luyện thi đh kit 1 (đặng việt hùng) - máy phát điện xoay chiều một pha p2 (tài liệu bài giảng)

Ví d 1: (Kh i A – 2010)

N i hai c c c a máy phát đi n xoay chi u m t pha ch có R và cu n dây thu n c m B qua đi n tr các dây n i Khi

Rôto quay v i t c đ n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n qua máy là 1 A Khi Rôto quay v i t c đ 3n vòng/phút thì

c ng đ là 3A Khi Rôto quay v i t c đ 2n vòng/phút thì c m kháng c a m ch là bao nhiêu?

A R

2R

Ví d 2: (Kh i A – 2013)

N i hai c c c a máy phát đi n xoay chi u m t pha ch có R và cu n dây thu n c m B qua đi n tr các dây n i Khi

Rôto quay v i t c đ n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n qua máy là I Khi Rôto quay v i t c đ 2n vòng/phút thì

c ng đ là I 2 Khi Rôto quay v i t c đ 3n vòng/phút thì h s công su t c a m ch b ng bao nhiêu?

11



Ví d 3: N i hai c c c a máy phát đi n xoay chi u m t pha ch có R = 10 2 và cu n dây thu n c m B qua đi n

tr các dây n i Khi Rôto quay v i t c đ n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n qua máy là 1 A Khi Rôto quay v i t c

đ 2n vòng/phút thì c ng đ là 3A Khi Rôto quay v i t c đ 3n vòng/phút thì c m kháng c a m ch là bao nhiêu? /s: 15

Ví d 4: M t máy phát đi n xoay chi u m t pha có m t c p c c, m ch ngoài đ c n i v i m t m ch RLC n i ti p

g m cu n thu n c m có đ t c m L 10 (H)

25

 , t đi n C và đi n tr R Khi máy phát đi n quay v i t c đ 750 vòng/phút thì dòng đi n hi u d ng qua m ch là 2A ; khi máy phát đi n quay v i t c đ 1500 vòng/phút thì trong

m ch có c ng h ng và dòng đi n hi u d ng qua m ch là 4 A Giá tr c a đi n tr thu n R và t đi n C l n l t là

A

3

10

R 25 ;C (F)

25



3

10

R30 ;C  (F)

C

3

2.10

4

4.10

R30 ;C  (F)

MÁY PHÁT I N XOAY CHI U M T PHA – PH N 2

(TÀI LI U BÀI GI NG)

GIÁO VIÊN: NG VI T HÙNG

ây là tài li u tóm l c các ki n th c đi kèm theo bài gi ng “Máy phát đi n xoay chi u m t pha – ph n 2“ thu c khóa h c

LT H KIT-1 : Môn V t lí(Th y ng Vi t Hùng) t i website Hocmai.vn có th n m v ng ki n th c ph n “Máy phát

đi n xoay chi u m t pha – ph n 2”, B n c n k t h p theo dõi bài gi ng v i tài li u này

Ví d 5: M t đo n m ch g m đi n tr thu n R = 120 Ω m c n i ti p v i t đi n C N i 2 đ u đo n m ch v i 2 c c c a m t máy phát đi n xoay chi u m t pha, b qua đi n tr các cu n dây trong máy phát Khi rôto c a máy quay đ u v i t c đ 200 vòng/phút thì c ng đ dòng đi n hi u d ng trong đo n m ch là I Khi rôto c a máy quay đ u v i t c đ 400 vòng/phút thì c ng đ dòng đi n hi u d ng trong đo n m ch là 2 2 I N u rôto c a máy quay đ u v i t c đ 600 vòng/phút thì dung kháng c a đo n m ch là A ZC60 B. ZC50 2 C. ZC40 2 D ZC60 2

Ví d 6: N i 2 c c c a 1 máy phát đi n xoay chi u 1 pha vào 2 đ u đo n m ch AB g m 1 đi n tr thu n R = 30 và 1 t đi n m c n i ti p B qua đi n tr các cu n dây c a máy phát Khi roto c a máy quay đ u v i t c đ n vòng/phút thì I hi u d ng trong m ch là 1 A Khi roto quay đ u v i t c đ 2n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n hi u d ng là 6 A N u roto quay đ u v i t c đ 4n vòng/phút thì dung kháng c a t là A. 4 5 B 2 5 C 16 5 D. 3 5

Ví d 7: N i hai c c c a m t máy phát đi n xoay chi u vào hai đ u đo n m ch RLC B qua đi n tr dây n i, coi t thông c c đ i g i qua các cu n dây c a máy phát không đ i Khi máy phát quay v i t c đ n (vòng/phút) thì công su t tiêu th đi n là P, h s công su t là 1 2 Khi máy phát quay v i t c đ 2n (vòng/phút) thì công su t tiêu th đi n là 4P Khi máy phát quay v i t c đ 3n (vòng/phút) thì công su t tiêu th đi n c a máy phát là bao nhiêu? ( /s: 27 P 13 )

Ví d 8: N i hai c c c a m t máy phát đi n xoay chi u vào hai đ u đo n m ch RLC B qua đi n tr dây n i, coi t

thông c c đ i g i qua các cu n dây c a máy phát không đ i Khi máy phát quay v i t c đ n (vòng/phút) thì công

su t tiêu th đi n đ t c c đ i là P0 Khi máy phát quay v i t c đ 2n (vòng/phút) thì công su t tiêu th đi n là P0/2 Khi máy phát quay v i t c đ 3n (vòng/phút) thì công su t tiêu th đi n c a máy phát là bao nhiêu? ( /s: 729 P0

1873 )

Vi d 9: N i 2 c c c a m t máy phát đi n xoay chi u m t pha vào 2 đ u đo n m ch ngoài RLC n i ti p B qua đi n

tr dây n i, coi t thông c c đ i g i qua các cu n dây c a máy phát không đ i Khi roto c a máy quay v i t c đ n0 ( vòng/phút) thì công su t tiêu th m ch ngoài c c đ i Khi roto c a máy quay v i t c đ n1 ( vòng /phút) và n2

(vòng/phút) thì công su t tiêu th m ch ngoài có cùng m t giá tr H th c quan h gi a n0, n1, n2 là

2 2

1

2 2 2

1

2

0

n n

n

n

n



2 2 2 1

2 2 2 1 2 0 2 n n

n n n



2 2 2 1

2 2 2 1 2 0

n n

n n n



2 2 1

2 2 2 1 2 0

2 n n

n n n





L i gi i:

Su t đi n đ ng hi u d ng do máy phát phát ra: 0 / 2

2

E

E  NBS

C ng đ dòng đi n trong m ch:

2 / 2

E NBS I

Z R Z Z

0 2

2 2

L

C C

m ax

P

R L L

C C

2

2 0

2

2 1

1 2

L R C C



 

2

2

1 2

L R C

C



(*)

 Khi nn1 và nn2  1,2: P1 P2





1 2

2

0

L R

 2 12 22

2 2 2

1 2

2 2

L R



  (**)

T (*) và (**):

2 2

2



2n n n

n n



 CH N ÁP ÁN B

Vi d 10: M t máy phát đi n xoay chi u m t pha có đi n tr không đáng k , đ c m c v i m ch ngoài là m t đo n

m ch m c n i ti p g m đi n tr thu n R, t đi n C và cu n c m thu n L Khi t c đ quay c a roto là n1 và n2 thì

c ng đ dòng đi n hi u d ng trong m ch có cùng giá tr Khi t c đ quay là n0 thì c ng đ dòng đi n hi u d ng

trong m ch đ t c c đ i M i liên h gi a n1, n2 và n0 là

A n02 n n1 2 B

2 2

2 n n n



 C

2 o

n n

 D n02 n12n22

L i gi i:

Su t đi n đ ng c a ngu n đi n: E = 2N0 = 22fN0 = U ( do r = 0)

V i f = np n t c đ quay c a roto, p s c p c c t

Do I1 = I2 ta có:

2

1

1

1

1

2

f

R f L

f C



2 2

2

2

1

2

f

R f L

f C

=> f1

2

[R2 +42

L2f2

2

+ 2

2 2 2 4

1 f C

L

] = f2 2

[R2 +42

L2f1

2

+ 2

1 2 2 4

1 f C

L

]

1

4

R f f C

C f  f    -> 2 2 2 2 2

1 1

4 C 2L R

C

f f

  (1) Dòng đi n hi u d ng qua m ch

I =

Z

E

Z

U 

I = Imac khi E2 /Z2 có giá tr l n nh t hay khi y =

2

2

f

R Lf

Cf

  có giá tr l n nh t

y =

2 2 2

2

1 1

4

L

R L f

C

C f f

=

2

2 2

1 2 1

4 4

L R

C f f



y = ymax thì m u s bé nh t

t x = 12

f L y đ o hàm m u s , cho b ng 0 ta đ c k t qu x0 = 22

C2(2 R2)

CL 

2

0

1

f = 22

C2(2 R2)

CL  (2)

T (1) và (2) ta suy ra

2 2 2

1 1 2

f  f  f hay 2 2 2

1 1 2

n n n =>

2 2

2 n n n



 Ch n B

Vi d 11: N i hai c c c a m t máy phát đi n xoay chi u m t pha vào hai đ u đo n m ch ngoài RLC n i ti p B qua

đi n tr dây n i, coi t thông c c đ i g i qua các cu n dây c a máy phát không đ i Khi rôto c a máy phát quay v i

t c đ n1 = 30 vòng/phút và n2 = 40 vòng/phút thì công su t tiêu th m ch ngoài có cùng m t giá tr H i khi rôto

c a máy phát quay v i t c đ bao nhiêu vòng/phút thì công su t tiêu th m ch ngoài đ t c c đ i?

L i gi i:

Áp d ng công th c gi i nhanh

24 2

n n

  vòng/phút

Cách 2: Su t đi n đ ng hi u d ng c a ngu n đi n: E = 2N0 = 22fN0 = U ( do r = 0)

V i f = np; n t c đ quay c a roto, p s c p c c t

Do P1 = P2 ta có:I1

2

R = I2 2

R => I1 = I2

2

1 1

2

2

1

)

1 (

C L

R











=

2

2 2 2

2 2

)

1 (

C L R











=> [ ( 1 )2]

2 2 2 2 1

C L R





1 1 2 2 2

C L R





=>

C

L C

L

2 2 2

2 1 2 2 2 2

1

2

2









C

L C

L

2 2 1

2 2 2 2 2 2 1 2 2









=> ( 12 22)( 2 2 )

C

L

R 



2

2 1 2 1

2 2









2 1 2 2 2 1 2 2 2

) )(

( 1











C

=> (2

C

L

- R2 )C2 = 2

2 2 1

1 1



  (1) Dòng đi n hi u d ng qua m ch

I =

Z

E

Z

U  => P = Pmax khi I = Imac khi E2 /Z2 có giá tr l n nh t t c khi

y =

2

0 0

2

2 0

)

1 (

C L

R











có giá tr l n nh t

y =

2 0

2 2 0

2 2

0

2

2 1 1







C

L C

L

=

2 2

0

2

4 0 2

2 1

1

1

L C

L R





y = ymax thì m u s bé nh t

t x = 2

0

1

 -> y =

2 2

2

2

) 2

C

L R

C

L y đ o hàm m u s , cho b ng 0 ta đ c k t qu x0 = 2

0

1

1

C2(2 R2)

C L  (2)

T (1) và (2) ta suy ra 2

2 2 1

1 1



0

2



0 2

2

2

1

2 1

1

f f

f   hay 2

0 2 2 2 1

2 1 1

n n

n   =>

2 2

2 n n n



 = 24 2 vòng/phút Ch n B

L u ý :Khi P1 = P2 n u U1 = U2 = U thì m i có 12 = ch

2 bài toán này t thông c c đ i g i qua các cu n dây là

0không đ i, còn U = E (do r = 0) ph thu c vào t c đ quay c a rôto t c là U1 U2Uch nên 12 ch

2

( c th

2

2

2

1

1

1



2

ch

Vi d 12: N i hai c c c a m t máy phát đi n xoay chi u m t pha có 5 c p c c t vào hai đ u đo n m ch AB g m

đi n tr thu n R = 100 , cu n c m thu n có đ t c m 41

6

L H và t đi n có đi n dung 104

3 C



 F T c đ rôto

c a máy có th thay đ i đ c Khi t c đ rôto c a máy là n ho c 3n thì c ng đ dòng đi n hi u d ng trong m ch có

cùng giá tr I Giá tr c a n b ng bao nhiêu?

L i gi i:

Su t đi n đ ng c c đ i c a ngu n đi n: E0 = N0 = 2fN0 => U = E =

2 0 E (coi điên tr trong c a máy phát

không đáng k ) C ng đ dòng đi n qua m ch I =

Z

U

V i f = np n t c đ quay c a roto, p s c p c c t

C ng đ dòng đi n ch y qua m ch

NBS I

C









=

2

2

1

NBS R

L

C

 

NBS L

Do 2 cho cùng m t giá tr c a I,đ t y=bi u th c trong c n,áp d ng viét,x1+x2=-b/a

=> 2

2

2

1

1

1



  = (2C

L

- R2 )C2 = 2

3

9

10 4





(*)

=> 102

3

9

10

4





 =50=2np n = 5 vòng /s

Vi d 13: Cho m ch đi n RC v i R = 15  t vào hai đ u đo n m ch m t máy phát đi n xoay chi u m t pha Khi

rô to quay v i t c đ n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n hi u d ng I1 = 1A Khi rô to quay v i t c đ 2n vòng/phút thì c ng đ dòng đi n hi u d ng trong m ch I2 = 6 A N u roto quay v i 3n vòng/phút thì dung kháng c a t là

L i gi i:

* Sđđ hi u d ng c a máy phát là : E = NBS / 2

*  t l v i s vòng quay => 2 = 21 => ZC2 = ZC1/2

* Ta có : I1 =

2 1 2 1

C Z R

E

 = 1 ; I2 = 2

2 2 2

C Z R

E

4

2 1 2

2 C

Z R

E



= 6

4

2 1 2

2 1 2

1 2

1







C

C

Z R

Z R E

E I

I

=> 6

4

2 1 2

2 1 2

1





C

C

Z R

Z R





=> 6

4 15

15

1 2

2 1

2







C

C Z

Z

=> ZC1 = 6 5

* N u roto quay v i 3n vòng/phút => 3 = 3 1=> ZC3 = ZC1/3 = 2 5 áp án A

Vi d 14: ( H -2013): N i hai c c c a m t máy phát đi n xoay chi u m t pha vào hai đ u đo n m ch A, B m c n i

ti p g m đi n tr 69,1 , cu n c m thu n có đ t c m L và t đi n có đi n dung 176,8  F B qua đi n tr thu n

c a các cu n dây c a máy phát Bi t rôto máy phát có hai c p c c Khi rôto quay đ u v i t c đ n1 1350vòng/phút

ho c n2 1800 vòng/phút thì công su t tiêu th c a đo n m ch AB là nh nhau t c m L có giá tr g n giá tr nào nh t sau đây?

A 0,8 H B 0,7 H C 0,6 H D 0,2 H

Gi i 1: * Ta có t n s c a dòng đi n ng v i hai t c đ góc c a rôto :

f1  45 Hz và 1

2

4f

f 60 Hz

3

Dung kháng c a t ng v i f1 và f2 l n l t là : ZC1  20  ; C2 3 C1

4

t x = L 1 Ta có công su t tiêu th c a m ch ngoài ng v i hai t n s f1 và f2 là b ng nhau nên:

2

9

R + x 15

3

; v i NBS

2



Hay : 4 2 2  2

3

Thay giá tr c a R vào ta tính đ c x = 157,5 Ω t c m c a cuôn dây : L = 0,557 H

Gi i 2:

I =

Z

U

=

Z

E

V i E là su t đi n đ ng hi u d ng gi a hai c c máy phát: E = 2N0 = 22fN0 = U ( do r = 0)

V i f = np n t c đ quay c a roto, p s c p c c t

-> f1 =

60

2

1350

=

3

135

Hz =>1= 90 ; ZC1= 20Ω

-> f2 =

60

2

1800

= 60 Hz => 2= 120 ; ZC2= 15Ω

P 1 = P 2 <=> I 1 = I 2 <=>

2

1 1 2

2 1

)

1 (

C L R











=

2

2 2 2

2 2

)

1 (

C L R











1

2

2

) 20 (

90



2 2

2

) 15 (

120



1 2

) 20 (

9



 L

2 2

) 15 (

16



 L

=> 9[R2 + (2L – 15)2

] = 16[R2 + (1L – 20)2

]

=> - 7R2 + (92

2

- 161 2

)L2– (2702 - 6401)L + 9.152– 16.202

= 0 (92

2

- 161

2

)L2– (2702 - 6401)L - 7R2 + 9.152– 16.202

= 0

25200 L = 37798,67=> L = 0,48H Ch n C

Gi i 3: Ta có: 1=2n1p/60=90 (rad/s); 2=2n2p/60=120 (rad/s)

2 E

E  N   fN  E U ( do r  0 ); Vì P1=P2 

2 2 2 2

2

 

 

     

2

.

2

2

2

2

2

1

2

2

2

C









0,477(H) Giá tr g n nh t là 0,6H. Ch n C

Gi i 4:1 = 2 1

60

n p

= 90 rad/s; 1 = 2 2

60

n p

= 120 rad/s; ZC1 =

1

1 C

 = 20 ; ZC2 =

2

1 C

 = 15 

P1 = P2 

2

1

2

1

U R

Z =

2 2 2 2

U R

2

1

2

NBS R





2

1

2

NBS R





 9R2

+ 9.(120)2

L2– 9.3600L + 9.225 = 16R2

+ 16.(90)2

L2– 16.3600L + 16.400

 7.3600L = 37798,67  L = 0,478 (H) áp án C

Gi i 5: Su t đi n đ ng hi u d ng c a ngu n đi n: E = 2N0 = 22fN0 = U ( do r = 0)

V i f = np (n t c đ quay c a roto, p s c p c c t )

Do P1 = P2 ta có:I1R = I2R => I1 = I2

2

1 1

2

2

1

)

1 (

C L

R











=

2

2 2 2

2 2

)

1 (

C L R











=> [ ( 1 )2]

2 2 2 2 1

C L R





1 1 2 2 2

C L R





=>

C

L C

L

2

2 1 2 2 2 2

1

2

2









C

L C

L

1

2 2 2 2 2 2 1 2 2









=> ( 12 22)( 2 2 )

C

L

R 



2

2 1 2 1

2 2









2 1 2 2 2 1 2 2 2

) )(

( 1











C

=> (2

C

L

- R2 )C2 = 2

2 2 1

1 1



  (*) thay s L = 0,477H

Gi i 6:

  





1

2

90 p

120