2 dạng bài về máy phát điện xoay chiều hay gặp nhất và cách giải chi tiết

Lê Tài Tháng Mười Hai 17, 2021

Dưới đây, HocThatGioi xin được trình bày đến với các bạn về cách giải 2 dạng bài của Máy phát điện xoay chiều hay gặp và tổng hợp một số bài tập có hướng dẫn giải chi tiết để các bạn tham khảo bên dưới. Để học thật hiệu quả thì các bạn hãy tập trung theo dõi hết bài viết bên dưới nhé.

1. Tìm các đại liên quan đến máy phát điện và động cơ điện xoay chiều: tần số ( $f$ ), cảm kháng ( $Z_{L}$ )…

Dạng toán này thuộc về máy phát điện xoay chiều 1 pha vì thế các bạn sử dụng các công thức tính tần số của công suất điện động do máy tạo ra kết hợp với các công thức liên quan đến mạch RLC.

1.1 Công thức quan trọng cần lưu ý

Sau đây, là những công thức liên quan mà bắt buộc các bạn cần nắm rõ để vận dụng vào khi tính toán.

Công thức máy phát điện và động cơ xoay chiều

Cảm kháng:

Z_{L}=\omega L

Suất điện động cực đại:

E_{0}=\omega NBS

Tần số của suất điện động:

f=n.p

hoặc

f=\frac{n.p}{60}

Trong đó:

N

: số vòng dây (vòng)

B

: cảm ứng từ (T)

S

: diện tích (

m^{2}

)

n

: tốc độ quay (vòng/s)

p

: số cặp cực

1.2 Ví dụ minh họa để tìm các đại lượng liên quan đến máy phát điện

Để học những kiến thức lý thuyết hiệu quả thì tiếp theo xin mời các bạn tham khảo một số bài tập bên dưới để ôn lại những kiến thức đã theo dõi.

Một máy phát điện xoay chiều một pha có 8 cực quay với tốc độ 20 vòng /s. Tần số của suất điện động do máy phát ra bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải giải:
Vì đề cho n với đơn vị vòng /s nên chúng ta áp dụng công thức sau:

f=n.p=20.4= 80

Hz
Lưu ý: Đề cho ở đây là 8 cực nên p =4 cặp cực.

Một máy phát điện xoay chiều một pha phần cảm có 5 cực, roto quay với tốc độ 600 vòng/ phút. Suất điện động do máy phát ra đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần có độ tự cảm

L=\frac{1}{\pi }

H. Cảm kháng của cuộn dây là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:
Vì đề cho n= 600 vòng/ phút nên chúng ta có thể sử dụng công thức sau để tìm ra tần số của suất điện :

f=\frac{n.p}{60}=\frac{600.5}{60}=50

\Rightarrow\: Cảm \: kháng: Z_{L}=\omega L= 2\pi f .L=100 \Omega

Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có phần cảm roto quay với tốc độ 300 vòng/ phút. Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy tạo ra là 50 Hz. Số cặp cực của roto bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:
Tìm số cặp cực thông qua công thức tìm tần số của suất điện động:

f=\frac{n.p}{60}\rightarrow p=\frac{60f}{n}=10

cặp cực

Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể. Nối 2 cực của máy với một cuộn dây thuần cảm. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ hiệu dụng qua cuộn cảm là I. Hỏi khi roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:
Suất điện động do máy tạo ra có giá trị cực đại:

E_{0}=\omega NBS\Rightarrow E=\frac{E_0}{\sqrt{2}}=\frac{NBS}{\sqrt{2}}

Khi nối mạch ngoài với cuộn cảm thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng: U= E
Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch :

I=\frac{U}{Z_{L}}=\frac{\omega NBS}{\sqrt{2}\omega L}=\frac{NBS}{\sqrt{2}L}

Từ đó cho thấy I chỉ phụ thuộc vào N, B, S và L mà không phụ thuộc vào tốc độ quay nên I’=I

2. Tìm các đại lượng liên quan đến máy biến áp

2.1 Công thức quan trọng về máy biến áp

Đối với dạng toán này thì các bạn cần nhớ công thức sau đây:

Công thức về máy biến áp:

Công thức liên quan giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp:

\frac{U_{2}}{U_{1}}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{I_1}{I_2}

Trong đó:

U_{1}, N_{1} \: và \: I_{1}

: đại diện cho cuộn sơ cấp

U_{2}, N_{2} \: và \: I_{2}

: đại diện cho cuộn thứ cấp
Nếu

N_{2} > N_{1}

ta gọi máy biến áp
Nếu

N_{2} < N_{1}

ta gọi máy biến áp này là máy hạ áp

Lưu ý:
Nếu đặt vào cuộn dây của máy biến áp điện áp một chiều thì điện áp giữa hai đầu cuộn còn lại bằng 0 vì máy biến áp chỉ biến đổi được điện áp xoay chiều.

2.2 Một số bài tập về máy biến áp

Dưới đây, sẽ là các bài tập về máy biến áp để các bạn có thể vận dụng vào tính toán và có kèm theo lời giải chi tiết để các bạn có thể tham khảo.

Một máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp có 200 vòng dây, cuộn thứ cấp có 50 vòng dây. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp 100 V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp để hở là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:
Đề bài cho biết:

N_{1}

= 200 vòng,

N_{2}

= 50 vòng,

U_{1}

=100 V.
Áp dụng công thức sau:

\frac{U_{2}}{U_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}\rightarrow U_{2}=25

V
Vậy điện áp cuộn thứ cấp là 25 V.

Một máy biến áp có cuộn sơ cấp có 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện coay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là ?

Hướng dẫn giải:
Đề bài cho biết:

N_{1}

= 1000 vòng,

U_{1}

=220 V,

U_{2}

=484 V
Áp dụng công thức máy biến áp:

\frac{U_{2}}{U_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}\rightarrow N_{2}=2200

vòng
Vậy số vòng dây cuộn thứ cấp là 2200 vòng.

Một máy biến áp hạ áp có số vòng dây mỗi cuộn dây là 500 vòng và 100 vòng. Bỏ qua mọi hao phí. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có biểu thứ

u=100\sqrt{2}cos(100\pi t)V

thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:
Vì máy biến áp hạ áp nên số vòng dây cuộn sơ cấp lớn hơn cuộn thứ cấp

\rightarrow

N_{1}

= 500 vòng và

N_{2}

= 100 vòng.
Nối cuộn sơ cấp với điện áp hiệu dụng:

U_{1}=U=100

V
Áp dụng công thức máy biến áp:

\frac{U_{2}}{U_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}\rightarrow U_{2}=20 V

Vậy điện áp của cuộn thứ cấp là 20 V.

Như vậy, bài viết về 2 dạng bài của máy phát điện xoay chiều của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết này, hi vọng sẽ đem lại nhiều kiến thức bổ ích đến với các bạn. Đừng quên Like và Share để HocThatGioi ngày càng phát triển. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết và chúc các bạn học tốt nhé!