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 của giáo viên lời giải hay : A
Xem lí thuyết phần 1
Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Cấu tạo của mạch 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 vào rôto
-
D
Phần ứng và stato
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Xem lí thuyết phần 1
* Cấu tạo
Máy phát điện xoay chiều 1 pha (còn gọi là máy dao điện) 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 cữu 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 gọi là rôto.
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 của giáo viên lời giải hay : A
Xem lí thuyết phần 1
Phần cảm: Là nam châm dùng để tạo ra từ trường. Nam châm của phần cảm có thể là nam châm vĩnh cữu hoặc nam châm điện.
Ở máy phát điện xoay chiều một pha phần quay gọi là:
-
A
Phần cảm
-
B
Phần ứng
-
C
Rôto
-
D
Stato
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Xem lí thuyết phần 1
Ở máy phát điện xoay chiều một pha phần quay gọi là rôto
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
50Hz
-
B
100Hz
-
C
60Hz
-
D
120Hz
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Vận dụng biểu thức: \(f = \frac{{Np}}{{60}}\)
Tần số của suất điện động: \(f = 5\frac{{720}}{{60}} = 60(H{\rm{z}})\)
Rôto của máy phát điện xoay chiều có 5 cặp cực, tần số của dòng điện phát ra là 50Hz. Tốc độ quay của rôto là:
-
A
12vòng/ s
-
B
10 vòng/s
-
C
20 vòng/s
-
D
24 vòng/s
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Vận dụng biểu thức: \(f = np\)
Ta có: \(f = np \to n = \frac{f}{p} = \frac{{50}}{5} = 10\) (vòng/s)
Một máy phát điện xoay chiều với khung dây có 500 vòng, từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 0,2mWb, tốc độ góc của khung dây là 3000 vòng/phút. Biên độ của suất điện động là:
-
A
62,8V
-
B
47,1V
-
C
15,7V
-
D
31,4V
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
+ Vận dụng biểu thức: \(f = np\)
+ Vận dụng biểu thức tính biên độ suất điện động: \({E_0} = \omega NBS = \omega N{\Phi _0}\)
Ta có:
+ Tần số: \(f = np = \frac{{3000}}{{60}} = 50(H{\rm{z}})\)
\( \to \omega = 2\pi f = 2\pi .50 = 100\pi (ra{\rm{d}}/s)\)
+ Biên độ suất điện động: \({E_0} = \omega NBS = \omega N{\Phi _0} = 100\pi {.500.0,2.10^{ - 3}} = 10\pi \approx 31,42(V)\)
Một máy phát điện xoay chiều với một khung dây có 1000 vòng, quay đều trong từ trường đều có B = 0,11T, diện tích mỗi vòng dây là 90cm2, suất điện động cảm ứng trong khung có giá trị hiệu dụng là 220V. Chu kì của suất điện động là:
-
A
0,02s
-
B
0,028s
-
C
0,014s
-
D
0,01s
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
+ Vận dụng biểu thức tính biên độ suất điện động: \({E_0} = \omega NBS = \omega N{\Phi _0}\)
+ Vận dụng biêu thức tính chu kì: \(T = \frac{{2\pi }}{\omega }\)
Ta có:
+ Biên độ suất điện động:
\({E_0} = \omega NBS \to \omega = \frac{{{E_0}}}{{NBS}} = \frac{{E\sqrt 2 }}{{NBS}} = \frac{{220\sqrt 2 }}{{1000.0,11.({{90.10}^{ - 4}})}} = 314,27(ra{\rm{d}}/s)\)
+ Chu kì : \(T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{2\pi }}{{314,27}} = 0,01999 \approx 0,02{\rm{s}}\)
Hai máy phát điện xoay chiều một pha: máy thứ nhất có 2 cặp cực, rôto quay với tốc độ 1600 vòng/phút. Máy thứ hai có 4 cặp cực. Để tần số do hai máy phát ra như nhau thì rôto máy thứ hai quay với tốc độ là bao nhiêu?
-
A
800 vòng/phút.
-
B
400 vòng/phút.
-
C
3200 vòng/phút.
-
D
1600 vòng/phút
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Vận dụng biểu thức: \(f = \frac{{Np}}{{60}}\)với N là số vòng/phút, p là số cặp cực
ta có:
\({f_1} = \frac{{{N_1}{p_1}}}{{60}};{f_2} = \frac{{{N_2}{p_2}}}{{60}}\)
để \({f_1} = {f_2}\) thì \(\frac{{{N_1}{p_1}}}{{60}} = \frac{{{N_2}{p_2}}}{{60}} \to {N_2} = \frac{{{N_1}{p_1}}}{{{p_2}}} = \frac{{1600.2}}{4} = 800\)(vòng/phút)
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 \(\frac{{2\pi }}{3}\)
-
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 \(\frac{{2\pi }}{3}\)
-
D
Hệ thống 3 dòng điện xoay chiều gây bởi 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau \(\frac{{2\pi }}{3}\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Xem lí thuyết phần 1
Dòng điện xoay chiều 3 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 \(\frac{{2\pi }}{3}\)
Phát biểu nào sau đây sai
-
A
Một ưu điểm của dòng điện xoay chiều 3 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 của giáo viên lời giải hay : C
Vận dụng lí thuyết về máy phát điện
A, B, D - đúng
C - sai vì: Nam châm luôn luôn có 2 cực
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 \(\pi /3\) trên đường tròn.
-
D
Ba suất điện động ở 3 cuộn dây cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Vận dụng lí thuyết về máy phát điện
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 1200
D- sai vì Ba suất điện động ở 3 cuộn dây cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau góc 1200
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 \(\sqrt 3 \)lần điện áp giữa hai dây pha.
-
D
Công suất tiêu thụ của mạng điện bằng 3 lần công suất tiêu thụ ở mối pha.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Xem lí thuyết phần 1
\({U_d} = \sqrt 3 {U_p},{I_d} = {I_p}\)
=> Phương án C sai
Trong mạng điện xoay chiều 3 pha hình sao có điện áp hiệu dụng giữa hai đầu một pha điện là 127V thì điện áp hiệu dụng giữa hai dây pha là:
-
A
127V
-
B
220V
-
C
73,3V
-
D
146,6V
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Vận dụng biểu thức khi 3 pha mắc hình sao: \({U_d} = \sqrt 3 {U_p},{I_d} = {I_p}\)
Ta có, khi 3 pha mắc hình sao: \({U_d} = \sqrt 3 {U_p} = \sqrt 3 .127 \approx 220(V)\)
Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Bỏ qua điện trở các cuộn dây của máy phát. Khi roto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A. Khi roto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là \(\sqrt 3 \)A. Nếu roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì cảm kháng của đoạn mạch AB là
-
A
\(\frac{R}{{\sqrt 3 }}\)
-
B
\(R\sqrt 3 \)
-
C
\(\frac{{2R}}{{\sqrt 3 }}\)
-
D
\(2R\sqrt 3 \)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Vận dụng biểu thức tính hiệu điện thế: U = IZ
Khi roto của máy quay đều với tốc độ n vòng/phút
\(U = 1\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} \) (1)
Khi roto của máy quay đều với tốc độ 3n vòng/phút
\(3U = \sqrt 3 \sqrt {{R^2} + 9{Z_L}^2} \) (2)
Từ (1) và (2) \( \to \frac{{\sqrt 3 \sqrt {{R^2} + 9{Z_L}^2} }}{{\sqrt {{R^2} + {Z_L}^2} }} = \frac{{3U}}{U} \to {Z_L} = \frac{R}{{\sqrt 3 }}\)
Nếu roto của máy quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì:
\({Z_{{L_0}}} = 2{Z_L} = \frac{{2R}}{{\sqrt 3 }}\)
Một động cơ không đồng bộ ba pha được mắc theo hình tam giác. Ba đỉnh của tam giác này được mắc vào ba dây pha của một mạng điện ba pha hình sao với điện áp pha hiệu dụng \(\dfrac{{220}}{{\sqrt 3 }}V\). Động cơ đạt công suất 3kW và có hệ số công suất \(cos\varphi = \dfrac{{10}}{{11}}\) . Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động cơ.
-
A
\(10A\)
-
B
\(2,5A\)
-
C
\(2,5\sqrt 2 A\)
-
D
\(5A\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Vận dụng biểu thức khi 3 pha mắc hình sao: \({U_d} = \sqrt 3 {U_p},{I_d} = {I_p}\)
Ba đỉnh của tam giác này được mắc vào ba dây pha của một mạng điện ba pha hình sao
\({U_d} = \sqrt 3 {U_p} = 220(V)\)
Ta có:\(P = {U_d}{I_d}{\rm{cos}}\varphi \to {{\rm{I}}_d} = \dfrac{P}{{{U_d}{\rm{cos}}\varphi }} = 15(A)\)
Do đó cường độ hiệu dụng qua mỗi cuộn dây là \(I = \dfrac{{{I_d}}}{3} = 5{\rm{ }}A\)
Đặt một điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng U = 100V vào hai đầu một động cơ điện xoay chiều thì công suất cơ học của động cơ là 160W . Động cơ có điện trở thuần \(R = 4\Omega \) và hệ số công suất là 0,88 . Biết hiệu suất của động cơ không nhỏ hơn 50%. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là:
-
A
\(I{\rm{ }} = 2A\)
-
B
\(I = 20A\)
-
C
\(I = 2\sqrt 2 A\)
-
D
\(I{\rm{ }} = 2A\) hoặc \(I = 20A\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Ta có:
\(\begin{gathered}{P_{tp}} = {\text{ }}{P_{hp}} + {\text{ }}{P_{co{\text{ }}hoc}} \hfill \\\to UIc{\text{os}}\varphi {\text{ = }}{{\text{I}}^2}R + 160 \hfill \\\leftrightarrow 100.0,88I = 4{I^2} + 160 \hfill \\\to \left[ \begin{gathered}I = 2A \hfill \\I = 20A \hfill \\\end{gathered} \right. \hfill \\\end{gathered} \)
Hiệu suất động cơ không nhỏ hơn 50% nên công suất hao phí không lớn hơn 50%.
\({I^2}.R \le \frac{{{I^2}R + 160}}{2} \Rightarrow I \le 2\sqrt {10} \Rightarrow I = 2{\rm{A}}\)
Một động cơ điện xoay chiều sản ra công suất cơ học 7,5kW và có hiệu suất 80%. Mắc động cơ nối tiếp với một cuộn cảm rồi mắc chúng vào mạng điện xoay chiều. Giá trị hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu động cơ là UM biết rằng dòng điện qua động cơ có cường độ hiệu dụng I = 40A và trễ pha với uM một góc \(\pi /6\). Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm UL = 125V và sớm pha so với dòng điện qua cuộn cảm là \(\pi /3\). Tính điện áp hiệu dụng của mạng điện và độ lệch pha của nó so với dòng điện.
-
A
384V; 400
-
B
834V; 450
-
C
384V; 390
-
D
384184V; 390
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
+ Vận dụng biểu thức tính công suất
+ Áp dụng định lý hàm số cos trong tam giác
Ta có
\(\begin{array}{l}P{\rm{ }} = {\rm{ }}{P_{cohoc}}.\frac{{100}}{{80}} = 9,375{\rm{ }}KW\\ \to {U_M} = {\rm{ }}\frac{P}{{Ic{\rm{os}}\frac{\pi }{6}}} = 270,633{\rm{ }}V\end{array}\)
Áp dụng định lý cos trong tam giác ta có:
\(\begin{array}{l}U = {\rm{ }}U{_{RL}}{\rm{ }} + {\rm{ }}U{_M}{\rm{ }} - {\rm{ }}2{U_{RL}}.{U_M}.cos{150^0}\\ \to {\rm{ }}U = 384{\rm{ }}V\end{array}\)
gọi\(\left( {u;{\rm{ }}{u_M}} \right) = \varphi \to U{_{RL}}{\rm{ }} = U{\rm{ }} + U{_M} - 2.U.{U_M}.cos\varphi \to \varphi = {9^0}\)
=> góc hợp bởi u và i là 390
Một động cơ điện có ghi 220V-176W, hệ số công suất bằng 0,8 được mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 380V. Để động cơ hoạt động bình thường, phải mắc động cơ nối tiếp với một điện trở thuần có giá trị:
-
A
180 Ω
-
B
300 Ω
-
C
220 Ω
-
D
176 Ω
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
+ Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = UIc{\rm{os}}\varphi \)
+ Vận dụng biểu thức : \(R = \frac{{{U_R}}}{I}\)
Ta có:
\(I = \frac{{{P_{dc}}}}{{{U_{dc}}{\rm{cos}}\varphi }} = \frac{{176}}{{220.0,8}} = 1(A)\)
Ta có giản đồ:
\(\begin{array}{l}U_{mach}^2 = U_{dc}^2 + U_R^2 + 2{U_{dc}}{U_R}{\rm{cos}}\varphi \\ \leftrightarrow {\rm{38}}{{\rm{0}}^2} = {220^2} + U_R^2 + 2.220.U_R^2.0,8\\ \to {U_R} = 180V\end{array}\)
vì dòng điện qua R cũng là dòng điện qua động cơ: \( \to R = \frac{{{U_R}}}{I} = \frac{{180}}{1} = 180\Omega \)
Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, được mắc với mạch ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm thuần L. Khi tốc độ quay của roto là n1 và n2 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có cùng giá trị. Khi tốc độ quay là n0 thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại. Mối liên hệ giữa n1, n2 và n0 là
-
A
\(n_0^2 = {n_1}.{n_2}\)
-
B
\(n_0^2 = \frac{{2n_1^2.n_2^2}}{{n_1^2 + n_2^2}}\)
-
C
\(n_o^2 = \frac{{n_1^2 + n_2^2}}{2}\)
-
D
\(n_0^2 = n_1^2 + n_2^2\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
+ Vận dụng biểu thức tính cường độ dòng điện
+ Khảo sát hàm số bậc 2
Ta có:
\(I = \frac{{{E_0}}}{Z} = \frac{{\omega {\Phi _0}}}{{\sqrt {{R^2} + {{({Z_L} - {Z_C})}^2}} }} = \frac{{{\Phi _0}}}{{\sqrt {\frac{1}{{{C^2}{\omega ^4}}} - \frac{{\frac{{2L}}{C} - {R^2}}}{{{\omega ^2}}} + {L^2}} }} = \frac{{{\Phi _0}}}{{\sqrt y }}\)
IMax khi ymin
\( \to \frac{1}{{{\omega _0}^2}} = \frac{{\frac{{2L}}{C} - {R^2}}}{{\frac{2}{{{C^2}}}}} = LC - \frac{{{R^2}{C^2}}}{2}\)
\(\begin{array}{l}{I_1} = {I_2} \to {y_1} = {y_2}\\ \to \frac{1}{{\omega _1^2}} + \frac{1}{{\omega _2^2}} = \frac{2}{{\omega _0^2}} \to \omega _0^2 = \frac{{2{\omega _1}{\omega _2}}}{{\omega _1^2 + \omega _2^2}}\end{array}\)
Vì \(\omega \) tỉ lệ thuận với n, ta suy ra:
\( \to n_0^2 = \frac{{2{n_1}{n_2}}}{{n_1^2 + n_2^2}}\)
Xét một mạch điện gồm một động cơ điện ghép nối tiếp với một tụ điện. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U= 100V thì mạch có hệ số công suất là 0,9. Lúc này động cơ hoạt động bình thường với hiệu suất 80% và hệ số công suất 0,75. Biết điện trở trong của động cơ là 10Ω. Điện áp hiệu dụng hai đầu động cơ và cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ lần lượt:
-
A
120V,6A
-
B
125V,6A
-
C
120V,1,8A
-
D
125V, 1,8A
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = UIc{\rm{os}}\varphi \)
vì khi động cơ hoạt động bình thường thì \(H{\rm{ }} = {\rm{ }}80{\rm{ }}\% \)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {P_{hp}} = 0,2P\\ \Rightarrow {I^2}R = 0,2UIcos\varphi \\ \Rightarrow I.R = 0,2Ucos\varphi \\ \Leftrightarrow 10I = 0,2.100.0,9\\ \Rightarrow I = 1,8A\end{array}\)
Lại có \(I{'^2}R{\rm{ }} = 0,2U'Icos\varphi '\)
Vì I không đổi, nên khi động cơ hoạt động bình thường với hiệu suất \(80\% \) và hệ số công suất \(0,75\)
\(I = I' = 1,8A\)
\(\begin{array}{l}{P_{hp}} = 0,2P'\\ \Leftrightarrow I{'^2}R = 0,2U'I'cos\varphi '\\ \Leftrightarrow I'R = 0,2U'cos\varphi '\\ \Leftrightarrow 1,8.10 = 0,2.U'.0,75\\ \Rightarrow U' = 120V\end{array}\)
Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Trong ba cuộn dây của phần ứng có 3 suất điện động có giá trị \({e_1},{e_2}\)và \({e_3}\). Ở thời điểm mà \({e_1} = 30V\) thì tích \({e_2}.{e_3} = - 300({V^2})\). Giá trị cực đại của \({e_1}\) là:
-
A
50 V.
-
B
40 V.
-
C
45 V.
-
D
35 V.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Sử dụng lí thuyết về máy phát điện xoay chiều ba pha và các công thức lượng giác.
+ Giả sử: \({e_1} = {E_0}\cos (\omega t)(V)\)
=>\(\left\{ \begin{array}{l}{e_2} = {E_0}\cos \underbrace {(\omega t - \dfrac{{2\pi }}{3})(V)}_b\\{e_3} = {E_0}\cos \underbrace {(\omega t + \dfrac{{2\pi }}{3})(V)}_a\end{array} \right.\\(a + b = 2\omega t;a - b = \dfrac{{4\pi }}{3};\\ \cos a.\cos b = \dfrac{1}{2}\cos (a + b)\cos (a - b))\)
+ \({e_1}.{e_3} = \dfrac{{E_0^2}}{2}(\cos 2\omega t + \cos \dfrac{{4\pi }}{3})(V) = \dfrac{{E_0^2}}{2}\left( {\cos 2\omega t - \dfrac{1}{2}} \right) = \dfrac{{E_0^2}}{2}\left( {2{{\cos }^2}\omega t - 1 - \dfrac{1}{2}} \right)\)
=> \( - 300 = \dfrac{{E_0^2}}{2}\left( {2.\dfrac{{e_1^2}}{{E_0^2}} - \dfrac{3}{2}} \right) = \dfrac{{E_0^2}}{2}\left( {2.\dfrac{{{{30}^2}}}{{E_0^2}} - \dfrac{3}{2}} \right) \Rightarrow \) \({E_0} = 40(V)\)
Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình \(\sin\) có
-
A
cùng tần số, khác biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{{2\pi }}{3}\)
-
B
cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{\pi }{3}\)
-
C
cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{{2\pi }}{3}\)
-
D
cùng tần số, khác biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{\pi }{3}\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình \(\sin\) có cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{{2\pi }}{3}\)
Máy phát điện xoay chiều ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình \(\sin\) có cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau góc \(\dfrac{{2\pi }}{3}\)
Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là một nam châm điện có một cặp cực từ quay đều với tốc độ \(n.\) Bỏ qua điện trở thuần ở các cuộn dây phần ứng của máy phát và điện trở các dây nối. Mắc đoạn mạch gồm điện trở thuần \(R,\) cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L\) và tụ điện có điện dung \(C\) mắc nối tiếp vào hai cực của máy phát. Khi rôto quay với tốc độ \(n_1 = 1800\) vòng/phút thì dung kháng của tụ điện là \({Z_{C1}}\) và \({Z_{C1}} = R\) Khi rôto quay với tốc độ \(n_2= 2400\) vòng/phút thì điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại. Để cường độ hiệu dụng qua mạch cực đại thì rôto quay đều với tốc độ là
-
A
\(7200\) vòng/phút.
-
B
\(1200\) vòng/phút.
-
C
\(3600\) vòng/phút.
-
D
\(120\) vòng/phút.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Chuẩn hóa số liệu.
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{Z_L} \sim n\\{Z_C} \sim \dfrac{1}{n}\\U \sim n\end{array} \right.\)
+ Khi \({n_1} = 1800 \Rightarrow {Z_{C1}} = R = 1\)
+ Khi \({n_2} = 2400 = \dfrac{4}{3}{n_1} \Rightarrow {Z_{C2}} = \dfrac{3}{4}\)
\({U_C} = \dfrac{U}{Z}.{Z_C} = {U_{C\max }} \Rightarrow {Z_{C2}} = {Z_{L1}} = \dfrac{3}{4}\)
+ Khi \({n_3} = k{n_2} \Rightarrow {U_3} = k{U_2}\)
\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{Z_{L3}} = \frac{3}{4}k}\\
{{Z_{C3}} = \frac{3}{{4k}}}
\end{array}} \right. \Rightarrow \frac{{{I_3}}}{{{I_2}}} = \frac{{{U_3}}}{{{U_2}}}.\frac{{{Z_2}}}{{{Z_3}}} = k.\frac{1}{{\sqrt {1 + {{\left( {\frac{3}{4}k - \frac{3}{{4k}}} \right)}^2}} }}\\
\Rightarrow \frac{{{I_3}}}{{{I_2}}} = \frac{1}{{\sqrt {\frac{1}{{{k^2}}} + {{\left( {\frac{3}{4} - \frac{3}{{4{k^2}}}} \right)}^2}} }}
\end{array}\)
\( \Rightarrow {I_3} = \dfrac{{{I_2}}}{{\sqrt {\dfrac{9}{{16}}.\dfrac{1}{{{k^4}}} - \dfrac{1}{8}.\dfrac{1}{{{k^2}}} + \dfrac{9}{{16}}} }} = \dfrac{{{I_2}}}{{\sqrt {\dfrac{9}{{16}}.{x^2} - \dfrac{1}{8}.x + \dfrac{9}{{16}}} }}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {I_{\max }} \Leftrightarrow {\left( {\dfrac{9}{{16}}.\dfrac{1}{{{k^4}}} - \dfrac{1}{8}.\dfrac{1}{{{k^2}}} + \dfrac{9}{{16}}} \right)_{\min }} \Leftrightarrow k = 3\\ \Rightarrow {n_3} = 3.2400 = 7200\end{array}\)
Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là phần cảm, cần phát ra dòng điện có tần số không đổi 60 Hz để duy trì hoạt động của một thiết bị kĩ thuật. Nếu thay rôto của máy phát điện bằng một rôto khác có ít hơn hai cặp cực thì số vòng quay của rôto trong một giờ phải thay đổi đi 18000 vòng. Số cặp cực của rôto lúc đầu là
-
A
6.
-
B
4.
-
C
10.
-
D
5
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Sử dụng biểu thức: \(f = np\)
Ta có, số cặp cực của roto ban đầu là p: \(f = np = 60H{\rm{z}}\,\,\,\left( 1 \right)\)
Tần số f không đổi
Khi thay bằng roto khác có \(\left( {p - 2} \right)\) cặp cực: \(f = n'\left( {p - 2} \right)\), khi này số vòng quay trong một giờ thay đổi đi 18000 vòng \( \Rightarrow \) trong 1 giây thay đổi 5 vòng
\( \Rightarrow n' = n + 5 \Rightarrow f = \left( {n + 5} \right)\left( {p - 2} \right)\,\,\,\,\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) ta có:
\(pn = \left( {n + 5} \right)\left( {p - 2} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}n = 10\\p = 6\end{array} \right.\)
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: \(\omega \) là vận tốc góc của nam châm chữ U; \({\omega _0}\) là vận tốc góc của khung dây
-
A
Quay khung dây với vận tốc góc thì nam châm hình chữ U quay theo với \({\omega _0} < \omega \)
-
B
Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc \(\omega \) thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam châm với \({\omega _0} < \omega \).
-
C
Cho dòng điện xoay chiều đi qua khung dây thì nam châm hình chữ U quay với vận tốc góc \(\omega \).
-
D
Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam châm với \({\omega _0} = \omega \)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Đối với động cơ không đồng bộ, tốc độ góc của khung dây luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường.
Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc \(\omega \) thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam châm với \({\omega _0} < \omega .\)