Bài 16: Máy phát điện xoay chiều

Bài 16: Máy phát điện xoay chiều sau đây cung cấp cho các bạn những kiến thức về máy phát dùng khung dây quay trong từ trường; máy phát điện dùng nam châm quay. Đặc biệt, với những bài tập đưa ra trong tài liệu sẽ giúp cho các bạn nắm bắt kiến thức một cách tốt hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài 16: Máy phát điện xoay chiều Bài 16 Máy phát điện xoay chiều.A. Giải bài tập ra lần trước. 2 U 2 O U~ O+ Chỉ UAB = I R 2 + Z c = R2 + Zc Z C L U R + Zc 2 2 A R = B R + (Z L − ZC ) 2 2 V R 2 + Z C2 ⇒ U AB =U ( R 2 + Z C2 ) + Z L2 − 2 Z L Z C U = Z L2 − 2 Z L .Z C 1+ R 2 + Z C2 Z L2 − 2 Z L .Z C Đặt y = ⇒ Khi y càng giảm thì UAB càng tăng R 2 + Z C2 ⇒ Số chỉ của cực đại khi ymin. −2 Z L ( R 2 + Z C2 ) + Z C .2Z L Z C Đạo hàm y’ = ( R 2 + Z C2 ) 2 2 2 −2Z L R 2 − 2Z L Z C + 4Z L Z C = ( R 2 + Z C2 ) 2 2 2Z L Z C − 2Z L R 2 2Z L ( Z C2 − R 2 ) ⇔ y’ = = ( R 2 + Z C2 ) 2 ( R 2 + Z C2 ) 2 Z C2 = R 2  Dễ thấy y’ = 0 khi  ⇒ ZC = R ZC > 0  Khi ZC tăng dần qua giá trị ZC = R thì đạo hàm y’ đổi dấu từ (-) sang (+) ⇔ Khi ZC = R thi ymin ⇒ U max 1 1 Vậy U V max khi C= = Z cw R.2π fB. Máy phát điện xoay chiều: Để phát ra dòng điện xoay chiều người ta chế tạo ra 2 loại máy phát 1. Máy phát dùng dùng khung dây quay trong từ trường + Từ thông qua khung dây Φ = NBS cos α = NBScos(wt+ϕ ) ⇒ suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dâyMôn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện Trường PTTH Hà Nội – Amsterdam. e = −Φ (t ) = NBSwsin(wt+ϕ ) Pha ban đầu ϕ tuỳ thuộc và cách chọn thời điểm ban đầu. Nếu khi t = 0, khung dây ở vị trí vuông góc với đường sức thì ϕ = 0. Khi đó e= Eosinwt = NBSwsinwt • chú ý: - Tần số góc w = 2πf trong đó f là tần số của dòng điện xoay chiều có giá trị bằng số vòng mà khung dây quay trong 1 giây. - Để lấy điện ra ngoài, phải dùng hệ thống vòng khuyên thanh quét do đó máy thường có công suất nhỏ, hiệu điện thế thấp để tránh xảy ra tia lửa điện. 2. Bài tập áp dụng: Một máy phát điện tạo bởi 1 khung dây hình chữ nhật kích thước 10cm15cm gồm 120 vòng dây quay đều trong một từ trường đều có B = 5.10-2 T. A B O O C R V Tốc độ quay của khung là 3000vòng/phút. a) Hãy viết biểu thức của suất điện động tức thời xuất hiện trong khung thời điểm t=0 là lúc khung dây vuông góc với đường sức. b) Dòng điện do máy phát ra được đưa vào 2 điểm A,B của một mạch điện, như hình vẽ. Biết R = 30Ω; R rất lớn và bỏ qua điện trở của V khung dây. Biết chỉ 16V. Tính số điện dung của tụ C và viết biểu thức của u giữa 2 đầu tụ C. V c) Thay đổi tần số quay của khung đến khi chỉ 9,6 V Tính tần số của dòng điện lúc này và công suất tiêu thụ ở điện trở R. Giải. V a) Biểu thức của suất điện động: + Từ thông qua một khung φ = NBScosα Khi khung quay góc α biến thiên theo quy luật α = 10t + ϕ + Theo giả thiết: Khi t = 0. Khung dây vuông góc với đường sức α = 0 ⇒0=wx0+ϕ ⇒ϕ=0 Vậy φ = NBScosα = φ = NBScoswt ⇒ suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung e = −Φ (t ) = NBSwsinwt + Tần số f = 3000vòng/phút = 50vòng/s ⇒ w = 2πf = 100π s-1 + Biên độ của suất điện động Eo = NBSw = 120.0,1.0,15.100.3,14 Eo = 28,26VMôn Vật Lý Thầy giáo Đỗ Lệnh Điện ...