- Trong cách mắc hình sao nếu các tải mắc đối xứng thì dòng điện trong dây trung hòa bằng không - Khi máy phát mắc hình sao ta vẫn có thể mắc tải hình tam giác. Lúc này ta không dùng dâ[r]
Trang 1NĂM HỌC 2019-2020
I PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1 Nguyên tắc hoạt động:
Khi nam châm quay, từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch pha 2
3
làm xuất hiện 3 suất điện động xoay
chiều cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha 2
3
2 Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện:
= 0cos(t + )
Với 0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của
vòng dây, = 2f
3 Suất điện động trong khung dây:
e = E0cos(t + -
2
) Với E0 = NSB là suất điện động cực đại
Ở 3 cuộn dây chúng ta thu được hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây ra bởi ba suất điện động xoay chiều
cùng tần số, cùng biên độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là 2
3
Trang 2
1 0
2 0
3 0
os( )
2
3 2
3
e E c t
e E c t
e E c t
Trong trường hợp tải đối xứng thì
1 0
2 0
3 0
os( )
2
3 2
3
4 Cách mắc
a) Máy phát mắc hình sao: Ud = 3Up
Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip
- Up là điện áp giữa dây pha và dây trung
hòa
- Ud là điện áp giữa 2 dây pha
b) Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up
Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3Ip
5 Nhận xét quan trọng:
- Tùy vào bài toán cho cách mắc hình sao hay hình tam giác cho các tải tiêu thụ mà xác định điện áp đặt vào
2 đầu mỗi tải
- Trong cách mắc hình sao nếu các tải mắc đối xứng thì dòng điện trong dây trung hòa bằng không
- Khi máy phát mắc hình sao ta vẫn có thể mắc tải hình tam giác Lúc này ta không dùng dây trung hòa
- Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau
II CÁC BÀI TẬP VÍ DỤ:
Ví dụ 1:
Ở một mạng điện 3 pha mắc hình sao, điện áp giữa dây pha và dây trung hòa là 220V Có một điện trở R =
40 Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở R nếu dùng 2 dây pha hoặc 1 dây pha và 1 dây trung hòa?
A 3
A 1
B 1
A 2
Ud
Up
A 3
A 1
B 1 A 2
B 2
B 3
U d = U p
Trang 3A U
B
I
B U
A I
C
I
AB
I
O
120o
H
C U
Giải
- Khi dùng 1 dây pha và 1 dây trung hòa:
Điện áp đặt vào 2 đầu R: U = Up = 220V
Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở R:
I1 =
R
U P
= 5,5A
- Khi dùng 2 dây pha: U = Ud = 3Up = 220 3V
Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở R:
I2 =
R
U d
= 5,5 3A
Nhận xét:
Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở R trong 2 trường hợp I2 > I1(do Ud > Up), nên các thiết bị điện thường dùng trong cuộc sống khi dùng 2 dây pha thường bị cháy do vượt quá giá trị định mức
Ví dụ 2:
Mạng điện ba pha có điện áp pha Up = 120V có tải tiêu thụ mắc thành hình sao Tính cường độ dòng điện trong các dây pha và dây trung hòa nếu các tải tiêu thụ trên A, B, C là điện trở thuần RA = RB = 12 ; RC =
24
Giải
Do các tải tiêu thụ mắc hình sao nên Id = Ip
12
p
A
U
R
5 24
p C C
U I R
A
Do các tải đều là thuần trở
nên dòng điện pha cùng pha với
điện áp pha Các dòng điện lệch pha nhau 120o
Ta suy ra giản đồ Fre-nen sau:
Trang 4Io IA IB IC IAB IC Dựa vào giản đồ Io = IAB – IC
Vì IA = IB nên IAB là đường chéo của hình thoi tạo bởi
A
I và IB
IAB = 2.OH = 2.IB.cos60o = 2.10.cos60o = 10A
Vậy Io = IAB – IC = 10 – 5 = 5A
Ví dụ 3:
Một máy phát điện ba pha mắc hình sao có điện áp pha 127V và có tần số 50Hz Người ta đưa dòng 3 pha vào 3 tải như nhau mắc hình tam giác, mỗi tải có điện trở thuần 12Ω và độ từ cảm 51mH
1) Tính cường độ dòng điện đi qua các tải
2) Tính công suất do các tải tiêu thụ
Giải
1) Điện áp 2 đầu mỗi tải:
Do tải mắc hình tam giác nên sử dụng 2 dây pha với điện áp:
U = Ud = 3Up = 127 3V
Cường độ dòng điện qua mỗi tải:
2 2
L
d
Z R
U
2) Tính công suất do các tải tiêu thụ:
Ta có: P3UIcos = 3
2 2
L
Z R
R UI
Ví dụ 4: (HSG –THANH HÓA 2008-2009)
Trong lưới điện dân dụng ba pha mắc sao, điện áp mỗi pha là :
u1 = 220 2 cos100t (V) ; u2 = 220 2 cos(100t + 2
3
) (V) ;
u3 = 220 2cos(100t - 2
3
) (V)
Trang 5Bình thường, việc sử dụng điện của các pha là đối xứng và điện trở mỗi pha có giá trị R1= R2= R3 = R = 4,4 Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện trong dây trung hoà ở tình trạng sử dụng điện mất cân đối làm
cho điện trở pha thứ 2 và pha thứ 3 giảm đi một nửa
Giải
Biểu thức cường độ dòng điện qua mỗi tải:
R
u
i suy ra
i1 =
R
u1
[220 2 cos100t ]/R = 50 2 cos100t (A) ;
i2 =
2
2
R
u
2[220 2 cos(100t + 2
3
) ]/R = 100 2 cos(100t + 2
3
) (A)
i3 =
2
3
R
u
2[220 2 cos(100t - 2
3
)]/R = 100 2 cos(100t - 2
3
) (A)
Biểu thức cường độ dòng điện qua dây trung hòa:
i = i1 + i2 + i3
+ Phương pháp Frexnel cho kết quả
I = 50A và = suy ra i0 = 50 2 cos(100t + ) (A)
Ví dụ 5:
Một máy phát điện xoay chiều 3 pha mắc theo kiểu hình sao có điện áp pha bằng 120V
1 Tính điện áp dây
2 Mắc các tải như nhau vào mỗi pha của mạng điện Mỗi tải có điện trở thuần R=100 nối tiếp với cuộn dây thuần cảm có L=1
H Dòng điện có tần số 50 Hz
a Tính cường độ hiệu dụng của dòng điện qua các tải
b Viết biểu thức cường độ dòng điện trên các dây pha
c Tính công suất của dòng điện ba pha này
Trang 6Giải
1 Ta có hiệu điện thế của dây: Ud = Up 3=120 3 V
2 Cảm kháng:
ZL=L.=1.2 .50 100
Tổng trở của một tải: Z= R2Z2L 10021002 100 2
a Cường độ dòng điện qua các tải là:
b Ta có thể biểu diễn:
i1 = I0cost
I0=I 2 =0,85 2 =1,2 A
i1=1,2cos100t (A)
i2=1,2cos(100t + 2
3
) (A)
i3=1,2cos(100t - 2
3
) (A)
c Công suất của mỗi tải là: P0 = R.I2=100.0,852 72W
Công suất của dòng điện ba pha này là: P = 3P0 = 3.RI2 = 216 W
Trang 7Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam
Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí