dien nang va co nang2 potx

Năng lượng cơ và năng lượng điện
Năng lượng cơ và năng lượng điện
Nhóm th c hi n: MSSVự ệ
Nhóm th c hi n: MSSVự ệ
1.Nguy n h u tuy n 20093065ễ ữ ế
1.Nguy n h u tuy n 20093065ễ ữ ế
2.Tr n vi t toàn 20092777ầ ế
2.Tr n vi t toàn 20092777ầ ế
3.Tr n văn hoàng 20093468ầ
3.Tr n văn hoàng 20093468ầ
4.Vũ đình văn
4.Vũ đình văn

I.Các dạng năng lượng trong tự nhiên
1.1Năng lượng là gì?
Định nghĩa: là năng lực làm vật thể hoạt động,vật thể chuyển động làm tăng nhiệt
độ của vật thể. Trong tự nhiên năng lượng có thể thu được từ nhiều nguồn khác
nhau:gỗ than, sức nước,sức gió,địa nhiệt,ánh sáng,mặt trời…
Năng lượng có thể chia làm 2 dạng:
-năng lượng tái tạo.
-năng lượng không tái tạo.
1.2 Năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo là năng lượng từ những nguồn liên tục, có thể tái tạo trong
thời gian ngắn được coi là vô tận,khôngthể trở thành cạn kiệt.
Các dạng năng lượng tái tạo:
-Năng lượng sinh học :là năng lượng trích ra từ nhưng vật liệu hữu cơ: thực
vật,chất đốt rắn tái tạo,rác thải đô thị…
-Thủy năng: là dạng năng lượng đầy tiềm năng, tận dụng dòng chảy của
nước,theo số liệu ,nhân loài mới chỉ khai triển được ¼ tiềm năng kinh tế và 1/6
tiềm năng kỉ thuật của thủy điện

-Năng lượng mặt trời : là dạng năng lượng có được từ sự bức xạ mặt trời ,có thể
được khai thác dươi dạng nhiệt và điện.

-Phong năng: là nguồn năng lương sạch và vô tận,tận dụng sức gió để sản xuất ra
điện.
-Địa năng: là nguồn năng lượng khai thác từ nhiệt độ cao ở lòng đất do các phản ứng
hạt nhân của các hạt uranium;thorium;potassium và do những tấm địa chất ma sát với
nhau.
-Năng lượng từ động năng hệ Trái đất-Mặt trăng :trường hấp dẫn giữa trái đất và
mặt trăng tạo ra hiện tương thủy triều ứng dụng để chuyển động các máy phát điện
thủy triều.
Một số hình ảnh về sử dụng năng lượng tái tạo
Phong năng
Nhà máy thủy điện
Nhà máy điện thủy triều Nhà máy điện địa nhiệt Pin năng lượng mặt trời

1.3 Năng lượng không thể tái tạo
Năng lượng không thể tái tạo là dạng năng lượng có được nhờ sự tích tụ,biến
đổi liên tục trong thời gian dài của các nhiên liệu hóa thạch như than đá,dầu
mỏ,khí…
Các dạng năng lượng không thể tái tạo:
-Dầu mỏ :là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là
những hợp chất của hydrocarbon, thuộc gốc alkane, thành phần rất đa dạng.
Dầu mỏ là một dạng nhiên liệu hóa thạch quan trọng, tập trung chủ yếu ở khu
vục Trung đông.Ước tính dầu mỏ chỉ có thể khai thác trong 40 năm tới.
-Khí thiên nhiên: là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các
hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hyđrô).Ước tính khí thiên
nhiên có thể khai thác trong vòng 60 năm tới.
-Than đá: là một loại nhiên liệu hóa thạch được hình thành ở các hệ sinh thái
đầm lầy nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị ôxi hóa và phân

hủy bởi sinh vật (biodegradation). Thành phần chính của than đá là cacbon,
ngoài ra còn có các nguyên tố khác như lưu huỳnh.Than là nhiên liệu được sự
dụng rộng rãi nhưng lại là nguồn sinh khí cacbondioxit gây nóng lên toàn cầu
nhiều nhất.

-Khí than: có nguồn gốc từ than đá được tạo thành trong quá trình họat động của vi
sinh vật biến đổi than bùn thành than dươi tác dụng của nhiệt và áp suất.Theo các
chuyên gia khí than sẽ trở thành nguôn năng lượng quạn trọng trong tương lai.
Khai thác than Khai thác dầu mỏ
Nhà máy nhiệt điện
Một số hình ảnh về sử dụng năng lượng không tái tạo

III.Quá trình biến đổi điện năng thành cơ năng
2.1 Động cơ diện là gì?
Động cơ điện là thiết bị điện giúp chuyển điện năng thành cơ năng .Cơ năng được sử
dụng rông rãi để làm quay cánh quạt tạo sức đẩy,làm quay bánh công tắc của máy
bơm…Động cơ điện được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đỏi sống.
2.2 Động cơ điện hoạt động như thế nào?
Hầu hết động cơ điện hoạt động theo cơ chế: dòng điền trong từ trường chịu tác dụng của
mọt từ lực nếu dây dẩn được khép mạch ,hai nhánh đối xứng của mạch sẽ chịu tác dụng
của các lực ngược chiều nhau theo phương vuông góc với các đường sức từ ,ngẫu lực này
tào ra momen làm quay cuộn dây ;các động cơ trên thực tế có một số mạch vòng trên
phần ứng để tạo ra các momen đồng đều và tạo ra từ trường nhờ sự sắp xếp hợp lí các
nam châm điện.
2.3 Các loại động cơ điện
2.3.1 Động cơ một chiều
Động cơ một chiều là động cơ sử dụng nguồn điện một chiều ,được sử dụng trong các
ứng dụng đặc biệt yêu cầu momen khởi động cao hoặc yêu càu tăng tốc ở mọt dải tốc độ
rộng.Động cơ gồm 3 phần: cục từ,phần ứng và bộ góp.

2.3.2 Động cơ xoay chiều
Động cơ xoay chiều là động cơ sử dụng dòng điện đổi chiều theo chu kì ;gồm hai phần
điện cơ bản la roto và stato.
.Stato là bộ phận đứng yên.
.Roto là bộ phận quay lam quay trục của động cơ.
2.3.3 Động cơ đồng bộ
Động cơ đồng bộ là động cơ xoay chiều ,hoạt động ở tốc độ không đổi xác định bởi tần
số của hệ thống.Động cơ cần dòng điện một chiều để kích thích,có momen khởi động
thấp vì vậy nó phù hợp với thiết bị khởi động ở mưc tải thấp .
Roto có tốc độ quay bằng tốc độ quay của từ trường quay.Roto có thể được lắp các
nam châm vĩnh cửu hoặc dòng kích thích từ một chiều bị giới hạn ở một vị trí nhất định
khi xung đối với từ trường khác.
2.3.4 Động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ là động cơ rất thông dụng được sử dung trong các thiết bị khác
nhau trong công nghiệp.Động cơ gồm có hai loại roto ,một là roto lồng sóc bao gồm các
thanh dẫn dày đặt tại các dãy song song.Một loại rôt quấn dây có ba pha hai lớp,cuộn dây
cuốn .Stato được ghép từ các vòng dập định hình với các rãnh để chứa các cuộn dây ba
pha.

2.4 Các loại thiết bị điện biến đội điện năng thành cơ năng khác
Các thiết bị biến đổi đều tuân theo nguyên lí chuyển đổi từ năng lượng điện sang năng
lương cơ bằng cảm ứng điện từ được nhà khoa học ngươi Anh là Faraday phát minh năm
1821.Có thể kể tên như máy bơm nước ,quạt điện ,máy tiện,máy khâu,…
Động cơ diện Quạt điện
Máy tiện Máy bơm
Một số thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng

2.5 Hiệu suất của sự chuyển đổi điện năng thành cơ năng
-Hiệu suất của động cơ được xác định bởi tổn thất bên trong chỉ có thể giảm bằng cách
thay đổi thiết kế động cơ và điều kiện vận hành.Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất

động cơ như đã hóa thời gian sử dụng,các thiết bị làm việc dưới công suất định mức;tốc
độ của đông cơ còn thấp,
- Các giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng điện năng:
+Thay động cơ tiêu chuẩn bằng động cơ có hiệu suất cao.
+Cần giảm mức non tải( tránh sử dụng động cơ quá lớn)
+Chọn công suất động cơ cho tải thay đổi.
+Nâng cao chất lượng điện.

III.Quá trình biến đổi cơ năng thành điện
3.1 Hiện tượng cảm ứng điện từ
Năm 1831, Michael Faraday đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng từ trường có thể
sinh ra dòng điện. Thực vậy, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì
trong mạch xuất hiện một dòng điện. Dòng điện đó được gọi là dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Thí nghiệm Faraday:
S đ thí nghi m Faradayơ ồ ệ
Khi dịch chuyển nam châm sẽ làm cho từ thông qua cuộn dây biến đổi và
sinh ra dòng điên cảm ứng trên cuộn dây

Định luật LenZ:Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra
có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ:"Suất điện động cảm ứng luôn
luôn bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên của từ thông gửi qua diện
tích của mạch điện.“
Từ những định luật ấy,một ứng dụng quan trọng của hiện tượng cảm ứng điện từ là
tọ ra dòng diện xoay chiều mà thực chất của quá trình này là biến đổi điện năng
thành cơ năng.

3.2Máy phát điện xoay chiều
•

Khái niệm:Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng thông thường
sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là các động cơ
tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong, tua bin gió hoặc các nguồn cơ năng
khác.
•
Phân loại: Có nhiều cách phân loại máy phát diện có thể phân loại như sau:
- Magneto : dùng nam châm "vĩnh cửu", phát điện một chiều.
- Dynamo : dùng nam châm điện, phát điện một chiều.
- Alternator : dùng nam châm điện, phát điện xoay chiều.
•
Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 3 pha gồm hai phần roto và stato:
-Stator: gồm 3 cuộn dây giống hệt nhau đặt trên 1 lõi thép kĩ thuật điện( là các lá
thép mỏng được ghép với nhau bằng lớp sơn cách điện) 3 cuộn dây đặt cách nhau
120 độ trên dường tròn
-Rotor:Nam châm điện( lõi sắt non) phần này sẽ quay và tạo ra từ thông biến thiên
qua lòng cuộn dây và tạo ra dòng điện trên 3 cuộn dây.
•
Máy phát điện xoay chiều 1 pha cũng gồm 2 phần: phần cảm (là phần tạo ra từ
trường)và phần ứng(phần tạo ra dòng điện)hai thành phần này đặt trên rotor và
stator

•
Một số hình ảnh về máy phát điện:
Máy pháy điện động cơ nổ
Máy phát điện quay tay Máy phát điện tua bin nước
Máy phát điện xách tay
Stator của một máy phát điện
Rotor của máy phát điện
tua bin khí

3.3 Một số thiết bị chuyển hóa cơ năng thành điện năng
*Máy phát trong ô tô:
Máy phát trong ô tô trong ô tô có 3 chức năng chính:phát điện,chỉnh lưu
và hiệu chỉnh điện áp.

Hình 1. Phát điện Hình 2. Chỉnh lưu Hình 3. Hiệu chỉnh điện áp
•
Phát điện: khi ô tô hoạt động,đông cơ quay truyền chuyển động quay đến máy phát
điện thông qua dây đai hình chữ V rotor cua may phát điện là một nam châm từ .Từ
trường tạo ra sẽ tương tác lên dây quấn trong stator làm phát sinh ra điện.
•
Chỉnh lưu:Dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện không thể sử dụng trực
tiếp cho các thiết bị điện mà được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu sẽ
biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
•
Hiệu chỉnh điện áp:Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra. Nó đảm bảo hiệu điện thế của
dòng điện đi đến các thiết bị là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát điện thay đổi.

*Dinamô xe đạp
Đầu dây ra
§Çu d©y nèi
víi khung xe
Vá nhùa
Nam ch©m
Cuén d©y cã lâi s¾t
Nóm xoay
Cấu tạo dinamô xe đạp
Cấu tạo:Gồm 2 phần chính:
+ 1 nam châm.
+1 cuôn dây có lõi sắt có thể quay quanh trục.

Nguyên lý hoạt động:
Khi bánh xe đạp quay, làm cho cục nam châm trong dinamo quay, gần đó có một cuộn
dây dẫn kín sẽ tạo ra hiện tượng cảm ứng điện từ do số đường sức từ xuyên qua tiết
diện của cuộn dây biến thiên , tạo ra dòng điện xoay chiều làm đèn sáng