Vật lí 12 Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha

Hoàng Long AZ

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
17 Tháng mười hai 2017
2,553
3,577
564
▶️ Hocmai Forum ◀️
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 18: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
Phần 1: LÝ THUYẾT + CÂU HỎI LIÊN QUAN

I. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ
Nam châm [imath]U[/imath] quay quanh trục thẳng đứng như hình vẽ. Các vecto cảm ứng từ [imath]\overrightarrow{B}[/imath] cũng quay xung quanh và vuông góc [imath]\Delta[/imath] (từ trường quay).
Khung dây dẫn cứng [imath]MNPQ[/imath] đặt trong từ trường và có thể quay tự do quanh [imath]\Delta.[/imath]
Khi từ trường quay, từ thông qua khung dây giảm, trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng [imath]i[/imath] và khung cũng chịu ngẫu lực tác dụng do đặt trong từ trường [imath]\overrightarrow{B}[/imath].
Khung quay nhanh dần đến khi tốc độ góc của khung tăng lên thì tốc độ biến thiên từ thông qua khung giảm, dẫn đến [imath]i[/imath] và momen ngẫu lực cũng giảm. Đến khi momen ngẫu lực từ cân bằng với momen ngẫu lực cản do ma sát gây ra thì khung quay đều với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc từ trường quay.

Vậy: Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hơn
Đông cơ hoạt động theo nguyên tắc đó là động cơ không đồng bộ.
1664421618852.png

C1
+ Lực từ tác dụng lên khung dây trong từ trường luôn có xu hướng quay khung dây theo chiều quay của vecto cảm ứng từ đến vị trí từ thông qua khung cực đại.
+ Tốc độ quay của khung càng gần tốc độ từ trường quay thì momen ngẫu lực từ càng nhỏ
+ Khi momen ngẫu lực từ cân bằng momen lực cản thì khung quay đều và tốc độ khung nhỏ hơn tốc độ góc từ trường quay.
1664421628703.png

II. Động cơ không đồng bộ ba pha
- Hoạt động dựa trên nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ.
- Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính:
+ Rôto:
Là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường

Để tăng hiệu quả, người ta ghép nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ, mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song, gọi là rôto lồng sóc
1664421634542.png
+ Stato:
Là bộ bận tạo nên từ trường quay.
Cấu tạo: gồm ba cuộn dây giống hệt nhau đặt tại [imath]3[/imath] vị trí trên một vòng tròn sao cho các trục của ba dây đồng quy tại tâm [imath]O[/imath] của vòng tròn và hợp với nhau [imath]120^{\circ}[/imath]
1664421638949.png

Tổng kết
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha:
+ Tạo ra từ trường bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vàoba cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau [imath]120^{\circ}[/imath]
+ Đặt trong từ trường quay một rôto lồng sóc có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường
+ Rôto lồng sóc quay do tác dụng của từ trường quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trường.

----------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 12
 

Hoàng Long AZ

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
17 Tháng mười hai 2017
2,553
3,577
564
▶️ Hocmai Forum ◀️
Phần 2: BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

1/ Phát biểu nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ
Giải:
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ:
Khung dây đặt trong từ trường của một nam châm chữ [imath]U[/imath]. Khi cho nam châm quay, từ thông qua khung dây giảm. Từ thông biến thiên nên xuất hiện trong khung dây một dòng điện cảm ứng. Mặt khác, khung dây có dòng điện cảm ứng này đặt trong từ trường nam châm nên từ trường tác dụng một ngẫu lực làm cho khung.
Khi khung quay nhanh dần, tốc độ biến thiên từ thông giảm dẫn đến dòng điện cảm ứng và momen ngẫu lực từ cũng giảm. Đến khi momen ngẫu lực từ bằng momen ngẫu lực cản thì khung dây quay đều.


2/ Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
Giải:
- Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính
+ Rôto: Là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường.
Để tăng hiệu quả, người ta ghép nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ, mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song, gọi là rôto lồng sóc
+ Stato: Là bộ phận tạo nên từ trường quay.
Cấu tạo: gồm ba cuộn dây giống hệt nhau đặt tại 33 vị trí trên một vòng tròn sao cho các trục của ba dây đồng quy tại tâm [imath]O[/imath] của vòng tròn và hợp với nhau [imath]120^{\circ}[/imath]
- Nguyên tắc hoạt động:
+ Tạo ra từ trường bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau [imath]120^{\circ}[/imath]
+ Đặt trong từ trường quay một rôto lồng sóc có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường
+ Rôto lồng sóc quay do tác dụng của từ trường quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trường.


----------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 12
 

Hoàng Long AZ

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
17 Tháng mười hai 2017
2,553
3,577
564
▶️ Hocmai Forum ◀️
Phần 3: BÀI TẬP SÁCH BÀI TẬP

17-18.1 Hãy chọn phát biểu đúng
Máy phát điện xoay chiều được tạo ra trên cơ sở hiện tượng
[imath]A.[/imath] hưởng ứng tĩnh điện
[imath]B.[/imath] tác dụng của từ trường lên dòng điện
[imath]C.[/imath] cảm ứng điện từ
[imath]D.[/imath] tác dụng của dòng điện lên nam châm
[imath]\rightarrow[/imath] chọn đáp án [imath]C[/imath]
Giải thích:
Máy phát điện xoay chiều được tạo ra trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ


17-18.3 Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động [imath]e=E_0\sqrt{2}\cos 100\pi t[/imath]. Tốc độ quay của rôto là [imath]600[/imath] vòng/phút. Số cặp cực của rôto là bao nhiêu?
[imath]A. 10[/imath]
[imath]B. 8[/imath]
[imath]C. 5[/imath]
[imath]D.4[/imath]
[imath]\rightarrow[/imath] chọn đáp án [imath]C[/imath]
Giải thích:
Tần số: [imath]f=\dfrac{\omega}{2\pi}=\dfrac{100\pi}{2\pi}=50Hz[/imath]
Tốc độ quay của rôto: [imath]n=600[/imath] vòng/phút = [imath]10[/imath] vòng/giây
Số cặp cực: [imath]p=\dfrac{f}{n}=5[/imath]


17-18.5 Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ quay của từ trường không đổi thì tốc độ của rôto
[imath]A.[/imath] luôn bằng tốc độ quay của từ trường
[imath]B.[/imath] có thể lớn hơn hoặc bằng tốc độ quay của từ trường, tùy thuộc tải sử dụng
[imath]C.[/imath] lớn hơn tốc độ quay của từ trường
[imath]D.[/imath] nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường
[imath]\rightarrow[/imath] chọn đáp án [imath]D[/imath]
Giải thích:
Khi động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động ổn định với tốc độ quay của từ trường không đổi thì tốc độ của rôto nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường


17-18.6 Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng [imath]220V[/imath] thì sinh ra công suất cơ học là [imath]170W[/imath]. Biết động cơ có hệ số công suất [imath]0,85[/imath] và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là [imath]17W[/imath]. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện hiệu dụng qua động cơ là:
[imath]A. \sqrt{2}A[/imath]
[imath]B.\sqrt{\dfrac{3}{2}}A[/imath]
[imath]C. \dfrac{\sqrt{2}}{2}A[/imath]
[imath]D. 1A[/imath]
[imath]\rightarrow[/imath] chọn đáp án [imath]D[/imath]
Giải thích:
Ta có: [imath]P=P_{ci}+P_{hp} \hArr UI\cos \varphi=P_{ci} +P_{hp}[/imath]
[imath]\hArr I=\dfrac{P_{ci}+P_{hp}}{U\cos \varphi}=1A[/imath]


17-18.9 Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng [imath]220V[/imath], cường độ dòng điện hiệu dụng [imath]0,5A[/imath] và hệ số công suất của động cơ là [imath]0,8[/imath]. Biết rằng công suất hao phí của động cơ là [imath]11W[/imath]. Hiệu suất của động cơ là
[imath]A. 90\%[/imath]
[imath]B. 87,5\%[/imath]
[imath]C. 92,5\%[/imath]
[imath]D. 80\%[/imath]
[imath]\rightarrow[/imath] chọn đáp án [imath]B[/imath]
Giải thích:
Hiệu suất động cơ:
[imath]H=\dfrac{P_{ci}}{P}=\dfrac{P-P_{hp}}{P}=\dfrac{UI\cos\varphi -P_{hp}}{UI\cos\varphi}=\dfrac{220.0,5.0,8-11}{220.0,5.0,8}=0,875=87,5\%[/imath]


----------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 12
 
Top Bottom