Hỏi về máy phát điện xoay chiều 1 pha

Các điều hành viên: hoanganhtuan_baby, new_chrisx

Hỏi về máy phát điện xoay chiều 1 pha

Bài viết chưa xemgửi bởi ngthao » Thứ 6 Tháng 5 11, 2007 1:50 pm

Mọi người giải thích giúp em các vấn đề này ạ.

1. SGK nói rằng "để có 1 suất điện động đủ lớn, người ta bố trí trong máy phát điện nhiều cuộn dây dẫn, mỗi cuộn gồm nhiều vòng dây, và nhiều nam châm điện tạo thành nhiều cặp cực bắc-nam khác nhau"
Trường hợp 1 cuộn dây với 1 nam châm thì em có thể hiểu được, theo như trong phần nguyên lý hoạt động đã giải thích, nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. Tuy nhiên, khi bố trí với nhiều cuộn dây và nhiều nam châm như thế, đối với mỗi cuộn dây, không chỉ có từ trường do 1 nam châm tác dụng lên (như trường hợp đơn giản: 1 cuộn dây - 1 nam châm) mà còn do các nam châm còn lại nữa. Em không hình dung được người ta bố trí những cuộn dây - cặp cực này ra sao và khi đó từ thông qua cuộn dây sẽ biến thiên như thế nào.

2. Tại sao khi số cặp cực - cuộn dây tăng lên p lần thì tần số của dòng điện cũng tăng lên p lần theo công thức [tex]f=\frac{n}{60}p[/tex] ?

3. Trong SGK có viết là số cuộn dây luôn bằng số cặp cực.
Tại sao cần phải có số cuộn dây bằng số cặp cực? Nếu số cuộn dây và số cặp cực không bằng nhau thì như thế nào?
Em là một bài toán trắc nghiệm trong sách của Sở GD TpHCM như thế này:
"Máy phát điện xoay chiều 1 pha, phần cảm có 8 cặp cực, phần ứng có 16 cuộn dây tương ứng mắc nối tiếp, để máy phát ra dòng điện có tần số 50Hz thì rôto của máy phải quay với tốc độ nào?"
Bài này giải thế nào? Nếu đặt trường hợp ngược lại 8 cuộn dây và 16 cặp cực thì sao? Có nhất thiết số cặp cực - số cuộn dây phải là bội số hay không (như trong bài trên là 8 - 16) hay là bất kỳ số nguyên dương nào cũng được?

Em cảm ơn ạ! ^__^
ngthao
Thành viên mới
Thành viên mới
 
Bài viết: 15
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 1 28, 2007 5:56 pm

Bài viết chưa xemgửi bởi Y_Van » Thứ 6 Tháng 5 11, 2007 7:13 pm

Ở câu 2: khi xét trong điện trường điều, tức là p=1, khi đó khung dây quay n ( vòng /phút), tần số của dòng điện là số quay trong 1 giây --> f=n/60. Đó là với 1 cặp cực, --> nếu có p cặp cực thì f=np/60. --> f và P tỉ lệ thuận.
Các câu kia mình chịu thôi 8-).
Sống trong đời sống, cần có 1 tấm lòng, để làm gì, em biết chăng em? Để gió cuốn đi..
Hình đại diện của thành viên
Y_Van
Thành viên nhiệt tình
Thành viên nhiệt tình
 
Bài viết: 148
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 4 08, 2007 6:34 pm
Đến từ: HD

Bài viết chưa xemgửi bởi ngthao » Thứ 7 Tháng 5 12, 2007 11:44 am

Y_Van đã viết:Ở câu 2: khi xét trong điện trường điều, tức là p=1, khi đó khung dây quay n ( vòng /phút), tần số của dòng điện là số quay trong 1 giây --> f=n/60. Đó là với 1 cặp cực, --> nếu có p cặp cực thì f=np/60. --> f và P tỉ lệ thuận.
Các câu kia mình chịu thôi 8-).


Ý của mình là mình ko hiểu tại sao n và p tỉ lệ thuận với nhau đó! ^__^


+++++++++++++++

Khi viết về động cơ không đồng bộ 3 pha, trong SGK có câu này, mọi người giải thích giùm em luôn nhe:

1. "Nếu khung dây đạt tới vận tốc góc [tex]\omega[/tex] thì từ thông qua nó không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng mất đi, lực điện từ làm quay khung dây cũng mất đi. Nhưng thực ra nó chỉ đạt tới 1 vận tốc ổn định [tex]\omega _o[/tex] nhỏ hơn vận tốc góc [tex]\omega[/tex] của nam châm, tức là của từ trường quay."

Câu đầu tiên thì em hiểu, nhưng đến câu sau thì ko. Em hình dung thế này: khi khung dây đạt đến vận tốc góc [tex]\omega[/tex] thì do ko còn sự biến thiên từ thông nên lực điện từ làm quay khung dây sẽ mất đi, khung dây sẽ quay chậm lại vì mất năng lượng do ma sát. Nhưng khi vận tốc của khung dây giảm, nhỏ hơn [tex]\omega[/tex] thì sự biến thiên từ thông lại xuất hiện, và lực điện từ tiếp tục làm quay khung dây đến khi nào vận tốc góc của nó bằng [tex]\omega[/tex] thì lại mất đi và cứ như thế mãi. Nếu như vậy thì làm sao có thể nói khung dây có 1 vận tốc góc ổn định là [tex]\omega _o[/tex] được?

2. "Vận tốc quay [tex]\omega_o[/tex] của nó (khung dây) có thể biến đổi trong 1 phạm vi khá rộng khi tốc độ quay của từ trường ko đổi. Vì vậy, khi tải ngoài thay đổi, nó vẫn hoạt động bình thường được, và đ1o là 1 ưu điểm của nó."

Câu này em hoàn toàn ko hiểu. Tại sao [tex]\omega_o[/tex] có thể biến đổi trong 1 phạm vi khá rộng? Tùy thuộc vào cái gì mà nó biến đổi, kích thước, hình dáng, chất liệu khung dây hay do yếu tố nào của mạch điện? Tải ngoài thay đổi nghĩa là sao? Tải ngoài là những gì, có phải là những dụng cụ dùng điện khác ko? Nếu tải ngoài là như vậy thì dù tải ngoài có thêm hay bớt, thay đổi thế nào thì cũng chỉ ảnh hưởng đến cường độ dòng điện, hiệu điện thế vào máy chứ đâu ảnh hưởng gì đến vận tốc góc [tex]\omega[/tex] của từ trường quay trong máy đâu?


Em cảm ơn nhiều ạ! ^__^
ngthao
Thành viên mới
Thành viên mới
 
Bài viết: 15
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 1 28, 2007 5:56 pm

Bài viết chưa xemgửi bởi bin » Thứ 7 Tháng 5 12, 2007 1:17 pm

Câu hỏi về số cuộn dây - cặp cực:
- Mục đích việc việc sử dụng nhiều cuộn dây là để giảm số vòng quay của roto mà vẫn đạt được tần số đủ lớn ( cụ thể là 50 Hz)
- Số cặp cực = số cuộn dây /2 để đảm bảo cường độ dòng điện cảm ứng biên thiên điều hòa theo hình sin ( nếu không bằng thì sẽ có đoạn phình ra có đoạn co lại).
- f tỉ lệ với p vì khi có p cặp cực, khi rô to quay 1 vòng cường độ dòng điện trong các cuộn dây sẽ đạt giá trị cực đại p lần.
- Nếu bài toán cho số cặp cực không bằng số cuộn dây/2. thì ta phải xét xem trong 1 vòng quay dòng điện có thể đại cực đại bao nhiêu lần.
Cứ cực đại bao nhiêu lần ( ví dụ k )thì tần số sẽ tăng bấy nhiêu f= kn/360

Câu hỏi về động cơ :

Lí luận như em là rất chính xác tuy nhiên khi quá trình cân bằng thì nó sẽ đạt được giá trị wo sao cho:
môment lực từ làm quay ( tỉ lệ với ( w -wo) = moment lực gây bởi ma sát để cản trở. Hay đơn giản hơn : lực từ = lực ma sát.

Do moment cản có giá trị xác định nên moment làm quay cũng có giá trị xác định --> hiệu w-wo cũng xác định --> wo xác định!

Câu 2 thì anh cũng không hiểu ( em viết cả đoạn sách giáo khoa đó lên xem sao). Trích ngắn như vậy thì chịu!
⇒ • √ ∠ ∞ ≈ ∫ ≡ α β γ δ ε η κ λ π ρ σ φ ω Γ Δ ∇ Θ Λ Σ Φ Ω
Thí nghiệm ảo java/ph14vn/
Trang chủ Khoa lý http://vatly.hnue.edu.vn
Hình đại diện của thành viên
bin
Giảng viên
 
Bài viết: 3315
Ngày tham gia: Thứ 5 Tháng 3 10, 2005 1:54 pm
Đến từ: Khoa Vật lí - ĐHSPHN
Facebook: http://www.facebook.com/vanbien

Bài viết chưa xemgửi bởi ngthao » Thứ 7 Tháng 5 12, 2007 2:21 pm

Đoạn ở dưới là tiếp theo đoạn ở trên đó ạ. ^__^ Nguyên văn là như thế này, trong phần nguyên tắc hoạt đồng của động cơ không đồng bộ 3 pha, sau khi giải thích lý do khung dây quay khi có từ trường quay:

"Nếu khung dây đạt tới vận tốc góc [tex]\omega[/tex] thì từ thông qua nó không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng mất đi, lực điện từ làm quay khung dây cũng mất đi. Nhưng thực ra nó chỉ đạt tới 1 vận tốc ổn định [tex]\omega _o[/tex] nhỏ hơn vận tốc góc [tex]\omega[/tex] của nam châm, tức là của từ trường quay.

Động cơ hoạt động theo nguyên tắc trên gọi là động cơ không đồng bộ 3 pha. Vận tốc quay [tex]\omega_o[/tex] của nó (khung dây) có thể biến đổi trong 1 phạm vi khá rộng khi tốc độ quay của từ trường ko đổi. Vì vậy, khi tải ngoài thay đổi, nó vẫn hoạt động bình thường được, và đó là 1 ưu điểm của nó."


Em cảm ơn anh Bin nhiều lắm. ^__^ Nhưng cho em hỏi, trong SGK người ta lại bảo rằng số cặp cực = số cuộn dậy Vậy trường hợp số cặp cực = số cuộn dây và số cặp cực = 1/2 số cuộn dây khác nhau như thế nào? ^__^

Còn câu hỏi đầu tiên của em trong phần máy phát điện thì sao ạ? ^__^

À, cho em hỏi, người ta gọi là "động cơ không đồng bộ" có phải vì khung dây quay 1 góc [tex]\omega _o[/tex] nhỏ hơn vận tốc góc [tex]\omega[/tex] của nam châm ko? ^__^
ngthao
Thành viên mới
Thành viên mới
 
Bài viết: 15
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 1 28, 2007 5:56 pm

Bài viết chưa xemgửi bởi bin » Thứ 7 Tháng 5 12, 2007 3:45 pm

Nếu sách giáo khoa viết thế thì chuối thật đấy, anh đọc xong cũng chẳng hiểu gì, để mọi người suy nghĩ thêm. Ngoài ra có lẽ sách nhầm: số cực = số cuộn dây chứ không phải cặp cực vì cặp cực có nghĩa là 2 cực bắc nam rồi.
Đúng vậy, vì w # wo nên người ta gọi là động cơ không đồng bộ.

Câu 1 đã trả lời ở trên.
⇒ • √ ∠ ∞ ≈ ∫ ≡ α β γ δ ε η κ λ π ρ σ φ ω Γ Δ ∇ Θ Λ Σ Φ Ω
Thí nghiệm ảo java/ph14vn/
Trang chủ Khoa lý http://vatly.hnue.edu.vn
Hình đại diện của thành viên
bin
Giảng viên
 
Bài viết: 3315
Ngày tham gia: Thứ 5 Tháng 3 10, 2005 1:54 pm
Đến từ: Khoa Vật lí - ĐHSPHN
Facebook: http://www.facebook.com/vanbien

Bài viết chưa xemgửi bởi Y_Van » Thứ 7 Tháng 5 12, 2007 6:28 pm

Tớ nghĩ có lẽ nên trích dẫn thêm cho anh Bin:( trước đó SGK ghi là )
Quan sát tác dụng của từ trường quay bằng một số cơ cấu đơn giản như sau: một nam châm vĩnh cửu hình chữ U có thể quay quanh một trục xx'. Giữa 2 nhánh của nó có một khung dây khép kính quay được quanh trục đối xứng của khung, trùng với trục xx'. chúng ta quay nam châm theo chiều mũi tên với vận tốc góc :omega không đổi, làm cho từ trường giữa 2 nhánh của nó cũng quay với vận tốc góc :omega. Ta thấy khung dây bắt đầu quay nhanh dần cùng chiều với nam châm, và khi đạt tới một vận tốc góc :omega o< :omega thì giữ nguyên vận tốc đó. Có thể giải thích hiện tượng này như sau: Khi nam châm bắt đầu quay, từ thôg qua khung dây biến thiên, làm xuất hiện 1 dòng điện cảm ứng. Tác dụng của dòng điện đó là chống lại sự biến thiên từ thông. Lực điện từ tác dụng lên khung dây làm cho nó quay cùng chiều với nam châm , để chống lại sự thay đổi vị trí tương đối của nó với nam châm..." ( phần sau thì như đã trích ở trên)

À còn về vấn đề cặp cực trên: trong SGK viết " nếu máy phát có 1 cuộn dây và một nam châm ( tức là 1 cặp cực bắc nam ) thì.... số cuộn dây luôn bằng số cặp cực."
Ý ở đây là 1 cặp cực chỉ chứa 1 cuộn dây, và 1 cuộn dây nằm trong khái niệm cặp cực. Như vậy nói số cuộn dây bằng số cặp cực là đúng rồi.
Sống trong đời sống, cần có 1 tấm lòng, để làm gì, em biết chăng em? Để gió cuốn đi..
Hình đại diện của thành viên
Y_Van
Thành viên nhiệt tình
Thành viên nhiệt tình
 
Bài viết: 148
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 4 08, 2007 6:34 pm
Đến từ: HD

Bài viết chưa xemgửi bởi Lò Xo » Chủ nhật Tháng 5 13, 2007 2:35 am

Hình bên trái là mô hình máy phát điện xoay chiều 1 nam châm (1 cặp cực) và một cuộn dây. Trong hình ta thấy có 2 cuộn 1 trên 1 dưới nhưng vì từ thông qua 2 cuộn như nhau (cùng chung 1 lõi sắt từ) nên ta xem nó là 2 nửa của một cuộn dây.

Khi rôto quay 1 vòng thì cực B và N quét qua cuộn dây một lần nên tần số sức điện động bằng tần số quay của rôto.

Nếu thay bằng nam châm 2 cặp cực (ghép 2 nam châm sao cho các cực B và N xen kẽ - hình giữa) thì khi rôto quay 1 vòng các cực B và N lần lượt quét qua cuộn dây 2 lần nên tần số sức điện động gấp đôi tần số quay rôto. Tương tự nếu có p cặp cực thì tần số tăng gấp p lần.

Nếu chỉ tăng số cặp cực mà không tăng số cuộn dây thì tại mỗi thời điểm chỉ có một cặp cực làm việc, các cặp cực khác chạy không => lãng phí, nên người ta luôn làm số cuộn dây bằng số cặp cực và chúng sắp xếp cách đều nhau (đối xứng) để cho sức điện động trong các cuộn dây đồng pha, khi mắc nối tiếp sẽ cho sức điện động tổng cộng lớn nhất (hình bên phải).

Vì số cặp cực luôn bằng số cuộn dây nên đề bài cho 8 cặp cực và 16 cuộn dây thì phải hiểu là 16 nửa cuộn dây. Áp dụng công thức ta tính ra vận tốc quay của rôto là 50/8=6,25 vòng/giây=375 vòng/phút.
Bạn không được cấp phép để xem tập tin đính kèm trong bài viết này.
Hình đại diện của thành viên
Lò Xo
Thích Bật đại sư
Thích Bật đại sư
 
Bài viết: 918
Ngày tham gia: Thứ 5 Tháng 1 25, 2007 6:31 pm

Bài viết chưa xemgửi bởi ngthao » Chủ nhật Tháng 5 13, 2007 4:55 am

Vậy cho em hỏi giữa 2 máy phát điện như hình dưới đây thì có gì khác nhau ạ. ^__^

Hình ảnh
ngthao
Thành viên mới
Thành viên mới
 
Bài viết: 15
Ngày tham gia: Chủ nhật Tháng 1 28, 2007 5:56 pm

Bài viết chưa xemgửi bởi Lò Xo » Chủ nhật Tháng 5 13, 2007 7:11 am

Về nguyên tắc thì cả 4 máy phát điện dưới đây là giống nhau.

Khác biệt của máy 1 so với các máy còn lại là từ thông truyền trong không khí nên yếu hơn truyền trong lõi sắt nên sức điện động nhỏ hơn.

Ba máy còn lại về chức năng cấu tạo là hoàn toàn tương đương nhau, chỉ khác nhau về hình dáng.

Máy 2 có cuộn dây được quấn ở giữa lõi sắt từ, máy 3 và 4 có một cuộn dây được quấn ở 2 đầu lõi sắt từ. Trong kỹ thuật người ta gọi nó là 2 bối (bó) của một cuộn dây.

Trong máy 3 người ta dùng 1 lõi sắt có tiết diện lớn. Trong máy 4 người ta ghép 2 lõi từ có tiết diện nhỏ. Trong thực tế thì 2 mảnh ghép dính liền nhau nên người ta gọi là lõi từ có 2 nhánh.

-----------------------
Vậy cho em hỏi giữa 2 máy phát điện như hình dưới đây thì có gì khác nhau ạ.


Hình 1 là mô hình máy phát điện trong phòng thí nghiệm để giảng dạy cho học sinh. Hình 4 là máy phát điện sử dụng trong thực tế (nếu máy phát công suất lớn thì thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện)

Vì trong thực tế không có máy phát điện 1 cuộn dây mà có đến 2 cặp cực nên Lò Xo chỉ vẽ 1 góc của stato có một cuộn dây. Nếu vẽ toàn bộ stato thì phải vẽ 2 cuộn dây (4 bối) hoặc 2 bối đặt vuông góc với nhau sẽ khó hiểu hơn
Bạn không được cấp phép để xem tập tin đính kèm trong bài viết này.
Hình đại diện của thành viên
Lò Xo
Thích Bật đại sư
Thích Bật đại sư
 
Bài viết: 918
Ngày tham gia: Thứ 5 Tháng 1 25, 2007 6:31 pm


Quay về Vật lý 12

Ai đang trực tuyến?

Đang xem chuyên mục này: Không có thành viên nào đang trực tuyến1 khách