NGUYÊN tắc tạo RA DÒNG điện máy PHÁT điện XOAY CHIỀU một PHA

NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
1. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:
* Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều tuân theo quy luật cảm ứng điện từ. * Hoạt động: Khung dây
có diện tích S(m2) bao gồm N vòng dây, chuyển động quay tương đối với từ trường
đều có cảm ứng từ B


, vận tốc góc quay tương đối là ω(rad/s), trục quay của khung dây vuông góc với B


(T).

Kết quả làm cho từ thông (t)(Wb) qua cuộn dây biến thiên tuần hoàn và trong cuộn dây xuất hiện suất
điện
động cảm ứng.
* Gọi n

là véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây S. Thời điểm ban đầu n


hợp với B
 một góc , sau

thời gian t n




hợp với B
 một góc (ωt + ). Khi đó từ thông qua khung dây có biểu thức (t) = 0cos(ωt + )

với 0 = NBS.
* Theo quy luật cảm ứng điện từ ta có suất điện động e = -’(t) = ω.0sin(ωt + ) = ω.NBScos(ωt +  /2).
Vậy với từ thông qua khung (t) = 0cos(ωt + ) thì suất điện động cảm ứng trong khung là e = E0cos(ωt
+
 - /2). Trong đó suất điện động cực đại E0 = .NBS và suất điện động hiệu dụng 2

...2
E0 N B S 
E

* Suất điện động cảm ứng trong khung dây có độ lớn

t
e




((Wb) là độ biến thiên từ thông qua khung dây trong thời gian t(s))
2. Máy phát điện xoay chiều một pha:
* Biểu thức: e = -’(t) = E0cos(t + e); (E0 = ωNBS)
* ƒ = n.p, trong đó: n: tần số quay của rôto (vòng/giây); : là tần số góc của roto


p: số cặp cực của roto; N: là số vòng dây của phần ứng

Trong máy phát điện xoay chiều một pha người ta luôn cố gắng giảm tốc độ quay của roto để giảm sự cố
cơ
học (mòn, nứt, gãy, cháy...) đối với trục quay bằng cách tăng số cặp cực phần cảm
Bài toán:

* Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể, và có tốc độ quay của roto là n
(vòng/s)
thay đổi được. Máy phát được mắc với mạch ngoài. Khi đó dòng điện qua mạch sẽ: - Tỉ lệ thuận với n
(vòng/s) nếu mạch chỉ có R
- Tỉ lệ thuận với n

2 (vòng/s) nếu mạch chỉ có C

- Không đổi nếu mạch chỉ có L
* 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 thuần cảm L. Khi tốc độ quay của roto là n1
và n2
thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc cường độ dòng điện hay UR, cos) có cùng giá trị. Khi tốc độ quay
là n0
thì công suất tiêu thụ của mạch (hoặc cường độ dòng điện hay UR, cos) đạt cực đại. Mối liên hệ giữa
n1, n2, n0 là: 2

2
2
1
2


2
2
21
0
2.nn
nn

n



CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

Câu 261 . Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
A. Tự cảm. B. Cảm ứng điện từ. C. Từ trường quay. D. Cả ba yếu tố trên
Câu 262 . Cách tạo ra dòng điện xoay chiều nào sau đây là phù hợp với nguyên tắc của máy phát điện
xoay
chiều?
A. Làm cho từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà. B. Cho khung dây chuyển động tịnh tiến trong
một từ trường đều.
C. Cho khung dây quay đều trong một từ trường đều quanh một trục cố định nằm song song với các
đường
cảm ứng từ. D. Đặt khung dây trong một từ trường đều có cường độ mạch.
Câu 263 . Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về máy phát điện xoay chiều một pha?
A. Khi tăng tốc độ roto thì tần số dòng điện phát ra cũng tăng
B. Khi tăng số cặp cực của roto thì tần số dòng điện phát ra cũng tăng
C. Khi tăng số vòng dây quấn thì suất điện động cũng tăng
D. Khi tăng số cặp cuộn dây thì tần số dòng điện sinh ra cũng tăng


Câu 264 . Khung dây hình chữ nhật dài 30cm, rộng 20cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-2
(T)
sao cho phép tuyến khung hợp với véctơ B
 một góc 600

. Từ thông qua khung là:

A. 3.10-4 (T) B. 2 3.10-4 Wb C. 3.10-4 Wb D. 3 3.10-4 Wb
Câu 265 . Một khung dây đặt trong từ trường có cảm ứng từ B. Từ thông qua khung là 6.10-4 Wb. Cho
cảm
ứng từ giảm đều về 0 trong thời gian 10-3 s thì suất điện động cảm ứng trong khung là:
A. 6 V B. 0,6 V C. 0,06 V D. 3 V
Câu 266 . Cuộn thứ cấp của máy biến thế có 1000vòng. Từ thông xoay chiều trong lõi biến thế có tần số
50Hz
và giá trị cực đại 0,5mWb. Suất điện động hiệu dụng của cuộn thứ cấp là:
A. 111V. B. 157V. C. 500V. D. 353,6V.
Câu 267 . Phần ứng của một máy phát điện xoay chiều có 200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua một
vòng
dây có giá trị cực đại là 2mWb và biến thiên diều hoà với tần số 50Hz. Suất điện động của máy có giá trị
hiệu
dụng là:
A. E = 88,858 V. B. E = 125,66 V. C. E = 12566 V D. E = 88858 V.
Câu 268 . Một máy phát điện xoay chiều một pha có 2 cặp cực, stato gồm hai cặp cuộn dây nối tiếp mà
số
vòng dây ở mỗi cuộn là 50 vòng phát ra suất điện động xoay chiều tần số 50Hz. Biết từ thông cực đại qua
một
vòng dây bằng 5mWb thì suất điện động hiệu dụng do máy phát tạo ra bằng:
A. 222 V. B. 220 2 V. C. 110 2 V. D. 210V.


Câu 269 . Một khung dây quay đều với vận tốc 3000vòng/phút trong từ trường đều có từ thông cực đại
gửi
qua khung là 1/ Wb. Chọn gốc thời gian lúc mặt phẳng khung dây hợp với B

 một góc 300

thì suất điện động

hai đầu khung là:
A. e = 100cos(100t - /6) V. B. e = 100cos(100t + /3) V.
C. e = 100cos(100t + 600) V. D. e = 100cos(50t - /3) V.
Câu 270 . Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 20 cm x 50 cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong
một từ
trường đều có cảm ứng từ 0,1T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay
quanh trục đối xứng đó với vận tốc 3000vòng/phút. Chọn thời điểm t = 0 là lúc mặt phẳng khung dây
vuông
góc với các đường cảm ứng từ. Biểu thức nào sau đây là đng của suất điện động cảm ứng trong khung
dây?
A. e = 314cos100t (V) B. e = 314cos50t (V)
C. e = 314cos(50t) (V) D. e = 314cos(100t - /2).
Câu 271 . Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm2

, quay đều quanh trục
đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T.
Trục
quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
khung
dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là:


A. e= 48cos(40t -/2) (V). B. e =48cos(4t + π/2) (V).
C. e = 4,8cos(4t + π/2) (V). D. e=4,8cos(40t - π/2) (V).
Câu 272 . Khung dây kim loại phẳng có diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tốc độ góc  quanh trục
vuông góc với đường sức của một từ trương đều B. Chọn gốc thời gian t = 0s là lúc pháp tuyến n


của khung

dây có chiều trùng với chiều của véc tơ cảm ứng từ B


. Biểu thức xác định suất điện động cảm ứng e xuất

hiện trong khung dây là:
A. e = NBScost B. e = NBSsint C. e = NBScost D. e = NBSsint
Câu 273 . Một khung dây hình chữ nhật, kích thước 40 cm x 50 cm, gồm 200 vòng dây, được đặt trong
một từ
trường đều có cảm ứng từ 0,2T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Khung dây quay
quanh trục đối xứng đó với vận tốc 120 vòng/phút. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt
phẳng
khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Suất điện động tại thời điểm t = 5s kể từ thời điểm ban
đầu có
thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau?
A. e = 0 B. e = 100,5V C. e = -100,5V D. 50,5V
Câu 274 . Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về máy phát điện xoay chiều một pha?
A. Máy phát điện xoay chiều một pha biến điện năng thành cơ năng và ngược lại
B. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động nhờ việc sử dụng từ trường quay.


C. Máy phát điện xoay chiều một pha kiểu cảm ứng hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. D. Máy
phát điện xoay chiều một pha có thể tạo ra dòng điện không đổi.
Câu 275 . Điều nào sau đây không phải là ưu điểm của dòng điện xoay chiều so với dòng điện một chiều?
A. Chuyển tải đi xa để dàng và điện năng hao phí ít.
B. Có thể thay đổi giá trị hiệu dụng dễ dàng nhờ máy biến thế. C. Có thể tích điện trực tiếp cho pin và ác
quy... để sử dụng lâu dài.
D. Có thể tạo ra từ trường quay dùng cho động cơ điện không đồng bộ. Câu 276 . Trong máy phát điện
xoay chiều một pha có p cặp cực và tốc độ quay của của rôto là n vòng/phút

thì tần số dòng điện do máy phát ra là:
A. ƒ = n.p B. ƒ =

n
60
.p C. ƒ =

60
n
.p D. ƒ =

60
p
n

Câu 277 . Trong máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực và tốc độ quay của của rôto là n
vòng/phút.
Nếu ta tăng tốc độ quay của roto lên 4n vòng/phút thì:


A. Tần số dòng điện tăng 4n lần. B. Suất điện động cảm ứng tăng 4n lần.
C. Từ thông cực đại qua khung tăng 4 lần. D. Suất điện động cảm ứng tăng 4 lần.
Câu 278 . Một máy phát điện xoay chiều một pha mà khung dây có N vòng dây phát ra điện áp xoay
chiều có
tần số ƒ và suất điện động cực đại E0. Để giảm tốc độ quay của rôto 4 lần mà không làm thay đổi tần số
thì:
A. Tăng số cặp cực 4 lần. B. Tăng số cặp cực 2 lần.
C. Tăng số vòng dây 4 lần. D. Giảm số vòng dây 4 lần.
Câu 279 . Để một máy phát điện xoay chiều roto có 8 cặp cực phát ra dòng điện tần số là 50Hz thì roto

quay
với tốc độ:
A. 480 vòng/phút. B. 400 vòng/phút. C. 96 vòng/phút. D. 375 vòng/phút.
Câu 280 . Một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực, roto của nó quay với tốc độ 1800 vòng/phút. Một
máy
phát điện khác có 8 cặp cực, muốn phát ra dòng điện có tần số bằng tần số của máy phát kia thì tốc độ
của
roto là:
A. 450 vòng/phút. B. 7200 vòng/phút. C. 112,5 vòng/phút. D. 900 vòng/phút.
Câu 281 . Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối
tiếp
tạo ra dòng điện có tần số 50Hz. Tốc độ quay của roto là:
A. 375vòng/phút. B. 1500vòng/phút. C. 750 vòng/phút. D. 3000 vòng/phút.
Câu 282 . Một máy phát điện xoay chiều có một cặp cực phát ra dòng điện xoay chiều tần số 60Hz. Nếu
máy
có 3 cặp cực cùng phát ra dòng điện xoay chiều 60Hz thì trong một phút rôto phải quay được bao nhiêu
vòng?
A. 600 vòng/phút B. 1200 vòng/phút C. 1800 vòng/phút D. 60 vòng/phút
Câu 283 . Một khung dây được đặt trong một từ trường đều. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với
từ


trường. Khung dây quay quanh trục đối xứng đó với vận tốc 2400 vòng/phút. Tần số của suất điện động
có
thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau:
A. ƒ = 2400 Hz B. ƒ = 40 Hz C. ƒ = 400Hz D. ƒ = 80Hz
Câu 284 . Khi một khung dây kín có N vòng, diện tích S, quay đều với tốc độ 50 vòng mỗi giây trong một
từ
trường đều B vuông góc với trục quay của khung thì tần số dòng điện xuất hiện trong khung là:
A. ƒ = 25 Hz B. ƒ = 50 Hz C. 100 Hz D. ƒ = 12,5 Hz

Câu 285 . Trong một máy phát điện xoay chiều một pha, bộ nam châm của phần cảm có 5 cặp cực, phần
ứng
có 6 cuộn dây tương ứng mắc nối tiếp. Để khi hoạt động máy có thể phát ra dòng điện xoay chiều có tần
số
60Hz thì rôto của máy phải quay với tốc độ:
A. 5 vòng/s B. 720 vòng/phút C. 6 vòng/s D. 8 vòng/s
Câu 286 . Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực, rôto quay với tốc độ 900vòng/phút. Máy
phát
điện thứ hai có 6 cặp cực. Hỏi máy phát điện thứ hai phải có tốc độ quay của rôto là bao nhiêu thì hai
dòng
điện do các máy phát ra hòa được vào cùng một mạng điện?
A. 750vòng/phút B. 1200vòng/phút C. 600vòng/phút D. 300vòng/phút
Câu 287 . Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối
tiếp có
suất điện động hiệu dụng 200V, tần số 50Hz. Biết từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWb. Lấy  =
3,14,
số vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là:
A. 127 vòng. B. 45 vòng. C. 180 vòng. D. 32 vòng.
Câu 288 . Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối
tiếp


gồm điện trở 69,1, cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung 176,8μF. Bỏ qua điện trở thuần
của
các cuộn dây của máy phát. Biết roto máy phát có hai cặp cực. Khi roto quay đều với tốc độ n1 = 1350
vòng/phút hoặc n2 = 1800 vòng/phút thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là như nhau. Độ tự cảm L
có
giá trị gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 0,7 H B. 0,8 H C. 0,6 H D. 0,2 H
Câu 289 . 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 rôto của máy
quay
đều với tốc độ n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 1A. Khi rôto của máy
quay
đều với tốc độ 3n vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 3A. Nếu rôto của
máy
quay đều với tốc độ 2n vòng/phút thì dòng điện qua đoạn mạch là:

A. 2 A B. 4
7
A C. 3
2
A D. 7
2
A

Câu 290 . Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực máy phát
với
một cuộn dây thuần cảm. Khi rôto của máy quay với tốc độ góc n vòng/s thì dòng điện đi qua cuộn dây
có


cường độ hiệu dụng I. Nếu rôto quay với tốc độ góc 3n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện
trong
mạch là:
A. I. B. 2I. C. 3I. D. I 3
Câu 291 . Một đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 100Ω mắc nối tiếp với tụ điện C. Nối 2 đầu đoạn mạch
với
2 cực của một máy phát điện xoay chiều một pha, bỏ qua điện trở các cuộn dây trong máy phát. Khi rôto

của
máy quay đều với tốc độ n(vòng/phút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là I. Khi rôto
của
máy quay đều với tốc độ 2n(vòng/phút) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch là 2 2I. Nếu
rôto
của máy quay đều với tốc độ 4n(vòng/phút) thì dung kháng của mạch là:
A. ZC = 100Ω. B. ZC = 100 2Ω. C. ZC = 200 2 Ω. D. ZC = 25 2 Ω. Câu 292 . Một máy phát điện xoay chiều
một pha có điện trở trong không đáng kể. Nối hai cực của máy phát
với một đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần mắc nối tiếp với điện trở thuần. Khi rôto của máy quay đều với
tốc
độ góc 3n vòng/s thì dòng điện trong mạch có cường độ hiệu dụng 3 A và hệ số công suất của đoạn
mạch
bằng 0,5. Nếu rôto quay đều với tốc độ góc n vòng/s thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch
bằng:
A. 2 2 A B. 3 A C. 3 3 A D. 2 A.
Câu 293 . Một vòng dây có diện tích S =100cm2 và điện trở R = 0,45Ω, quay đều với tốc độ góc  =
100(rad/s) trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng
vòng
dây và vuông góc với các đường sức từ. Nhiệt lượng tỏa ra trong vòng dây khi nó quay được 1000 vòng
là:
A. 1,396J B. 0,354J C. 0,657J D. 0,698J
Câu 294 . Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch ngoài RLC nối
tiếp.


Bỏ qua điện trở dây nối, coi từ thông cực đại gửi qua các cuộn dây của máy phát không đổi. Khi roto của
máy
phát quay với tốc độ n1 = 60 vòng/phút và n2 = 80 vòng/phút thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài có
cùng một
giá trị. Hỏi khi roto của máy phát quay với tốc độ bao nhiêu vòng/phút thì công suất tiêu thụ ở mạch

ngoài đạt
cực đại?
A. 100 vòng/phút B. 67,9 vòng/phút C. 69,2 vòng/phút D. 48 vòng/phút