Bài Tập Về Máy Phát Điện Và Động Cơ Điện: Bài 1 94856



Bài giải:

Ta có : U  UoAB

120 6

  120 V

uur

U  U

uur uuuur

Vẽ giản đồ Fre-nen cho mạch điện AB.

U L

V MB

uur uur P

uuur

Áp dụng định lý hàm số cosin cho

OPQ, ta

UL  UC

uur

U AB

được: U 2  U 2  U 2  2U U cos 

 / 6 U

R V AB V AB 6

uur

 / 3uur R r

Ur I

Trang 121

C uuuur

U AN

 U 2  1202  3.1202  2.120.120 3.

 U R  120 V.

 1202

Vì UR = UV = 120V nên hình bình hành tạo bởi UV

và U R

là hình thoi

góc lệch pha của uAB so với uR là



6 rad.

Từ đó, ta có: U  U cos   120. 1  60 V

r V 3 2

UC  U R

.tan 

 120. 1

 40 3 V

U  U  U sin   U  U  U sin   40  120

 100 V

L C V 3 L C V 3 2

Mặt khác ta có: P  I 2  R  r   I U  U 

R r

 I 

U R  Ur

 360

120  60

 2 A.

Vậy :

R  U R

 120  60 2

r  Ur

 60  30 2

Z  U L

L I

 100 3  50 3

 L  ZL

 50 3  H

 100 2

Z  UC

C I

 40 3  20 3

100 .20 3

2 3

 1 1 103

Bài 3: Tóm tắt:

f = 50Hz

C  Z   F.

UV = UNP = 90V RV = 

uMN lệch pha 150o so với uNP uMP lệch pha 30o so với uNP UMN = UMP = UPQ

R = 30

a. Cuộn dây có điện trở thuần không?

b. UMQ = ? , L = ?

Các mối liên hệ cần xác lập:

- Giả sử cuộn dây không có điện trở thuần Ro

thì uMN

sớm pha

U L



uuuur

UMN

uuur

30o uuuur

UMP

uuuur

uur

 so với i, 2

uNP trễ pha

 so với i 2

 uMN lệch pha 180o so với uNP (trái

uur N

giả thiết) cuộn dây có điện trở thuần Ro.

- uMN lệch pha 150o so với uNP

, uMP

lệch pha 30o so với uNP

 UC  U L .

- Vẽ

giản đồ

Fre-nen để

thấy rõ mối liên hệ

về pha giữa

các điện áp.

- UMN = UMP MNP cân tại M, MA là đường trung tuyến,

MNP  MPN  30o

- Dựa vào giản đồ Fre-nen UL, URo, UR



U  U  U  U





L C

2

 UMQ 

- I  U R , Z

R L

 U L

 L 

2 f

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Giả sử cuộn dây không có điện trở thuần, thì uMN lệch pha bao nhiêu độ so với uNP?

- So sánh với dữ kiện của đề bài và rút ra kết luận.

- uMN lệch pha 150o so với uNP, uMP lệch pha 30o so với uNP  UC  U L .

- Hãy vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn mối liên hệ về pha giữa các điện áp.

- Nếu cuộn dây không có điện trở thuần thì u sớm pha  so với i, và

u trễ pha  so với i  u lệch pha

NP MN

180o so với uNP.

- Theo bài uMN lệch pha 150o so với uNP (trái với lập uur N

luận trên) U L uuuur 

cuộn dây có UMN

điện trở  uuur A r

thuần Ro. M MN U

Ro I

30ouuuur uuuur

UMP U NP

uur

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 161 trang tài liệu này.

- Dựa vào giản đồ Fre-nen, ta thấy

- A là trung điểm của NP  U  U NP L 2 U  U  U  U L R PQ MN cos30o U  U .t an30o Ro L - U  U 2  U 2 2  U  U 2 MQ Ro R L C - I  UR R Z  U L  L  ZL L I 2 f
	MNP là tam giác cân tại M (UMN =
	UMP), có MA là đường trung tuyến
	và MNP  MPN  30o .
	- Dựa vào giản đồ Fre-nen, hãy tính
	UL, URo, UR (chú ý: UR = UMN).
	- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn
	mạch PQ được tính như thế nào?
	- Tính cường độ dòng điện hiệu
	dụng trong mạch. Từ đó hãy tính giá
	trị của L.

Bài giải:

a. Giả sử cuộn dây không có điện trở thuần Ro thì điện áp uMN sớm pha

 so với i, còn điện áp uNP trễ pha 2

 so với i  uMN sớm pha 180o so với 2

U L

uuuur

UMN



uuuur

UMP

uuur A

30o uuuur

U NP

uur

uNP (trái với đề bài là lệch 150o). Vậy cuộn dây phải có điện trở thuần Ro.

b. Vẽ giản đồ Fre-nen:

Dựa vào giản đổ Fre-nen, ta có MNP cân tại M (vì UMN = UMP)  MNP  MPN  30o

MA là đường trung tuyến của MNP

uur N

U NP 90

 U L  2  2  45 V

U  U  U

 U L

 45

 30

R PQ MN

cos30o 3 V

U Ro

 U L

.t an30o  45. 1

 15 3 V



U  U  U  U





L C

2

30 3

 UMQ 

 90 V

Ta có:

I  U R

  A ; 30

Z  U L 

15 3

L I

45  15 

 L 

2 f

  0, 083H 2 .50

Chủ đề 2: SẢN XUẤT – TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.

1. Dạng 1: MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN.

1.1. Phương pháp giải chung:

- Áp dụng các kết qurảurvề máy phát điện xoay chiều một pha:

+ Tại t = 0, ta có n, B 0 thì từ thông qua một vòng dây:

 = BScos t = o cos t

+ Suất điện động xoay chiều trong mỗi cuộn dây:

e  N d  N

+ Tần số dòng điện: f = np.

o sint  Eo

sint .

- Áp dụng các kết quả về dòng điện ba pha liên quan đến điện áp và cường độ dòng điện ứng với mỗi cách mắc:

+ Mắc hình sao: Ud 

3U p ;

Id  I p

* Khi tải đối xứng thì :

Ith  I1  I2  I3  0  Ith  0 .

* Vẽ giản đồ Fre-nen nếu cần thiết.

+ Mắc hình tam giác: Ud

 U p ;

Id 

3I p

Chú ý: khi mạch điện ngoài hở, dòng điện trong các cuộn dây của máy phát bằng 0.

- Đối với động cơ điện ba pha, các bài toán thường liên quan đến công suất:

+ Công suất tiêu thụ:

P  3U p I p cos 

3Ud Id cos .

+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt: P = 3I2R (với R là điện trở thuần một cuộn dây của động cơ).

+ Hiệu suất:

H  Pi

(với Pi

là công suất cơ học)

1.2. Bài tập về máy phát điện và động cơ điện: Bài 1

Máy phát điện xoay chiều một pha mà phần cảm gồm hai cặp cực và phần ứng gồm 4 cuộn dây giống hệt nhau mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng là 120V và tần số 50Hz, Hãy tính số vòng mỗi cuộn dây, biết từ thông cực đại qua mỗi vòng là 5.10-3Wb.

Bài 2

Động cơ điện xoay chiều một pha mắc vào mạng xoay chiều một pha đã hạ áp với U = 110V. Động cơ sinh ra một công suất cơ học Pi = 60W. Biết hiệu suất là 0,95 và dòng điện qua động cơ I = 0,6A. Hãy tính điện trở của động cơ và hệ số công suất của động cơ.

Bài 3

Một động cơ điện ba pha mắc vào mạng điện ba pha có điện áp dây

Ud = 220V. Biết rằng cường độ dòng điện dây là Id = 10A và hệ số công suất cos = 0,8. Tính công suất tiêu thụ của động cơ.

Bài 4

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.

1.3. Hướng dẫn giải và giải: Bài 1:

Tóm tắt:

p = 2 cặp cực f = 50Hz

E = 120V

o = 5.10-3 Wb n = ? ; N = ?

Các mối liên hệ cần xác lập:

- Tần số dòng điện :

f  np  n 

p (vòng / s)

- Từ thông qua mỗi vòng dây:  = ocos t.

- Gọi N là số vòng dây của mỗi cuộn dây. Phần ứng gồm 4 cuộn dây nên số vòng dây của 4 cuộn dây là 4N (vòng).

- Suất điện động của máy:

e  4N d  4NBS sint

Suất điện động hiệu dụng của máy:

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

E  4NBS

N.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh
- Tốc độ quay của rôto được tính	- f  np  n  f (vòng / s) p -  = ocos t. - Phần ứng gồm 4N vòng dây. e  4N d  4N sint  E sint dt o o
như thế nào khi biết tần số dòng
điện f và số cặp cực p của phần
cảm?
- Biểu thức tính từ thông gởi qua
một vòng dây?
- Phần ứng gồm 4 cuộn dây, gọi N
là số vòng dây của mỗi cuộn dây.
Vậy phần ứng có tất cả bao nhiêu
vòng dây?
- Biểu thức suất điện động của
máy?

- Dựa vào biểu thức bên, tìm N bằng cách nào?

- Vì E  4N   E  Eo  4No o o 2 2

 N  E 2 E 2 4o 4o .2 f

Bài giải:

Tốc độ quay của rôto:

f  np  n 

f  50  25 (vòng / s).

p 2

Từ thông qua mỗi vòng dây:  = ocos t.

Suất điện động của máy:

e  4N d  4N

o sint  Eo

sint

(với N là

số vòng dây của mỗi cuộn dây).

Suất điện động hiệu dụng của máy: E  Eo

 4No .

Bài 2: Tóm tắt:

U = 110V Pi = 60W H = 0,95 I = 2A

R = ? , cos = ?

 N 

4o

 120 4.5.103.2 .50

 27 (vòng).

Các mối liên hệ cần xác lập:

- Áp dụng các công thức hiệu suất, công suất tiêu thụ, công suất tỏa nhiệt để tìm R và cos.

+ Hiệu suất

H  Pi

công suất tiêu thụ

P  Pi .

+ Hệ số công suất

cos  P .

+ Công suất tỏa nhiệt của động cơ:

PN  P  Pi .

+ PN

 I 2 R

điện trở của động cơ P

R 

I 2

Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Biểu thức tính hiệu suất của của động cơ? Từ biểu thức đó, hãy tìm giá trị của công suất tiêu thụ của động cơ.

- H  Pi

- Hệ số công suất được tìm bằng

công suất tiêu thụ P  Pi . H - P  UI cos  cos P UI - PN = P - Pi. - P  I 2 R  R PN N I 2
	cách nào?
	- Tìm công suất tỏa nhiệt của động
	cơ khi biết công suất tiêu thụ P và
	công suất cơ học Pi.
	- Vậy điện trở động cơ có giá trị là
	bao nhiêu khi đã biết công suất tỏa
	nhiệt PN?