Giai bai tap ch1 bài tập máy điện

bài tập máy điện

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN

Bài số 1-1 Một mạch từ có từ trở ℜ = 1500At/Wb Trên mạch từ người ta quấn một cuộn dây bằng nhôm có số vòng là N = 200vòng, khi đặt điện áp một chiều U = 24V lên cuộn dây thì dòng điện là I = 3A Xác định từ thông trong lõi thép và điện trở của cuộn dây

S.t.đ của cuộn dây:

F = N × I = 200N × 3 = 600A/vg

Từ thông trong lõi thép:

F 600 0.4Wb

1500

ℜ

Điện trở của cuộn dây:

U 24

I 3

Bài số 1-2 Một mạch từ được làm bằng các lá thép có chiều dài trung bình l = 1.3m

và tiết diện ngang S = 0.024m2 Cuộn dây quấn trên mạch từ có N = 50vòng, điện trở R = 0.82Ω và khi nối nguồn một chiều vào cuộn dây thì dòng điện qua cuộn dây

là 2A Từ trở của mạch từ trong điều kiện này là ℜ = 7425At/Wb Xác định cường

độ từ cảm và điện áp nguồn cung cấp

Từ thông trong lõi thép:

N I 50 2 0.0135Wb

7425

ℜ

Từ cảm trong lõi thép:

0.0135

S 0.024

Φ

Điện áp của nguồn điện:

U = R × I = 0.82 × 2 = 1.64V

Bài số 1-3 Một mạch từ có chiều dài trung bình l = 1.4m và tiết diện ngang S =

0.25m2 Dây quấn kích thích quấn trên mạch từ có N = 140vòng, điện trở R = 30Ω Xác định điện áp nguồn cần thiết để từ cản trong lõi bằng 1.56T Cho rằng từ trở của mạch từ trong trường hợp này là ℜ = 768At/Wb

Từ thông trong lõi thép:

S.t.đ của cuộn dây:

F= Φ ×ℜ =0.39 768 299.52Av× =

Dòng điện chạy trong cuộn dây:

F 299.52

N 140

Điện áp nguồn cung cấp

U = 0.3 × 2.139 = 0.82 × 2 = 64.17V

Bài số 1-4 Một lõi thép hình xuyến được làm bằng vật liệu sắt từ có chiều dài

trung bình l = 1.4m và tiết diện ngang S = 0.11m2 Độ từ thẩm của lõi thép là 1.206×10-3Wb/At.m Xác định từ trở của mạch từ

Từ trở của mạch từ:

3

l 1.4 10553.29Av / Wb

S 1.206 10− 0.11

Bài số 1-5 Một mạch từ có chiều dài trung bình l = 0.8m và tiết diện ngang S =

0.06m2 Độ từ thẩm tương đối của lõi thép là µr = 2167 Cuộn dây quấn trên mạch từ

có N = 340vòng, điện trở R = 64Ω và được nối nguồn một chiều 56V Xác định từ cảm trong lõi thép

Dòng điện đi qua cuộn dây:

U 56

R 64

S.t.đ của cuộn dây:

F = N × I = 340 × 0.875 = 297.5Av

Từ trở của mạch từ:

7

o r

S 4 10− 2167 0.06

Từ thoong trong lõi thép:

F 297.5 0.06076Wb

4896.32

ℜ

Từ cảm trong lõi thép:

0.06076

S 0.06

Φ

Bài số 1-6 Một mạch từ gồm hai nửa hình xuyến bằng vật liệu khác nhau được

ghép lại thành một hình xuyến có tiết diện ngang S = 0.14m2 và từ trở tương ứng của hai nửa vòng xuyến là 650 At/Wb và 244 Av/Wb Cuộn dây có N = 268 vòng,

R = 5.2Ω quấn trên mạch từ hình xuyến này được nối với nguồn một chiều có U = 45V Tính Φ Tính Φ và s.t.đ trên khe hở không khí khi tách hai nửa xuyến một khoảng δ = 0.12cm ở mỗi đầu biết từ trở của mỗi nửa hình xuyến không đổi

Từ trở toàn mạch từ là:

ℜ = ℜ1 + ℜ2 = 650 + 244 = 894Av/Wb

Dòng điện đi qua cuộn dây:

U 45

R 5.2

S.t.đ của cuộn dây:

F = N × I = 268 × 8.654 = 2319.2Av

Từ thông trong lõi:

F 2319.2 2.594Wb

894

ℜ

Khi hai nửa xuyến tách nhau đoạn δ = 0.12cm, từ trở của khe hở không khí là:

2 7 o

l 0.12 10 6820.9Av / Wb

S 4 10 0.14

−

Từ trở toàn mạch từ là:

ℜt = ℜ1 + ℜ2 + 2ℜδ = 650 + 244 + 2×6820.9 = 14535.8Av/Wb

Từ thông trong lõi:

t

t

F 2319.2 0.1596Wb 14535.8

ℜ

Bài số 1-7 Một cuộn dây quấn trên lõi thép được cung cấp từ nguồn có f = 25Hz

Tổn hao từ trễ thay đổi thế nào khi cuộn dây được cung cấp từ nguồn có f = 60Hz với từ cảm giảm đi 60%? Cho hệ số Steinmetz n = 1.65 và điện áp nguồn bằng hằng

số

Tổn hao từ trễ tại tần số f1 = 25Hz:

n h1 h 1 1max

P =k f B

Tổn hao từ trễ tại tần số f2 = 60Hz:

n h2 h 2 2max

P =k f B

Như vậy:

1.65 n

h1 h 1 1max

n h2 h 2 2max

P k f B 25 1 1.8897

P = k f B = 60×0.4÷ =

h1 h2 h2 h2

P P 1.8897P P

P 1.8897P

Bài số 1-10 Một thiết bị điện làm việc với điện áp định mức có tổn hao từ trễ là

250W Tính tổn hao từ trễ khi tần số giảm còn 60% tần số định mức và điện áp giảm

để từ cảm còn 80% từ cảm định mức biết n = 1.6

Tổn hao từ trễ tại tần số định mức và điện áp định mức:

n hdm h dm dmmax

P =k f B

Tổn hao từ trễ tại khi tần số và điện áp giảm:

n hnew h new newmax

P =k f B

Như vậy:

1.6 n

h new newmax dm dmmax hnew hdm n

h dm dmmax dm dmmax

k f B 0.6f 0.8B

Bài số 1-11 Một thanh dẫn dài 0.32m có điện trở 0.25Ω đặt vuông góc với từ trường đều có từ cảm B = 1.3T Xác định điện áp rơi trên thanh dẫn khi lực tác dụng lên nó

là 120N Tính lại điện áp này nếu thanh dẫn nghiêng một góc β = 250

Dòng điện đi qua thanh dẫn:

F 120

Bl 1.3 0.32

×

Điện áp rơi trên thanh dẫn:

U = R × I = 0.25 × 288.46 = 72.11V

Khi thanh dẫn nghiêng một góc β = 250ta có:

o

Blsin 1.3 0.32 sin65

U = R × I = 0.25 × 682.5581 = 79.57V

Bài số 1-12 Một cuộn dây có N = 32 vòng với điện trở 1.56Ω đặt trong từ trường đều có từ cảm B = 1.34T Mỗi cạnh của cuộn dây dài l = 54cm, cách trục quay đoạn d

= 22cm và nghiêng một góc β = 80 Tính dòng điện và điện áp rơi trên cuộn dây của biết mômen tác dụng lên nó là 84Nm

Lực tác dụng lên một cạnh của cuộn dây:

M 84

d 0.22

Lực tác dụng lên một thanh dẫn:

F 381.82

N 30

Dòng điện trong thanh dẫn:

o

Blsin 1.34 0.54 sin82

Điện áp rơi trên cuộn dây:

U = R × I = 1.56 × 17.76 = 27.71V

Bài số 1-13 Xác định vận tốc của một thanh dẫn dài l = 0.54m biết rằng khi nó

chuyển động trong từ trường B = 0,86 T thì sđđ cảm ứng trong nó là e = 30,6V

Vận tốc của thanh dẫn:

e 30.6

B l 0.86 0.54

Bài số 1-14 Một thanh dẫn dài l = 1.2 m chuyển động cắt vuông góc các đường sức

từ của một từ trường đều B = 0.18T với vận tốc 5.2m/s Tính sđđ cảm ứng trong thanh dẫn

S.đ.đ cảm ứng trong thanh dẫn:

e B l v 0.18 1.2 5.2 1.123V= × × = × × =

Bài số 1-15 Xác định tần số và sđđ hiệu dụng của một cuộn dây có 3 vòng dây

quay với tốc độ n = 12vg/s trong từ trường của 4 cực từ với Φ = 0,28Wb/cực

Tần số s.đ.đ:

f p n 2 12 24Hz= × = × =

Trị số hiệu dụng của s.đ.đ:

max

E 4.44fN= Φ =4.44 24 3 0.28 89.52V× × × =

Bài số 1-16 Xác định tốc độ quay trong từ trường của 2 cực từ có Φ = 0.012Wb/cực

để có được e = 24V trong một cuộn dây có N = 25 vòng

Tần số s.đ.đ:

max

4.44N 4.44 25 0.012

Tốc độ quay của thanh dẫn trong từ trường:

f 18

n 18vg / s

p 1

Bài số 1-17 Từ thông xuyên qua một cuộn dây có N = 20 vòng dây biến thiên theo

quy luật Φ = 1.2sin(28t) Wb Xác định tần số và trị số hiệu dụng của sđđ cảm ứng trong cuộn dây

Tần số s.đ.đ:

28

2 2

ω

Trị số hiệu dụng của s.đ.đ:

max

E 4.44fN= Φ =4.44 4.46 20 1.2 474.87V× × × =

e= 2Ecos28t = 671.43cos28tV

Bài số 1-18 Một cuộn dây quấn trên lõi thép được cung cấp từ nguồn xoay chiều có

U = 120V, f = 25Hz Tổn hao do dòng điện xoáy thay đổi thế nào khi cuộn dây được nối với nguồn có U = 120V, f = 60Hz

Tổn hao do dòng điện xoáy tại tần số f1 = 25Hz:

2 2 e1 e 1 1max

P =k f B

Tổn hao do dòng điện xoáy tại tần số f2 = 60Hz:

2 2 e2 e 2 1max

P =k f B

Như vậy:

2

2 2 e2 e 2 2max

2 2 e1 e 1 1max

P k f B 60 5.76

P = k f B =25÷ =

Bài số 1-19 Một thiết bị điện làm việc với điện áp và tần số định mức có tổn hao do

dòng điện xoáy là 212.6W Xác định tổn hao do dòng điện xoáy nếu tần số giảm còn 60% tần số định mức và điện áp giảm còn 80% điện áp định mức

Ta có:

2 2

e 2 2max e2 e1 2 2

e 1 1max

k f B  1   1 

   