Máy phát điện xoay chiều

1. Máy phát điện xoay chiều một pha

  • Máy phát điện xoay chiều một pha là một thiết bị để biến đổi cơ năng thành điện năng, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ (từ thông qua cuộn dây thay đổi sinh ra suất điện động cảm ứng).
  • Cấu tạo
    • Máy phát điện xoay chiều một pha
    • Gồm hai bộ phận
      • Phần cảm: là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tạo ra từ trường.
      • Phần ứng: là các cuộn dây để sinh ra dòng điện.
      • Một trong hai bộ phận trên có thể là bộ phận đứng yên (stato) hoặc quay (rôto)
    • Với máy phát điện có công suất lớn thì rôto là phần cảm - gồm nhiều cặp cực, còn stato là phần ứng - gồm nhiều cuộn dây nối tiếp (hình vẽ trên).
  • Hoạt động
    • Giả sử máy phát điện có \(p\) cặp cực, sẽ có \(2p\) cuộn dây tương ứng. Rôto quay đều với tốc độ \(n\)(vòng/s)
    • Khi đó, điện áp xoay chiều sinh ra có:
      • Tần số: \(\boxed{f=n.p}\)
      • Suất điện động cực đại: \(\boxed{E_0=\omega.N.BS}\)
        • \(\omega=2\pi.f\)
        • \(N\) là tổng số vòng dây, \(N=2p.N_0\)(\(N_0\) là số vòng dây của một cuộn)
        • \(B\) là cảm ứng từ của nam châm (đơn vị T - testla)
        • \(S\) là tiết diện của vòng dây (đơn vị m2)
        • \(B.S\) là từ thông cực đại qua một vòng dây.
  • Thí nghiệm phát điện đơn giản 
  • Stato của máy phát điện có 4 cặp cực (8 cuộn dây)
    • Stato của máy phát điện

2. Máy phát điện xoay chiều ba pha

  • Cấu tạo
    • Máy phát điện xoay chiều ba pha
    • Gồm hai bộ phận chính:
      • Stato: Ba cuộn dây giống hệt nhau, đặt lệch 1200 trên một khung tròn.  
      • Rôto: Là một nam châm điện có thể quay quanh trục của nó.
  • Hoạt động
    • Khi rôto quay đều với tốc độ góc \(\omega\), sinh ra 3 điện áp xoay chiều ở 3 cuộn dây đôi một lệch nhau \(120^0=\dfrac{2\pi}{3} rad\)
    • Biểu thức: \(\begin{cases} e_1=E_0\sin(\omega t)\\ e_2=E_0\sin(\omega t+\dfrac{2\pi}{3})\\ e_2=E_0\sin(\omega t-\dfrac{2\pi}{3})\\ \end{cases}\)
    • Điện áp này đặt vào mạch ngoài như nhau sẽ tạo ra ba dòng điện đôi một lệch pha \(\dfrac{2\pi}{3} \), gọi là dòng xoay chiều ba pha.
  • Mô phỏng

3. Cách mắc điện 3 pha

  • Đối với máy phát điện, hiện nay chỉ có một cách mắc hình sao: 3 đầu dây \(B_1,B_2,B_3\) chập lại tạo thành dây trung hòa; 3 dây pha là: \(A_1,A_2,A_3\).
    • Các mắc hình sao
    • Điện áp giữa dây pha với dây trung hòa là: \(U_d\)
    • Điện áp giữa hai dây pha là: \(U_p\)
    • Mối liên hệ: \(U_d=\sqrt{3}U_p\)
  • Đối với tải tiêu thụ, có 2 cách mắc: Theo hình sao hoặc theo hình tam giác.
    • Tải tiêu thụ mắc hình sao
      • Cách mắc hình sao
      • Điện áp ở mỗi tải tiêu thụ bằng \(U_p\)
    • Tải tiêu thụ mắc hình tam giác
      • Cách mắc hình tam giác
      • Điện áp ở mỗi tải tiêu thụ bằng \(U_d=\sqrt{3}U_p\)

4. Bài tập

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...