Chương Trình Học Lí 12: Thế Giới Của Máy Phát Điện

Chào mừng các bạn đến với PRAIM – nơi chia sẻ những bí quyết hấp dẫn nhất với những người bạn thân! Hôm nay, chúng ta sẽ bắt đầu hành trình khám phá về máy phát điện xoay chiều – một thiết bị quan trọng trong cuộc sống và công việc của chúng ta.

Định nghĩa và cấu tạo của máy phát điện

Định nghĩa máy phát điện

Máy phát điện là thiết bị tạo ra dòng điện xoay chiều từ cơ năng, dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Đơn giản hơn, máy phát điện biến đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện.

Cấu tạo máy phát điện

Máy phát điện gồm hai bộ phận chính: phần cảm và phần ứng. Phần cảm tạo ra từ trường bằng nam châm điện, trong khi phần ứng tạo ra dòng điện thông qua cuộn dây.

Một phần đứng yên, gọi là Stato, và phần quay quanh một trục, gọi là Roto.

Máy phát điện xoay chiều một pha

Cấu tạo và hoạt động

Máy phát điện một pha có 3 cặp cực. Cấu tạo gồm phần cảm (nam châm vĩnh cữu hoặc nam châm điện) tạo ra từ trường, và phần ứng với cuộn dây tạo ra suất điện động khi máy hoạt động.

Khi Roto quay, thông qua cuộn dây, xuất hiện suất điện động cảm ứng, và suất điện động này được sử dụng bên ngoài.

Tần số của dòng điện xoay chiều

Đối với máy phát điện một cuộn dây và một cặp cực, nếu Roto quay n vòng trong 1 giây, tần số của dòng điện là f = n.

Nếu máy phát có p cặp cực và Roto quay n vòng trong 1 giây, tần số của dòng điện là f = np.

Nếu máy phát có p cặp cực và Roto quay n vòng trong 1 phút, tần số của dòng điện là (f = frac{n}{60}p).

Máy phát điện xoay chiều ba pha

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

Máy phát điện xoay chiều ba pha có stato với ba cuộn dây riêng biệt quấn trên ba lõi sắt được đặt lệch nhau 120 độ trên một vòng tròn, và Roto là một nam châm điện.

Khi Roto quay đều, xuất hiện suất điện động cảm ứng trong ba cuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là (frac{2pi}{3}).

Nếu nối các đầu dây của ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêu thụ) giống nhau, ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là (frac{2pi}{3}).

Cách mắc mạch ba pha

Mắc hình sao

Ba điểm đầu của ba 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: (U_d = sqrt{3}U_p) (U_d là điện áp giữa hai dây pha, và U_p là điện áp giữa dây pha và dây trung hòa).

Mắc hình tam giác

Điểm cuối của một cuộn dây được nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo theo tuần tự thành ba điểm nối chung. Ba điểm đó được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây pha.

Dòng ba pha

Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều 1 pha, có cùng biên độ, cùng tần số, và lệch pha nhau từng đôi một góc (frac{2 pi}{3}).

Những ưu việt của dòng ba pha

• Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kiệm dây dẫn hơn so với dòng xoay chiều một pha.
• Dòng ba pha phổ biến trong cung cấp điện cho các động cơ ba pha, sử dụng rộng rãi trong nhà máy, xí nghiệp.

Với những thông tin chất lượng về máy phát điện xoay chiều, PRAIM hy vọng rằng các bạn đã có hiểu biết sâu sắc hơn về thiết bị này. Đừng quên truy cập PRAIM để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức bổ ích khác nhé!