55 bài tập Máy phát điện xoay chiều mức độ nhận biết, thông hiểu

Đáp án D

Tần số dòng điện do máy phát ra có giá trị: \(f = {\text{ }}p.n = 10.\frac{{360}}{{60}} = 60H{\text{z}}\)

Đáp án C

$\frac{R}{{{Z_1}}} = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \leftrightarrow 2{R^2} = {R^2} + {\left( {{Z_{{L_1}}} - {Z_{{C_1}}}} \right)^2} \to \left| {\left( {{Z_{{L_1}}} - {Z_{{C_1}}}} \right)} \right| = R$

\(\eqalign{
& {{{I_1}} \over {{I_2}}} = {{\sqrt 5 } \over 2} = {{{U \over {\sqrt {{R^2} + {{\left( {{Z_{{L_1}}} - {Z_{{C_1}}}} \right)}^2}} }}} \over {{U \over {\sqrt {{R^2} + {{\left( {{{{n_1}{Z_{{L_1}}}} \over {{n_2}}} - {{{n_1}} \over {{n_2}}}{Z_{{C_1}}}} \right)}^2}} }}}} \leftrightarrow 5\left( {{R^2} + {{\left( {{Z_{{L_1}}} - {Z_{{C_1}}}} \right)}^2}} \right) = 4\left( {{R^2} + {{\left( {{{{n_1}{Z_{{L_1}}}} \over {{n_2}}} - {{{n_1}} \over {{n_2}}}{Z_{{C_1}}}} \right)}^2}} \right) \cr
& \leftrightarrow {R^2} = {\left( {{Z_{{L_1}}} - {Z_{{C_1}}}} \right)^2}\left[ {4{{\left( {{{{n_1}} \over {{n_2}}}} \right)}^2} - 5} \right] \to 4{\left( {{{{n_1}} \over {{n_2}}}} \right)^2} - 5 = 1 \to {\left( {{{{n_1}} \over {{n_2}}}} \right)^2} = {6 \over 4} = {3 \over 2} \to {{{n_1}} \over {{n_2}}} = \sqrt {{3 \over 2}} \cr} \)

=> Chọn C

* Cấu tạo

Máy phát điện xoay chiều 1 pha (còn gọi là máy dao điện) gồm 2 phần chính:

+ Phần cảm: Là nam châm dùng để tạo ra từ trường. Nam châm của phần cảm có thể là nam châm vĩnh cữu hoặc nam châm điện.

+ Phần ứng: Là khung dây dẫn dùng để tạo ra dòng điện.

Một trong hai phần cảm và phần ứng đứng yên, phần còn lại quay, bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto.

Ở máy phát điện xoay chiều một pha phần quay gọi là rôto

\({{(1)} \over {(2)}} = {{{{200}^2} + 9Z_L^2} \over {9\left( {{{200}^2} + Z_L^2} \right)}} = {1 \over 3} \Rightarrow {Z_L} = {{200} \over {\sqrt 3 }}\Omega \)

Khi n = 300 vòng/phút cảm kháng bằng: \(2{Z_L} = {{400} \over {\sqrt 3 }}\Omega \)

Ba suất điện động xoay chiều phát ra từ một máy phát điện ba pha đang hoạt động, từng đôi một lệch pha nhau 2π/3

Chọn D

Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm:

 $$I = {{{E_0}} \over {\sqrt 2 {Z_L}}} = {{NBS\omega } \over {\sqrt 2 \omega L}} = {{NBS} \over {\sqrt 2 L}}$$

Biểu thức trên cho thấy, cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm không phụ thuộc vào tốc độ quay của roto => A

Tần số của dòng điện là f = 50Hz

Số vòng mà rôto quay được trong 1s là n = 600: 60 = 10 vòng/ s

Số cặp cực của máy phát điện là \(f = n.p =  > p = {f \over n} = {{50} \over {10}} = 5\)

Ta có:
\(f = n.p = 10.\frac{{300}}{{60}} = 50Hz\)

Giả sử suất điện động trong cuộn dây thứ nhất là: e = E₀. Cos (ωt) thì suất điện động trong hai cuộn dây kia là:

\({e_2} = {E_0}.\cos (\omega t + \frac{{2\pi }}{3})V;{e_3} = {E_0}.\cos \left( {\omega t - \frac{{2\pi }}{3}} \right)V\)

Khi từ thông qua cuộn dây thứ nhất đại cực đại thì tức là e = 0. (vì e lệch pha so với từ thông một góc 90 độ)

nên ta có

\({e_1} = 0V \Rightarrow \omega t = \frac{\pi }{2} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{e_2} = {E_0}.\cos \left( {\frac{\pi }{2} + \frac{{2\pi }}{3}} \right) = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}{E_0}\\
{e_3} = {E_0}.\cos \left( {\frac{\pi }{2} - \frac{{2\pi }}{3}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2}{E_0}
\end{array} \right.\)

Tần số của suất điện động: \(f = 5\frac{{720}}{{60}} = 60(H{\rm{z}})\)

Đáp án D

Dòng điện xoay chiều 3 pha là:Hệ thống 3 dòng điện xoay chiều gây bởi 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau \(\frac{{2\pi }}{3}\)

 Đáp án B

A- sai vì máy phát điện xoay chiều 3 pha hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

B- đúng

C- sai vì phần ứng gồm 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đường tròn lệch nhau một góc 120⁰

D- sai vì Ba suất điện động ở 3 cuộn dây cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau góc 120⁰

Đáp án B

Ta có, khi 3 pha mắc hình sao: \({U_d} = \sqrt 3 {U_p} = \sqrt 3 .127 \approx 220(V)\)

Tần số của suất điện động do máy phát tạo ra là

 \(f = {{pn} \over {60}} = {{6.300} \over {60}} = 30Hz\)

Chọn đáp án C

Tần số của dòng điện do máy tạo ra là:

\(f = p.n = \frac{{1200}}{{60}}.6 = 120Hz\)

Chọn A.

Ta có

\(\left\{ \begin{array}{l}
\Phi = N.B.S.\cos \left( {\omega t + \varphi } \right) = N.{\Phi _0}.\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\\
e = - \frac{{d\Phi }}{{dt}} = {E_0}.\cos \left( {\omega t + \varphi - \frac{\pi }{2}} \right)
\end{array} \right. \Rightarrow {\Phi _0} = \frac{{{E_0}}}{{N.\omega }}\)

Chọn A.

 Chọn đáp án C

+ Tốc độ quay của roto \(n = \frac{{60f}}{p} = \frac{{60.50}}{4} = 750\) vòng/phút.

Đáp án D

Ta có:

+ Tần số: \(f = np = \frac{{3000}}{{60}} = 50(H{\rm{z}})\)

\( \to \omega  = 2\pi f = 2\pi .50 = 100\pi (ra{\rm{d}}/s)\)

+ Biên độ suất điện động: \({E_0} = \omega NBS = \omega N{\Phi _0} = 100\pi .500.0,{2.10^{ - 3}} = 10\pi  \approx 31,42(V)\)

Tần số mà máy phát điện tạo ra là: \(f = \dfrac{{np}}{{60}} = \dfrac{{16.375}}{{60}} = 100\,\,\left( {Hz} \right)\)

Chọn D.

Ta có n = 375 vòng/phút = 6,25 vòng/s

Tần số dòng điện f = np => 50 = 6,25p => Số cặp cực p = 8

Chọn D

Tốc độ quay của rôto là:

\({\rm{n  =  }}\dfrac{{\rm{f}}}{{\rm{p}}}{\rm{  =  }}\dfrac{{{\rm{50}}}}{{\rm{2}}}{\rm{  =  25 }}\left( {{\rm{vong/s}}} \right){\rm{  =  1500}}\,\,\left( {{\rm{vong/phut}}} \right)\)

Chọn D.

Ta có, biểu thức suất điện động của mỗi pha trong máy phát điện xoay chiều ba pha:

\(\left\{ \begin{array}{l}{e_1} = {E_0}cos\left( {\omega t} \right)\\{e_2} = {E_0}cos\left( {\omega t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\\{e_3} = {E_0}cos\left( {\omega t - \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\end{array} \right.\)

Khi suất điện động tức thời ở cuộn 1 bị triệt tiêu

\({e_1} = 0 \Rightarrow cos\omega t = 0 \Rightarrow \left| {\sin \omega t} \right| = 1\)

\({e_2} = {E_0}cos\left( {\omega t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right) = {E_0}\left[ {cos\left( {\omega t} \right){\rm{cos}}\dfrac{{2\pi }}{3} - \sin \omega t.\sin \dfrac{{2\pi }}{3}} \right] =  - {E_0}sin\left( {\omega t} \right)\sin \dfrac{{2\pi }}{3}\)

\({e_3} = {E_0}cos\left( {\omega t - \dfrac{{2\pi }}{3}} \right) = {E_0}\left[ {cos\left( {\omega t} \right){\rm{cos}}\dfrac{{2\pi }}{3} + \sin \omega t.\sin \dfrac{{2\pi }}{3}} \right] = {E_0}sin\left( {\omega t} \right)\sin \dfrac{{2\pi }}{3}\)

Do \(\left| {\sin \omega t} \right| = 1\) \( \Rightarrow {e_2}.{e_3} = \dfrac{{ - 3}}{4}E_0^2\)

Chọn C