Máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha là khái niệm mà ta đã nghe và cũng quen thuộc trong thực tế, và các em cũng biết làm thế nào để tạo ra dòng điện 1 chiều từ dòng điện xoay chiều.
Vậy máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào? cách mắc mạch mạch điện 3 pha hình sao, hình tam giác có gì khác với cách mắc song song và nối tiếp chúng ta thường dùng trong dòng điện không đổi, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Máy phát điện xoay chiều:
Bạn đang xem: Máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động – Vật lý 12 bài 17
1. Máy phát điện xoay chiều là gì?
– Máy phát điên xoay chiều là thiết bị tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ hay máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng.
2. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
• Gồm 2 bộ phận chính:
– Phần cảm: tạo ra từ trường là nam châm [thường là nam châm điện]
– Phần ứng: tạo ra dòng điện là cuộn dây
• Phần đứng yên gọi là Stato, phần còn lại quay quanh một trục gọi là Roto
II. Máy phát điện xoay chiều 1 pha
• Máy phát điện xoay chiều một pha được cấu tạo bởi hai bộ phận chính:
– Phần cảm [rôto]: là nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, đây là phần tạo ra từ trường.
– Phần ứng [stato]: là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động
• Khi quay, nam châm [lúc này là rôto] tạo ra từ trường quay, sinh ra suất điện động xoay chiều trong các cuộn dây cố định [stato].
III. Máy phát điện xoay chiều 3 pha
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
a] Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 3 pha
– Máy phát điện xoay chiều 3 pha cấu tạo gồm stato có 3 cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn lên 3 lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một đường tròn, rôto là một nam châm điện.
b] Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều 3 pha
– Khi rôto quay đều, tạo ra từ trường quay, sinh ra hệ ba suất điện động trong ba cuộn dây giống nhau cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha 120o.
– Nếu nối các đầu dây của 3 cuộn với ba mạch ngoài [3 tải tiêu thụ] giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, tần số nhưng lệch nhau về pha 1200.
2. Cách mắc mạch ba pha
a] Cách mắc mạch 3 pha hình sao
– Ba điểm đầu của 3 cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha. Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa.
– Khi mắc hình sao ta có: Ud = √3.Up [Ud là điện áp giữa 2 dây pha, Up là điện áp giữa dây pha và dây trung hòa].
b] Cách măc mạch 3 pha hình tam giác
3. Dòng ba pha
– Dòng điện xoay chiều 3 pha: là hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều 1 pha được tạo ra từ 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau từng đôi một, một góc 1200 [2π/3].
4. Những ưu việt của dòng điện ba pha
– Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kệm được dây dẫn so với truyền tải điện năng bằng dòng một pha.
– Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp.
IV. Bài tập về Máy phát điện xoay chiều
* Bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12: Các máy phát điện xoay chiều nói chung dựa trên nguyên tắc nào?
° Lời giải bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Nguyên tắc hoạt động của các máy điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
* Bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12: Phân biệt dòng điện một pha với dòng ba pha.
° Lời giải bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Dòng 1 pha: là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật hàm số sin hay côsin.
– Dòng 3 pha: là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều một pha có cùng tần số nhưng lệch pha nhau 120o từng đôi một.
→ Như vậy dòng điện một pha là một thành phần trong hệ thống dòng xoay chiều 3 pha.
* Bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vecto B quay 300 vòng/phút tạo bởi 20 cực nam châm điện [10 cực nam và 10 cực Bắc] quay với tốc độ bao nhiêu?
A. 10 vòng/s; B. 20 vòng/s;
C. 5 vòng/s; D. 100 vòng/s;
° Lời giải bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12:
¤ Chọn đáp án: C. 5 vòng/s;
– Tốc độ quay của từ trường: n = 300 vòng/phút = 300/60 = 5 [vòng/s]
[Tốc độ quay của từ trường khác với tần số dòng điện xoay chiều sinh ra là f = p.n, p là số cặp cực từ].
* Bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong trường hợp ba suất điện động của máy phát ba pha mắc theo hình sao và ba tải cũng được mắc theo hình sao thì phải có bốn đường dây nối từ nguồn đến tải. Hãy xét trường hợp ba tải đối xứng và chứng minh rằng trong số bốn đường dây nối ấy có một đường dây tại đó cường độ bằng không [đường dây trung hòa].
° Lời giải bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Khi các suất điện động và tải đối xúng đều mắc hình sao thì dòng điện trong các tải có cùng biên độ, tần số, và các dòng đôi một lệch pha nhau góc 2π/3 [tức 1200].
– Biểu thức cường độ dòng điện trong các tải là:
i1 = I0.cosωt; i2 = I0.cos[ωt – 2π/3]; i3 = I0.cos[ωt + 2π/3]
⇒ cường độ dòng điện trong dây trung hòa là:
i = i1 + i2 + i3 = I0.cosωt+ I0.cos[ωt – 2π/3] + I0.cos[ωt + 2π/3]
– Tổng hợp ba hàm điều hòa trên bằng giản đồ vectơ, ta được: i = 0;
⇒ Dòng điện qua dây trung hòa bằng 0.
Từ nội dung bài viết về Máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động cùng bài tập vận dụng ở trên, hy vọng các em đã hiểu rõ hơn, mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để THPT Sóc Trăngghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục
Máy phát điện xoay chiều 3 pha là thiết bị quen thuộc được sử dụng nhiều trong đời sống. Bạn đã biết gì về thiết bị điện này và ứng dụng của nó? Cùng tìm hiểu với bài viết dưới đây từ Timviecdientu.com nhé!
Máy phát điện là thiết bị ngày càng được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Đây được coi như thiết bị “cứu cánh” mỗi khi mất điện và giúp giảm thiểu tình trạng quá tải điện áp. Thiết bị này được chia thành hai loại đó là máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện xoay chiều 3 pha. Với bài viết này mình sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều 3 pha, cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của nó. Hãy cùng theo dõi nhé!
Máy phát điện xoay chiều ba pha
Với chương trình Vật lý tại trường THCS và THPT chắc hẳn bạn cũng đã được tìm hiểu qua về khái niệm máy phát điện xoay chiều là gì? Hiểu đơn giản máy phát điện chính là thiết bị giúp biến đổi cơ năng thành điện năng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Máy phát điện xoay chiều ba pha là thiết bị bao gồm 3 dòng điện xoay chiều có cùng biên độ và tần số, nhưng được đặt lệch pha nhau 2/3. Trên vòng tròn stato 3 cuộn dây của phần ứng được đặt lệch pha nhau 1/3.
Máy phát điện xoay chiều ba pha được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất kinh doanh. Đây là thiết bị quan trọng giúp hoạt động sản xuất diễn ra thuận lợi hơn nhờ giảm thiểu các sự cố điện áp.
Mô hình cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha
Về cơ bản máy phát điện xoay chiều ba pha có cấu tạo giống với cấu tạo chung của máy phát điện, nó bao gồm các bộ phận tĩnh và bộ phận động. Chúng có công dụng tạo ra dòng điện từ cơ năng nhận được.
- Phần cảm: hay còn gọi là Roto là một nam châm điện được nuôi dưỡng bởi các dao động 1 chiều. Các dao động này có thể xoay quanh trục cố định và tạo ra từ trường biến thiên.
- Phần ứng: hay còn gọi là stato gồm 2 cuộn dây được thiết kế giống nhau về kích thước, số vòng được đặt trên một vòng tròn và lệch nhau 1 góc 120 độ.
- Ngoài ra máy phát điện 3 pha còn gồm một số bộ phận khác như: bộ điều chỉnh điện, giá đỡ, bạc lót, bộ chỉnh lưu,…
► Xem thêm: Cập nhật những kiến thức điện tử hay tại đây!
Máy phát điện xoay chiều là thiết bị hoạt động dựa trên cảm ứng điện từ, tạo ra dòng diện nhờ cơ năng nhận được. Khi nam châm quay với tốc độ không đổi, trong cuộn dây điện áp sẽ bắt đầu được sinh ra ở hai đầu cuộn dây và tạo ra dòng điện xoay chiều.
Chiều dòng điện sinh ra ở mỗi nửa vòng quay của nam châm là ngược nhau. Dòng điện lớn nhất sẽ được sinh ra ở cực Bắc và cực Nam của nam châm gần với cuộn dây nhất.
Với máy phát điện 3 pha, trong stato bố trí 3 cuộn dây với góc lệch nhau 120 độ nên khi nam châm quay trong mỗi cuộn dây đều sẽ sinh ra dòng điện. Nó tạo ra 3 dòng xoay chiều có cùng cường độ và hiệu điện thế nhưng khác pha nhau. Trong quá trình hoạt động 3 dòng điện xoay chiều này có nhiệm vụ bổ sung cho nhau trong các phiên làm việc của tải 3 pha.
Khi gặp sự cố mất điện hay quá tải điện áp trong các nhà máy sản xuất thì máy phát điện sẽ là thiết bị giúp doanh nghiệp giải quyết nhanh chóng sự cố này. Ngoài công dụng phát điện thì máy phát điện xoay chiều ba pha còn có một số công dụng như chỉnh lưu hay hiệu chỉnh điện áp.
Dòng điện được sinh ra trong máy phát điện thường không thể trực tiếp sử dụng ngay cho các thiết bị điện vì vậy cần chỉnh lưu. Trong máy phát điện xoay chiều sẽ có bộ phận chỉnh lưu giúp thiết bị thực hiện chức năng này.
►Xem ngay web đăng tin tuyển dụng miễn phí giúp doanh nghiệp tìm ứng viên
Máy phát điện 3 pha được sử dụng phổ biến và ở nhiều lĩnh vực sản xuất kinh tế khác nhau như sản xuất công nghiệp, lĩnh vực nông-lâm nghiệp và cả giao thông vận tải.
Ứng dụng của máy phát điện xoay chiều 3 pha
Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp đây được xem là thiết bị không thể thiếu. Với đặc thù của ngành sản xuất cần tiêu thụ lượng lớn điện năng vì vậy các sự cố điện là điều không thể tránh khỏi. Để sản xuất không bị gián đoạn thì máy phát điện luôn được bố trí trong các nhà máy để kịp thời xử lý sự cố.
Trong lĩnh vực nông lâm ngư nghiệp máy phát điện cũng được sử dụng để duy trì nguồn điện ổn định, tiết kiệm sức lao động cho người nông dân và nâng cao năng suất làm việc. Máy phát điện xoay chiều sẽ được sử dụng trong hệ thống tưới tiêu, thu hoạch hoặc xay sát thành phẩm.
Ứng dụng trong giao thông vận tải. Bạn có thắc mắc trong giao thông vận tải thì máy phát điện xoay chiều 3 pha được ứng dụng như thế nào? Với các tàu biển cỡ lớn phải cần đến máy phát điện 3 pha để nó có thể vận hành và chạy cho các chuyến hàng dài ngày. Và cả máy bay cùng cần dùng đến máy phát điện. Tất cả điện năng được sử dụng cho máy bay được cung cấp từ các máy phát điện được đặt trong động cơ.
Máy phát điện 3 pha là thiết bị quen thuộc và được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Trên đây là một số kiến thức liên quan đến máy phát điện xoay chiều ba pha mà Tìm việc điện tử muốn cung cấp tới bạn. mong rằng thông tin chúng mình cung cấp là hữu ích đối với bạn. Thường xuyên ghé thăm trang web của chúng mình để cập nhật những kiến thức hay mỗi ngày nhé!
► Khám phá ngay các mẫu cv đẹp để thu hút sự chú ý của các nhà tuyển dụng ngay nào!