Lý thuyết và phương pháp giải bài tập về Máy phát điện xoay chiều 1 pha năm 2019

Khi roto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A.. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu [r]

I PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

1 Tần số do máy phát điện phát ra

Tần số dao động:

; n (v/s)

; n (v/p) 60

f np np f







 

p - số cặp cực từ

2 Từ thông qua phần ứng

 0cos(t)(Wb)

Với 0NBS (Wb) : là từ thông cực đại qua khung dây

3 Suất điện động tức thời qua phần ứng

'0.sin( ) 0sin( )







t

Với E0 0.(V) : là suất điện động cực đại

4 Nhận xét quan trọng:

- Khi tốc độ quay (n) của roto thay đổi  f thay đổi  thay đổi Điều này dẫn tới sự thay đổi suất điện động hiệu dụng và điện áp hiệu dụng Nếu đạt điện áp vào đoạn mạch có tụ điện hay cuộn dây thì dung kháng và cảm kháng sẽ thay đổi theo

- Công thức: ( ) ( )2 1

0 2 0





E

e





II CÁC BÀI TẬP VÍ DỤ:

Ví dụ 1:

Một máy phát điện xoay chiều phần cảm có 12 cặp cực quay với vận tốc 300vòng/phút Từ thông cực đại qua các cuộn dây lúc đi ngang qua đầu cực là 0,2Wb và mỗi cuộn dây có 5 vòng dây (số cuộn bằng số cực từ)

a Tính tần số của dòng điện xoay chiều phát ra

b.Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng và tính suất điện động hiệu dụng của máy phát (=0)

Giải

a Ta có f= n

60p ;Với: n=300 (vòng/phút); p=12

Vậy f=300.12

60 =60 Hz

b Ta có  = 2f = 260 =120 rad/s

Suất điện động cảm ứng: e = E0cost

E0 =NBS=N0 =24.5.0,2.120= 2880 (V)

Vậy: e = 2880 cos120 t (V)

Suất điện động hiệu dụng: E= E0

2 =

2880

6407 2

(V)

Ví dụ 2:

Một máy phát điện xoay chiều có mười hai cặp cực Phần ứng gồm 24 cuộn dây mắc nối tiếp Từ thông do phần cảm sinh ra đi qua mỗi cuộn dây có giá trị cực đại 3.10-2 Wb Roto quay với tốc độ 300 vòng/phút

1 Tính tần số của dòng điện phát ra

Giải

1 Phần ứng gồm 24 cuộn dây, suy ra máy phát có 12 cặp cực

Tần số của dòng điện phát ra: f = n

60p =

300 12

60 = 60 Hz

2.Ta có e =E0cost.(chọn  = 0).Suất điện động cực đại của một cuộn dây là:

E1o= 0=2f0= 260.3.10-2 11,3 V với =2f=120 rad/s

Suy ra suất điện động cực đại trong máy phát là E0=24E1o271 V

Vậy e =271cos120t (V)

3 Công suất máy phát là: P=EIcos (điện trở trong không đáng kể U=E)

Lại có E= E0

2 =151,6 V Suy ra P = 151,6.2.0,8 = 306 W

Ví dụ 3 (ĐH-2010):

Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát Khi roto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A Khi roto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 3A Nếu roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là

A

3

R

B R 3 C

3

2R

D 2R 3

Giải:

Nhận xét:

Khi tốc độ quay thay đổi thì U, ZL thay đổi

Điện áp đặt vào hai đầu mạch U = E =

2

2 f NBS 

;

Ta có: +)

60

1

pn

f  ; U1=

2

2 f1 NBS 

2 1

1 1

1 1

L Z R

U Z

U I







9

3 3

3

3 3

60

3

2 1

1 2

2

1 2

2 2 1 2

1 2 1





























L L

L

U Z

R

U Z

U I Z Z

U U f

pn f

3

3 9

3

1 2

1

1 2

1

Z Z

R

U Z

R

U

L L

L













+)

3 2 2

2 60

3

R Z

Z f

pn

f    L  L   đáp án C

Ví dụ 4: (ĐH -2011)

Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung Suất điện động cảm

ứng trong khung có biểu thức e = E

0cos(ωt +

2

 ) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng

A 150 0 B 90 0 C 45 0 D 180 0

Giải

2 cos(

)

0









So sánh với biểu thức đề bài: e = E

0cos(ωt +

2

 )

   

2

Ví dụ 5: (ĐH -2011)

Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100 2 V Từ thông cực đại

Giải

Lưu ý:

- Ở đây đề bài cho 4 cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp Số vòng 4N

Gọi E là suất điện động do máy sinh ra E1 là suất điện động ở mỗi cuộn

1

3 1v

5

2 f 4 2 f 4 2 f .10 4 2 50



Chọn B

Website 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

các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

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

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

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

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

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