Máy phát điện xoay chiều

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều

Các máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là:

Nam châm ( roto)
Cuộn dây dẫn (stato)

Hoạt đông: Khi cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay thì ta lại thu được dòng điện xoay chiều trong các máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng cụ tiêu thụ điện.

2. Máy phát điện xoay chiều trong kỹ thuật

2.1. Đặc tính kỹ thuật

Máy phát điện trong công nghiệp có thể cho dòng điện có cường độ 10kA và hiệu điện thế xoay chiều 10,5kV
Cấu tạo: Đường kính tiết diện ngang của máy đến 4m
- Chiều dài 20m
- Công suất 110MW
- Cuộn dây là stato
- Nam châm điện mạnh là roto

2.2. Cách làm quay máy phát điện

Dùng động cơ nổ
Dùng tuabin nước
Dùng cánh quạt gió

3. Bài tập minh họa

Bài 1. Hãy giải thích vì sao đối với máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay, chỉ khi quay cuộn dây thì trong cuộn dây mới có dòng điện xoay chiều.

Hướng dẫn giải:

Khi cuộn dây quay thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây luôn phiên tăng giảm (biến thiên) nên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

Bài 2. Muốn cho máy phát điện xoay chiều phát điện liên tục thì phải làm thế nào? Hãy vẽ sơ đồ thiết kế một máy phát điện xoay chiều có thể hoạt động liên tục.

Hướng dẫn giải:

Có 2 loại máy phát điện thường dùng là máy phát điện có cấu tạo khung dây quay trong từ trường của nam châm hoặc nam châm quay để cho máy phát điện xoay chiều phát điện liên tục thì phải cho rôto quay liên tục (khung dây hoặc nam châm quay liên tục). Sơ đồ thiết kế là hình 34.1 hoặc 34.2 SGK trang 93.

B. Bài tập trong sách giáo khoa

Bài C1 (trang 93 SGK Vật Lý 9): Hãy chỉ ra bộ phận chính của mỗi loại máy phát điện trong hình 34.1 và 34.2 SGK.

Hướng dẫn giải:

Cuộn dây và nam châm.

Bài C2 (trang 93 SGK Vật Lý 9): Giải thích vì sao khi cho nam châm hoặc cuộn dây quay ta lại thu được dòng điện xoay chiều trong các máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng cụ tiêu thụ điện..

Hướng dẫn giải:

Vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn luân phiên tăng giảm khi nam châm hoặc cuộn dây quay.

Bài C3 (trang 94 SGK Vật Lý 9): Hãy so sánh chỗ giống nhau và khác nhau về cấu tạo và hoạt động của đinamô xe đạp và máy phát điện xoay chiều trong công nghiệp.

Hướng dẫn giải:

Giống nhau: Đều có nam châm và cuộn dây dẫn, khi một trong hai bộ phận quay thì xuất hiện dòng điện xoay chiều.

Khác nhau: Đinamô có kích thước nhỏ hơn, công suất phát điện nhỏ hơn, hiệu điện thế, cường độ dòng điện ở đầu ra nhỏ hơn.

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1:Máy phát điện xoay chiều bắt buộc phải gồm các bộ phận chính nào để có thể tạo ra dòng điện?

A. Nam châm vĩnh cửu và sợi dây dẫn nối hai cực nam châm.

B. Nam châm điện và sợi dây dẫn nối nam châm với đèn.

C. Cuộn dây dẫn và nam châm.

D. Cuộn dây dẫn và lõi sắt.

Câu 2: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều với một bóng đèn. Khi quay nam châm của máy phát thì trong cuộn dây của nó xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều vì:

A. Từ trường trong lòng cuộn dây luôn tăng.

B. Số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn luôn tăng.

C. Từ trường trong lòng cuộn dây không biến đổi.

D. Số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm.

Câu 3: Trong máy phát điện xoay chiều, rôto hoạt động như thế nào khi máy làm việc?

A. Luôn đứng yên.

B. Chuyển động đi lại như con thoi.

C. Luôn quay tròn quanh một trục theo một chiều.

D. Luân phiên đổi chiều quay.

Câu 4: Máy phát điện xoay chiều biến đổi:

Cơ năng thành điện năng

B. Điện năng thành cơ năng