may phat dien va chuyen tai dien nang

Lee
CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Máy phát điện:
Cho khung dây dẫn có diện tích S, gồm N vòng dây, quay đều quanh trục đối xứng OO’ của khung với
vận tốc góc
ω
trong từ trường đều có véc- tơ cảm ứng từ
→
B
vuông góc với trục quay.
Biểu thức từ thông qua khung:

O
NBS.cos NBS.cos( t ) .cos( t )
Φ= α= ω+ϕ=Φ ω+ϕ
(Wb)
Biểu thứcsuất điện động trong khung:

O
E ' NBS sin( t ) E .cos( t )
2
π
=Φ = ω ω +ϕ = ω +ϕ−
Trong đó φ là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến vàvectơ cảm ứng từ
Nếu thời điểm khung bắt đầu quay cảm ứng từ B vuông góc với khung (
n
r
song song với
B
r
):

NBS.cos( t)
Φ= ω

E NBS .sin t E cos( t )
2
π
= ω ω = ω −

Tần số dòng điện phát ra:
pnf .
=
(Hz)
n là số vòng quay/ giây.
p
là số cặp cực.
2. Dòng điện xoay chiều 3 pha:
Máy phát (các cuộn dây máy phát):
Mắc sao:
d p
U 3U=
Mắc tam giác:
d p
U U=
Tải ( các cuộn dây trong động cơ điện 3 pha):
Mắc sao: hiệu điện thế 2 đầu mỗi tải là U
p
Mắc tam giác: : hiệu điện thế 2 đầu mỗi tải là U
d
Công suất động cơ 3 pha: P

động cơ
=3.P
mỗi tải
3. Máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa:
a) Máy biến thế:
Luôn luôn có:
1 1
2 2
U n
U n
=
Nếu bỏ qua hao phí (
1%100
==
H
):
1 1 1 2
2 2 2 1
E U n I
K
E U n I
= = = =
Nếu có hao phí :
2
1
P
H
P
=


2 2 2
1 1
U I cos
H
U I
ϕ
=
 I
2
b) Truyền tải điện:
P
1
là công suất nhà máy điện sản ra
P
2
là công suất được tải đi
P
3
là công suất nhận được nơi tiêu thụ
Công suất hao phí trên đường dây tải điện:
2
2
2
2
2 2
2 2
P
P R.I R.
U cos
∆ = =

ϕ
Lee
Cường độ dòng điện trên đường dây tải điện:
2
2
2 2
P
I
U cos
=
ϕ
Độ giảm thế trên đường dây:
2
U RI∆ =
Công suất nhận được nơi tiêu thụ:
3 2
P P P= − ∆
Hiệu suất truyền tải điện trên đường dây:
3
2
2 2
P
P P
H '
P P
− ∆
= =
Hiệu suất truyền tải điện từ nhà máy:
3
1

P
H* H.H '
P
= =
Bài tập:
Suất điện động xoay chiều:
1. Một khung hình vuông cạnh a = 5cm, gồm 50 vòng dây đặt trong từ trường đều có B = 0,2T. Khung dây
quay quanh trục với vận tốc 300 vòng/ phút, ngay khi bắt đầu quay mặt phẳng khung dây vuông góc với
cảm ứng từ
→
B
.
a)Tìm từ thông cực đại qua mỗi vòng dây
b)Tìm từ thông cực đại qua mỗi vòng dây khung.
c)Tìm biểu thức của suất điện động xuất hiện trong khung.
ĐS: a) 2,5.10
-2
Wb b)
tE
π
10sin785,0
=
(V).
2. Một cuộn dây tròn dẹp gồm 100 vòng, mỗi vòng có diện tích S = 2dm
2
đặt trong một từ trường đều
B = 0,04T. Cuộn dây được quay quanh một trục vuông góc với từ trường với vận tốc góc
πω
=
rad/s.

a) Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng trong cuộn dây. Chọn t = 0 lúc mặt phẳng vòng dây vuông
góc với từ trường.
b) Tính giá trò của suất điện động lúc t = 0,5s sau khi cuộng dây bắt đầu quay.
ĐS: a)
tE
π
sin.25,0
=
(V) b) 0,25 (V).
3. Một máy phát điện xoay chiều có phần cảm gồm hai cặp cực và phần ứng gồm bốn cuộn dây mắc nối
tiếp nhau. Suất điện động của máy là 220V, tần số 50Hz.
a) Tìm tốc độ quay của Rôto?
b) Tìm số vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng, biết từ thông cực đại qua mỗi cuộn dây là 5mWb.
ĐS: a)1500vòng/phút b) 50 vòng .
4. Một máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra giữa hai đầu phần ứng một hiệu điện thế xoay chiều
u = 24
2
cos(400
π
t ) (V). Rôto có 8 cực Nam và Bắc xen kẻ nhau.
Tính vận tốc quay của Rôto.
ĐS:
π
3000
≈
955 vòng/phútF
Máy biến thế và truyền tải điện năng:
5. Một máy biến thế có số vòng ở cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 3720 vòng và 124 vòng, nhận một công
suất 1kW ở cuộn sơ cấp. Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp là 300V. Tính:
a) Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp.

b) Công suất ở mạch thứ cấp.
c) Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp. Cho biết cos
ϕ
2
= 0,6.
Bỏ qua hao phí năng lượng trong máy biến thế. ĐS: a)10V b) 166,67 A .
6. Với đề bài như trên nhưng hãy tính trong trường hợp máy có hiệu suất 90%
Lee
7. Xác đònh công suất hao phí từ nhà máy đến nơi tiêu thụ, độ giảm thế trên đường dây, công suất nơi tiêu
thụ theo số liệu sau:
Công suất tải đi 1000W. Điện trở đường dây dẫn 20
Ω
. Hiệu điện thế ở hai đầu đường dây 5kV.
Dòng điện và hiệu điện thế trên đường dây dẫn luôn luôn cùng pha.
ĐS: 800 kW.
8. Với đề bài và yêu cầu trên nhưng dường dây dẫn có cosφ = 0,9.
9. Một dòng điện xoay chiều một pha, công suất 22000kW được truyền bằng đường dây cao thế 110kV qua
một khoảng cách 50km. Dây dẫn bằng đồng tiết diện tròn, điện trở suất 1,7.10
- 8
Ω
.m.Sự hao phí trên
đường dây không được vượt quá 10
%
công suất ban đầu.
a) Điện trở của dây dẫn không được lớn hơn giới hạn nào?
b) Đường kính của dây dẫn không được nhỏ hơn giới hạn nào? ĐS: a) R
≤
55
Ω
b) d

≥
4,4 mm.
Động cơ điện 3 pha:
10. Máy phát điện 3 pha mắc tam giác có điện áp pha là 127V. Dùng điện áp này chạy động cơ điện 3 pha.
Mỗi tải có điện trở 30Ω và dung kháng 40 Ω.
a. Hãy xác đònh công suất tiêu thụ của động cơ
b. kết quả sẽ là bao nhiêu nếu máy phát mắc sao và tải mắc sao.
c. Kết quả sẽ là bao nhiêu nếu máy phát mắc sao và tải mắc tam giác.