Máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha là khái niệm mà ta đã nghe và cũng quen thuộc trong thực tế, và các em cũng biết làm thế nào để tạo ra dòng điện 1 chiều từ dòng điện xoay chiều. Show
Vậy máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào? cách mắc mạch mạch điện 3 pha hình sao, hình tam giác có gì khác với cách mắc song song và nối tiếp chúng ta thường dùng trong dòng điện không đổi, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. Bạn đang xem: Máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động – Vật lý 12 bài 17 I. Máy phát điện xoay chiều: 1. Máy phát điện xoay chiều là gì? – Máy phát điên xoay chiều là thiết bị tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ hay máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng. 2. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều  • Gồm 2 bộ phận chính: – Phần cảm: tạo ra từ trường là nam châm (thường là nam châm điện) – Phần ứng: tạo ra dòng điện là cuộn dây • Phần đứng yên gọi là Stato, phần còn lại quay quanh một trục gọi là Roto II. Máy phát điện xoay chiều 1 pha • Máy phát điện xoay chiều một pha được cấu tạo bởi hai bộ phận chính: – Phần cảm (rôto): là nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, đây là phần tạo ra từ trường. – Phần ứng (stato): là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động • Khi quay, nam châm (lúc này là rôto) tạo ra từ trường quay, sinh ra suất điện động xoay chiều trong các cuộn dây cố định (stato). III. Máy phát điện xoay chiều 3 pha 1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động a) Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 3 pha – Máy phát điện xoay chiều 3 pha cấu tạo gồm stato có 3 cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn lên 3 lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một đường tròn, rôto là một nam châm điện. b) Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều 3 pha – Khi rôto quay đều, tạo ra từ trường quay, sinh ra hệ ba suất điện động trong ba cuộn dây giống nhau cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha 120o. – Nếu nối các đầu dây của 3 cuộn với ba mạch ngoài (3 tải tiêu thụ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, tần số nhưng lệch nhau về pha 1200. 2. Cách mắc mạch ba pha a) Cách mắc mạch 3 pha hình sao – Ba điểm đầu của 3 cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha. Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa. – Khi mắc hình sao ta có: Ud = √3.Up (Ud là điện áp giữa 2 dây pha, Up là điện áp giữa dây pha và dây trung hòa). b) Cách măc mạch 3 pha hình tam giác 3. Dòng ba pha – Dòng điện xoay chiều 3 pha: là hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều 1 pha được tạo ra từ 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau từng đôi một, một góc 1200 (2π/3). 4. Những ưu việt của dòng điện ba pha – Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kệm được dây dẫn so với truyền tải điện năng bằng dòng một pha. – Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. IV. Bài tập về Máy phát điện xoay chiều * Bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12: Các máy phát điện xoay chiều nói chung dựa trên nguyên tắc nào? ° Lời giải bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12: – Nguyên tắc hoạt động của các máy điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. * Bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12: Phân biệt dòng điện một pha với dòng ba pha. ° Lời giải bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12: – Dòng 1 pha: là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật hàm số sin hay côsin. – Dòng 3 pha: là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều một pha có cùng tần số nhưng lệch pha nhau 120o từng đôi một. → Như vậy dòng điện một pha là một thành phần trong hệ thống dòng xoay chiều 3 pha. * Bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vecto B quay 300 vòng/phút tạo bởi 20 cực nam châm điện (10 cực nam và 10 cực Bắc) quay với tốc độ bao nhiêu? A. 10 vòng/s; B. 20 vòng/s; C. 5 vòng/s; D. 100 vòng/s; ° Lời giải bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12: ¤ Chọn đáp án: C. 5 vòng/s; – Tốc độ quay của từ trường: n = 300 vòng/phút = 300/60 = 5 (vòng/s) (Tốc độ quay của từ trường khác với tần số dòng điện xoay chiều sinh ra là f = p.n, p là số cặp cực từ). * Bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong trường hợp ba suất điện động của máy phát ba pha mắc theo hình sao và ba tải cũng được mắc theo hình sao thì phải có bốn đường dây nối từ nguồn đến tải. Hãy xét trường hợp ba tải đối xứng và chứng minh rằng trong số bốn đường dây nối ấy có một đường dây tại đó cường độ bằng không (đường dây trung hòa). ° Lời giải bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12: – Khi các suất điện động và tải đối xúng đều mắc hình sao thì dòng điện trong các tải có cùng biên độ, tần số, và các dòng đôi một lệch pha nhau góc 2π/3 (tức 1200). – Biểu thức cường độ dòng điện trong các tải là: i1 = I0.cosωt; i2 = I0.cos(ωt – 2π/3); i3 = I0.cos(ωt + 2π/3) ⇒ cường độ dòng điện trong dây trung hòa là: i = i1 + i2 + i3 = I0.cosωt+ I0.cos(ωt – 2π/3) + I0.cos(ωt + 2π/3) – Tổng hợp ba hàm điều hòa trên bằng giản đồ vectơ, ta được: i = 0; ⇒ Dòng điện qua dây trung hòa bằng 0. Từ nội dung bài viết về Máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động cùng bài tập vận dụng ở trên, hy vọng các em đã hiểu rõ hơn, mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để THPT Sóc Trăngghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. Đăng bởi: THPT Sóc Trăng Chuyên mục: Giáo Dục
Sử dụng máy phát điện 1 pha hay 3 pha thì tốt luôn là vấn đề được nhiều người tiêu dùng quan tâm và tìm hiểu. Vậy nếu quý khách vẫn chưa biết rõ đặc điểm, giống và khác nhau giữa 2 dòng máy trên thì hãy theo dõi bài viết so sánh máy phát điện 1 pha và 3 pha dưới đây của Vinafarm để có quyết định mua hàng chính xác.
Nội dung bài viết 1. Máy phát điện áp 1 pha là gì 2. Máy phát điện 3 pha là gì 3. So sánh máy phát điện 1 pha và 3 pha 4. Sử dụng máy phát điện 1 pha hay máy phát điện 3 pha 5. Phân biệt máy phát điện 1 pha và 3 pha 1. Máy phát điện 1 phaMáy phát điện 1 pha dùng để tạo ra điện 1 pha/220v (ở Việt Nam). Do đó máy phát điện 1 pha thích hợp sử dụng trong gia đình, văn phòng công ty nhỏ,.. cho các thiết bị sử dụng nguồn điện 1 pha. Máy phát điện hiện nay có 2 bộ phận chính là phần cảm, phần ứng và đã bỏ đi phần cổ góp và chổi than. - Phần cảm: Bao gồm hệ thống nam châm điện mắc xen kẽ nối tiếp với nhau 1 cực bắc và 1 cực nam ( cặp cực ) dùng để tạo ra từ trường. - Phần ứng: Bao gồm các cuộn dây giống nhau được cố định trên 1 vòng tròn. Khi máy hoạt động suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện ở phần ứng. Tần số ( F ) của máy phát điện xoay chiều 1 pha được tính theo công thức: F = P x N. Trong đó, P là số cặp cực, N là tốc độ quay roto (vòng/giây) . Máy phát điện 1 pha có ưu điểm là dòng điện sinh ra có thể cung cấp trực tiếp cho các thiết bị điện 1 pha trong gia đình mà không cần bộ chuyển đổi. 2. Máy phát điện 3 phaMáy phát điện 3 pha là bao gồm một hệ thống 3 dòng điện xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau 2/3. Máy phát điện xoay chiều 3 pha cũng có cấu tạo tương tự như máy 1 pha gồm có 2 bộ phận chính là phần cảm và phần ứng. - Phần cảm: Là 1 nam châm điện có thể quay xung quanh trục cố định với tốc độ không đổi để tạo ra từ trường biến thiên. - Phần ứng: Gồm 3 cuộn dây giống nhau về số vòng, kích thước và đặt lệch nhau ⅓ vòng tròn trên nam châm điện. Phương thức hoạt động của máy phát điện 3 pha: Khi 3 cuộn dây trong phần ứng xuất hiện 3 dòng điện xoay chiều cùng tần số góc, biên độ nhưng lệch pha 120, sẽ sinh ra dòng điện xoay chiều 3 pha. Ưu điểm của máy truyền tải điện năng bằng dòng 3 pha giúp tiết kiệm được nhiều dây dẫn, dải công suất lớn có thể lên đến vài nghìn KVA. 3. So sánh phát điện 1 pha và 3 pha3.1 Giống nhau
Cả 2 máy đều hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ và có 2 bộ phận chính là phần cảm và phần ứng. Có các cuộn dây và các thanh nam châm điện. 3.2 Khác nhau
3.3 Ưu nhược điểm3.3.1 Máy phát điện 1 pha- Ưu điểm: ++ Máy phát điện 1 pha có tính năng tự động điều chỉnh rộng và chính xác cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn. Do đó chất lượng mà máy phát điện 1 pha mang đến luôn được cao hơn. ++ Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ linh hoạt sử dụng không cần đầu tư phòng chuyên dụng để sử dụng. ++ Sử dụng đơn giản, chỉ cần kết nối trực tiếp nguồn tải vào máy là có thể dùng. - Nhược điểm: ++ Đối với các dòng máy phát điện 1 pha đời cũ vận hành không đáng tin cậy, không an toàn trong các môi trường rung chấn, rất dễ cháy nổ vì có hệ thống cổ góp, chổi than. 3.3.2 Máy phát điện 3 pha- Ưu điểm: ++ Tiết kiệm nhiên liệu tốt ++ Thiết kế chắc chắn, chống rung tốt. ++ Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, khói bụi, hoạt động liên tục,.. - Nhược điểm ++ Kích thước tải trọng lớn gây khó khăn di chuyển ++ Bảo hành và sử dụng máy phức tạp ++ Chi phí đầu tư ban đầu cao 4. Sử dụng máy phát điện 1 pha hay 3 phaĐiều quan trọng nhất khi lựa chọn máy phát điện là phải chọn đúng công suất. Do đó để lựa chọn máy phát điện 1 pha hay 3 pha còn phải cân nhắc tổng công suất tải các thiết bị điện trong gia đình và mục đích sử dụng. - Khi nào sử dụng máy phát điện 1 pha ? Khi các thiết bị điện của bạn sử dụng dòng điện 1 pha, hoặc nhu cầu về sử dụng điện năng không quá cao và thường xuyên sử dụng. - Khi nào sử dụng máy phát điện 3 pha ? ++ Khi nguồn tải có thiết bị điện 3 pha hoặc nhu cầu sử dụng điện năng cao và liên tục. Máy phát điện 3 pha thường được sử dụng bởi các doanh nghiệp, xí nghiệp sản xuất,.. để giải quyết tình hình quá tải điện áp hoặc không đủ điện năng,.. ++ Trên thực tế, nhiều hộ gia đình hiện nay cũng sử dụng máy phát điện 3 pha trong gia đình mình để tận dụng tối ưu lợi thế của nguồn cấp 3 pha. Tuy nhiên chi phí đầu tư ban đầu cao và cần phải có thêm thiết bị chuyển đổi ( chia pha ) để lấy đầu ra 1 pha/220V. >>> Vậy máy phát điện gia đình loại nào tốt và chọn mua ra sao? Nếu bạn đang có nhu cầu mua máy phát điện cho gia đình mình thì nên xem ngay bài viết của Vinafarm để có quyết định mua hàng thông minh nhé. 5. Phân biệt máy phát điện 1 pha và 3 pha- Phân biệt thông qua hình thức bên ngoài: ++ Máy phát điện 1 pha có công suất nhỏ do đó thiết kế của chúng cũng sẽ nhỏ gọn ++ hơn và có thể di chuyển được. Có thể sử dụng nhiên liệu dầu hoặc xăng . ++ Máy phát điện 3 pha công suất lớn thiết kế cồng kềnh, trọng lượng lớn thường được đặt cố định tại vị trí. Sử dụng nhiên liệu dầu. - Phân biệt qua nguyên lý hoạt động: Dựa vào cách mắc mạch điện và số lượng cuộn dây, nam châm.
Với bài viết so sánh máy phát điện 1 pha và 3 pha trên đây của Vinafarm hy vọng mang đến cho bạn đọc những kiến thức hữu dụng nhất. Mỗi loại máy phát điện xoay chiều đều có 2 đặc điểm riêng đáp ứng mục đích sử dụng khác nhau của từng khách hàng. >>> Nếu quý khách vẫn chưa biết chọn mua loại máy nào thì đừng ngần ngại nhấc máy lên và liên hệ với Vinafarm để được tư vấn, giải đáp rõ ràng nhất. Ngoài ra tại cửa hàng Vinafarm có hàng trăm loại máy phát điện xoay chiều đa dạng công suất, mẫu mã, giá thành,.. Hãy đến ngay với Vinafarm, chúng tôi sẽ giúp quý khách tìm được dòng máy ưng ý, đáp ứng nhu cầu sử dụng của mình.
|
