Lý thuyết Máy phát điện xoay chiều (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12
Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 17: Máy phát điện xoay chiều ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 12 Bài 17.
Máy phát điện là thiết bị dùng để biến đổi cơ năng thành điện năng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Các máy phát điện có cấu tạo gồm 2 phần:
+ Phần cảm: tạo ra từ trường. Đó có thể là nam châm điện hay nam châm vĩnh cửu.
+ Phần ứng: tạo ra dòng điện. Đó là những cuộn dây.
Một trong hai phần đặt cố định (gọi là stato), phần còn lại quay quanh một trục (gọi là rôto).
Nguyên lí tạo ra máy phát điện: Bằng cách thay đổi số đường sức từ qua cuộn dây (bằng cách dịch chuyển nam châm lại gần chẳng hạn) trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng theo hiện tượng cảm ứng điện từ
I. Máy phát điện xoay chiều một pha
Máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra một suất điện động xoay chiều.
Máy phát điện xoay chiều một pha hoạt động theo hai cách:
- Cách thứ nhất: phần ứng quay, phần cảm cố định.
Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha theo cách thứ nhất.
- Cách thứ hai: phần cảm quay, phần ứng cố định.
Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha theo cách thứ hai (có 1 cặp cực)
Nếu máy phát có p cặp cực, khi rôto quay với tốc độ n (vòng/giây) thì tần số biến thiên của suất điện động mà máy phát ra sẽ là:
Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha theo cách thứ hai (có 2 cặp cực)
II. Máy phát điện xoay chiều ba pha
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
- Máy phát điện xoay chiều tạo ra ba suất điện động xoay chiều:
+ Cùng tần số
+ Cùng biên độ
+ Lệch pha nhau từng đôi một góc
- Nếu chọn gốc thời gian thích hợp thì biểu thức của các suất điện động do máy tạo ra:
- Cấu tạo gồm hai phần:
Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của một máy phát điện xoay chiều ba pha
- Phần ứng là stato: gồm 3 cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau, quấn trên ba lõi sắt đặt lệch nhau 120o trên một vòng tròn.
- Phần cảm là rôto: là một nam châm điện có thể quay đều quanh trục với tốc độ góc .
Khi roto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau
2. Cách mắc mạch ba pha
a) Mắc hình sao
b) Mắc hình tam giác
3. Dòng ba pha
Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát ra là dòng ba pha. Đó là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số nhưng lệch pha với nhau từng đôi một. Nếu các tải là đối xứng thì ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ.
4. Những ưu việt của dòng ba pha
a) Tiết kiệm được dây dẫn so với truyền tải bằng dòng một pha.
b) Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp.
Nhà máy, xí nghiệp sử dụng dòng điện ba pha
Máy xay, sát công nghiệp dùng dòng điện ba pha
Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha dựa vào:
A. hiện tượng cảm ứng điện từ.
B. hiện tượng cộng hưởng.
C. hiện tượng tự cảm.
D. hiện tượng giao thoa.
Đáp án: A
Giải thích:
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
Câu 2: Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha gồm hai phần chính là:
A. phần cảm và stato.
B. phần cảm và phần ứng.
C. phần cảm và rôto.
D. phần ứng và stato.
Đáp án: B
Giải thích:
Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 1 pha gồm 2 phần chính:
+ Phần cảm: là nam châm dùng để tạo ra từ trường. Nam châm của phần cảm có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
+ Phần ứng: là khung dây dẫn dùng để tạo ra dòng điện.
Một trong hai phần cảm và phần ứng đứng yên, phần còn lại quay, bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay là rôto.
Câu 3: Ở máy phát điện xoay chiều một pha phần tạo ra từ trường là:
A. phần cảm.
B. phần ứng.
C. rôto.
D. stato.
Đáp án: A
Giải thích:
Phần cảm: là nam châm dùng để tạo ra từ trường. Nam châm của phần cảm có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
Câu 4: Ở máy phát điện xoay chiều một pha phần quay gọi là:
A. phần cảm.
B. phần ứng.
C. rôto.
D. stato.
Đáp án: C
Giải thích:
Ở máy phát điện xoay chiều một pha, phần quay gọi là rôto. Phần quay đó có thể là phần cảm hoặc có thể là phần ứng.
Câu 5: Phần cảm của một máy phát điện xoay chiều có p cặp cực, quay với tốc độ n vòng/giây. Tần số của suất điện động xoay chiều mà máy tạo ra là:
A. .
B. .
C. .
D. .
Đáp án: B
Giải thích:
Tần số của suất điện động xoay chiều mà máy tạo ra là:
Câu 6: Dòng điện xoay chiều 3 pha là:
A. hệ thống 3 dòng điện xoay chiều một pha có cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau .
B. hệ thống 3 dòng điện xoay chiều một pha gây bởi 3 máy phát điện giống nhau.
C. hệ thống 3 dòng điện xoay chiều có cùng biên độ và lệch pha nhau .
D. hệ thống 3 dòng điện xoay chiều gây bởi 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau .
Đáp án: D
Giải thích:
Dòng điện xoay chiều ba pha là: hệ thống 3 dòng điện xoay chiều gây bởi 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau .
Câu 7: Phát biểu nào sau đây sai?
A. Một ưu điểm của dòng điện xoay chiều ba pha là tiết kiệm dây.
B. Dòng điện 3 pha có thể tạo ra từ trường quay.
C. Phần cảm của máy phát điện xoay chiều 3 pha là nam châm có 3 cực.
D. Máy phát điện xoay chiều 3 pha gồm có 2 phần chính: phần cảm và phần ứng.
Đáp án: C
Giải thích:
A, B, D đúng.
C sai vì nam châm luôn có 2 cực.
Câu 8: Chọn phát biểu đúng về máy phát điện xoay chiều 3 pha?
A. Nguyên tắc hoạt động dựa vào hiện tượng tự cảm.
B. Biên độ của 3 suất điện động tỉ lệ thuận với số vòng quay trong 1 giây của rôto.
C. Phần ứng gồm 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau trên đường tròn.
D. Ba suất điện động ở 3 cuộn dây cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ.
Đáp án: B
Giải thích:
A – sai vì máy phát điện xoay chiều 3 pha hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
B – đúng
C – sai vì phần ứng gồm 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đường tròn lệch nhau một góc .
D – sai vì ba suất điện động ở 3 cuộn dây cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau góc
Câu 9: Trong cách mắc dòng điện xoay chiều 3 pha theo hình sao với 3 tải đối xứng. Chọn phát biểu sai?
A. Cường độ dòng điện dây trung hòa bằng không.
B. Cường độ dòng điện trong mỗi dây bằng cường độ dòng điện trong mỗi pha.
C. Điện áp giữa hai đầu mỗi pha bằng lần điện áp giữa hai dây pha.
D. Công suất tiêu thụ của mạng điện bằng 3 lần công suất tiêu thụ ở mỗi pha.
Đáp án: C
Giải thích:
Phương án C sai.
Câu 10: Hiện nay với các máy phát điện công suất lớn người ta thường dùng cách nào sau đây để tạo ra dòng điện xoay chiều một pha?
A. Cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu chuyển động quay trong lòng stato có các cuộn dây.
B. Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động tịnh tiến so với nam châm.
C. Cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu chuyển động tịnh tiến so với cuộn dây.
D. Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động quay trong lòng nam châm.
Đáp án: A
Giải thích:
Hiện nay với các máy phát điện công suất lớn người ta thường tạo ra dòng điện xoay chiều một pha bằng cách cho cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu chuyển động quay trong lòng stato có các cuộn dây. Các máy phát điện có công suất lớn thì dòng điện đi qua cuộn dây của phần ứng phải lớn, không thể dùng bộ góp điện để lấy điện ra sử dụng.
Câu 11: Rôto của một máy phát điện xoay chiều có 5 cặp cực, quay với tốc độ 720 vòng/ phút. Tần số của suất điện động là:
A. 50 Hz.
B. 100 Hz.
C. 60 Hz.
D. 120 Hz.
Đáp án: C
Giải thích:
Tần số của suất điện động:
Câu 12: Rôto của máy phát điện xoay chiều có 5 cặp cực, tần số của dòng điện phát ra là 50 Hz. Tốc độ quay của rôto là:
A. 12 vòng/s.
B. 10 vòng/s.
C. 20 vòng/s.
D. 24 vòng/s.
Đáp án: B
Giải thích:
Ta có: (vòng/s)
Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 12 (sách mới) | Giải bài tập Hóa 12
- Lý thuyết Hóa học 12
- Giải sbt Hóa học 12
- Các dạng bài tập Hoá học lớp 12
- Giáo án Hóa học lớp 12 mới nhất
- Giải sgk Toán 12 (sách mới) | Giải bài tập Toán 12 Tập 1, Tập 2
- Các dạng bài tập Toán lớp 12
- Lý thuyết Toán 12
- Chuyên đề Toán lớp 12 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 12 mới nhất
- Giáo án Toán lớp 12 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 12
- Soạn văn 12 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ văn 12 (sách mới)
- Soạn văn 12 (ngắn nhất)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 12
- Văn mẫu lớp 12
- Giải sgk Sinh học 12 (sách mới) | Giải bài tập Sinh học 12
- Lý thuyết Sinh học 12 | Kiến thức trọng tâm Sinh 12
- Giải sgk Địa Lí 12 (sách mới) | Giải bài tập Địa lí 12
- Lý thuyết Địa Lí 12
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 12
- Giải sgk Lịch sử 12 (sách mới) | Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 12
- Lý thuyết Lịch sử 12
- Giải sgk Giáo dục công dân 12
- Lý thuyết Giáo dục công dân 12
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 12 (sách mới) | Giải bài tập GDQP 12
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 12 | Kiến thức trọng tâm GDQP 12
- Lý thuyết Tin học 12
- Lý thuyết Công nghệ 12