17/09/2016 04:25 CH | 48517
1. Nguyên tắc: Nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều 1 pha đã được xét trong phần " I. Cách tạo ra dòng điện xoay chiểu" ở bài học trước. 2. Cấu tạo Máy phát điện xoay chiều gồm 2 bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.
Người ta có thể bố trí cho phần cảm quay, phần ứng đứng yên hoặc ngược lại.
a) Với máy phát điện xoay chiều một pha công suất nhỏ:
Do khung dây là bộ phận cung cấp dòng điện ra bên ngoài nhưng nó lại quay nên người ta phải dùng thêmbộ góp (Xem lại " I. Cách tạo ra dòng điện xoay chiểu") b) Với máy phát điện xoay chiều một pha công suất lớn Dòng điện do máy phát ra rất lớn nên không thể dùng bộ góp để lấy điện ra bên ngoài nên người ta phải bố trí cho khung dây đứng yên, nam châm (thường là nam châm điện có khả năng tạo ra từ trường rất mạnh).quay.Như vậy, đối với máy phát điện xoay chiều 1 pha công suất lớn người ta bố trí cho
Để làm giảm vận tốc quay của rôto trong khi vẫn giữ nguyên tần số f của dòng điện do máy phát ra người ta chế tạo máy với p cặp cực nam châm (đặt xen kẻ nhau trên vành tròn của rôto) và p cặp cuộn dây (đặt xen kẻ nhau trên vành tròn của stato).  Ở hình bên trái ta thấy rôto (phần bên trong) gồm có 6 cặp cực nam châm (tổng cộng 12 cực: 6 cực Bắc, 6 cực Nam) sắp xếp xen kẻ nhau trên vành tròn của rôto, chúng là các nam châm điện. Ở bên ngoài ta thấy có tổng cộng 12 cuộn dây trên stato, chúng tạo thành 6 cặp cuộn dây. Các cuộn dây này được nối với nhau theo cách phù hợp. Ở hình bên phải là hình chụp một rô to. Ta thấy mỗi cực nam châm là một nam châm điện. Trong trường hợp này, tần số của dòng điện do máy phát ra là f = np trong đó n là số vòng quay trong 1 giây của rôto.
II. Máy phát điện xoay chiều ba pha1. Dòng điện xoay chiều ba pha là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều một pha cùng biên độ Io cùng tần số f (tức là cùng tần số góc 2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha (Máy phát điện xoay chiều ba pha) Người ta bố trí cho ba cuộn dây giống hệt nhau đặt lệch nhau 120o trên vành tròn của stato. Khi nam châm quay thì từ thông cực đại qua mỗi cuộn dây sẽ hơn kém nhau về thời gian bằng 1/3 chu kỳ, tức là lệch pha nhau góc .Nối hai đầu mỗi cuộn dây với một tải bên ngoài (các tải này giống hệt nhau) thì trong các tải có dòng điện xoay chiều ba pha. 3. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ba pha:
4. Biểu thức của dòng điện xoay chiều ba pha Ta hãy gọi cường độ tức thời của dòng điện chạy trong tải thứ nhất là i1, của dòng điện trong tải thứ hai là i2 và trong tải thứ ba là i3. Chọn gốc thời gian thích hợp ta có biểu thức của các dòng điện này như sau: Đồ thị của các dòng điện này (vẽ trên cùng một hệ trục) như sau Đồ thị này cho thấy:
5. Cách mắc điện ba pha (Phần đọc thêm) a) Cách mắc hình sao: Trong cách mắc này ta thấy:
b) Cách mắc hình tam giác Trong cách mắc này ta thấy:
Bài trước Lên đầu trang Bài kế tiếp Trở về Trang chủ
I - CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto. - Có hai loại máy phát điện xoay chiều: + Loại 1: Khung dây quay (Rôto) thì có thêm bộ góp (hai vành khuyên nối với hai đầu dây, hai vành khuyên tì lên hai thanh quét, khi khung dây quay thì vành khuyên quay còn thanh quét đứng yên). Loại này chỉ khác động cơ điện một chiều ở bộ góp (cổ góp). Ở máy phát điện một chiều là hai bán khuyên tì lên hai thanh quét. + Loại 2: Nam châm quay (nam châm này là nam châm điện): Rôto - Khi rôto của máy phát điện xoay chiều quay được 1vòng thì dòng điện do máy sinh ra đổi chiều 2 lần. Dòng điện không thay đổi khi đổi chiều quay của rôto. - Máy phát điện quay càng nhanh thì HĐT ở 2 đầu cuộn dây của máy càng lớn. Tần số quay của máy phát điện ở nước ta là 50Hz.
II - MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG KĨ THUẬT 1. Đặc tính kĩ thuật - Máy phát điện trong công nghiệp có thể cho dòng điện có cường độ 10kA và hiệu điện thế xoay chiều 10,5kV Trong các máy này, các cuộn dây là stato, còn roto là nam châm điện mạnh. - Ở Việt Nam, các máy cung cấp điện có tần số 50Hz cho lưới điện quốc gia. 2. Cách làm quay máy phát điện Trong kĩ thuật có nhiều cách làm quay roto của máy phát điện như: dùng động cơ nổ, dùng tuabin nước, dùng cánh quạt gió.
Giải Vở Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 34: Máy phát điện xoay chiều giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: I – CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát C1. Những bộ phận chính của máy phát điện : – Loại có cuộn dây quay là: Vành khuyên, thanh quét, cuộn dây, nam châm – Loại có nam châm quay là: nam châm, cuộn dây Giống nhau: + Đều có cuộn dây và nam châm. + Đều có bộ phận quay (rôto) và bộ phận đứng yên (stato). Khác nhau: + Trên hình 34.1 SGK: Roto là cuộn dây, stato là nam châm. Ngoài ra còn có bộ phận vành khuyên và thanh quét dùng để lấy điện ra ngoài. + Trên hình 34.2 SGK: Roto là nam châm, stato là cuộn dây. Không có bộ phận vành khuyên và thanh quét. C2. Khi cho nam châm hoặc cuộn dây quay ta lại thu được dòng điện xoay chiều vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn luân phiên tăng giảm khi nam châm hoặc cuộn dây quay. 2. Kết luận Có hai loại máy phát điện xoay chiều là máy phát điện có cuộn dây quay và máy phát điện có nam châm quay. Bộ phận đứng yên gọi là stato Bộ phận quay gọi là rôto II – MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG KĨ THUẬT 1. Đặc tính kĩ thuật – Máy phát điện trong công nghiệp có thể cho cường độ dòng điện đến 10 kA; hiệu điện thế đến 10,5kV – Tần số dòng điện của lưới điện quốc gia ở Việt Nam là 50Hz. 2. Cách làm quay máy phát điện Có nhiều cách làm quay roto của máy phát điện như dùng động cơ nổ, tuabin nước, dùng cánh quạt gió. III – VẬN DỤNG C3. Đinamô ở xe đạp và máy phát điện xoay chiều trong công nghiệp: – Giống nhau: + Cấu tạo: Đều có nam châm và cuộn dây dẫn, phần đứng yên (stato) là cuộn dây tạo ra dòng điện, phần quay (rôto là nam châm tạo ra từ trường. + Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. – Khác nhau: + Diamo: dùng nam châm vĩnh cửu, tạo ra dòng điện có công suất nhỏ. Phần ứng chỉ có một cuộn dây. + Máy phát điện công nghiệp: dùng nam châm tạo dòng điện có công suất lớn. Phần ứng có nhiều cuộn dây. Ngoài ra, một số máy phát điện còn có bộ góp điện để lấy điện ra ngoài. I – BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP Trong máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay, chỉ khi quay cuộn dây thì trong cuộn dây mới có dòng điện xoay chiều vì khi cuộn dây dẫn đứng yên so với nam châm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không thay đổi. Chỉ khi cuộn dây quay thì số đường sức từ đó mới luân phiên tăng giảm. Muốn cho máy phát điện xoay chiều phát điện liên tục thì có thể làm như sau: Làm cho cuộn dây hoặc nam châm quay liên tục. Có thể dùng tay quay, dùng một động cơ (như máy nổ, tuabin hơi…) quay rồi dùng dây cuaroa kéo cho trục máy phát điện quay liên tục. Vẽ sơ đồ thiết kế (hình 34.1) Lời giải: Máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay lại cần bộ góp điện gồm hai vành khuyên kim loại gắn vào hai đầu cuộn dây, và hai thanh quét luôn tì vào hai vành khuyên nhằm mục đích để lấy điện ra dễ dàng hơn. Lời giải: Nam châm quay theo trục MN thì trong cuộn dây mới xuất hiện dòng điện xoay chiều vì khi đó đường sức từ qua cuộn dây mới biến thiên. 1. Vận hành máy phát điện đơn giản – Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở Hình 38.1 trong đó kí hiệu sơ đồ của máy phát điện là:
C1. Khi máy quay càng nhanh thì hiệu điện thế ở hai đầu dây ra của máy càng lớn. Hiệu điện thế lớn nhất đạt được là 6V. C2. Khi đổi chiều quay của máy thì đèn vẫn sáng và vôn kế vẫn quay. 2. Vận hành máy biến thế – Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở hình 38.2 trong đó kí hiệu sơ đồ của máy biến thế là: BẢNG 1 C3. Quan hệ giữa số đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây cuả máy biến thế và số vòng của các cuộn dây: Số đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy biến thế và số vòng của các cuộn dây có liên quan với nhau theo công thức: U1/U2 = n1/n2 Kết quả này phù hợp với kết quả thu được ở bài 37. |
