10:09:5212/03/2022
Các nhà máy điện như: Thủy điện Hòa Bình, Thủy điện Trị An,... đều sản xuất ra dòng điện xoay chiều. Hay đinamo ở xe đạp mà nhiều bạn học sinh sử dụng làm phương tiện đi lại cũng cho dòng điện xoay chiều.
Nội dung bài viết này sẽ giúp các em hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều?
I. Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều
1. Quan sát
- Như thí nghiệm ở bài trước, dựa vào đó người ta đã chế tạo ra hai loại máy phát điện xoay chiều.
Máy phát điện có cuộn dây quay [hình 34.1 SGK]
Máy phát điện có nam châm quay [hình 34.2 SGK]
* 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. Nêu lên chỗ giống nhau, khác nhau của chúng.
> Lời giải:
+] Giống nhau:
- Đều có cuộn dây và nam châm.
- Đều có bộ phận quay [rôto] và bộ phận đứng yên [stato].
+] Khác nhau:
- Hình 34.1 SGK: Roto là cuộn dây, stato là nam châm. Ngoài ra còn có bộ phận vành khuyên và thanh quét dùng để lấy điện ra ngoài.
- Hình 34.2 SGK: Roto là nam châm, stato là cuộn dây. Không có bộ phận vành khuyên và thanh quét.
* 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.
> Lời 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.
2. Kết luận
- Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn.
- Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto.
II. Máy phát điện xoay chiều trong kỹ thuật
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
Trong các máy này, các cuộn dây là stato, còn roto là nam châm điện mạnh.
- Ở Việt Nam, các máy cung cấp điện có tần số 50Hz cho lưới điện quốc gia.
2. Cách làm quay máy phát điện
- Trong kĩ thuật có nhiều cách làm quay roto của máy phát điện như: dùng động cơ nổ, dùng tuabin nước, dùng cánh quạt gió.
III. Vận dụng
* Câu 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.
> Lời giải:
+] Giống nhau:
- Cấu tạo: Đều có nam châm và cuộn dây dẫn, phần đứng yên [stato] là cuộn dây tạo ra dòng điện, phần quay [rôto] là nam châm tạo ra từ trường. Khi cho một trong hai bộ phận quay thì xuất hiện dòng điện xoay chiều.
- Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
+] Khác nhau:
- Diamo: dùng nam châm vĩnh cửu, tạo ra dòng điện có công suất nhỏ. Phần ứng chỉ có một cuộn dây.
- Máy phát điện công nghiệp: dùng nam châm tạo dòng điện có công suất lớn. Phần ứng có nhiều cuộn dây. Ngoài ra, một số máy phát điện còn có bộ góp điện để lấy điện ra ngoài.
Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Máy phát điện xoay chiều. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công.
Máy phát điện xoay chiều là một thiết bị không còn quá xa lạ với người Việt Nam, ngược lại nó lại vô cùng thân thuộc. Tuy nhiên, đối với những ai chưa biết hoặc đang tìm hiểu về dòng máy phát điện này thì hãy tham khảo bài viết dưới đây nhé!
Máy phát điện xoay chiều là gì?
Dưới đây là những giới thiệu tổng quan về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và công dụng của loại máy phát điện này.
Lý thuyết máy phát điện xoay chiều
Có không ít người cho rằng cứ máy phát điện nào sản sinh ra được dòng điện xoay chiều thì được gọi là máy phát điện xoay chiều. Tuy nhiên, thực tế khái niệm chính xác lại không phải như vậy. Nói đúng hơn, máy phát điện xoay chiều là máy điện biến đổi năng lượng cơ học thành điện năng dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều
Nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện xoay chiều gồm có 2 thành phần chính dưới đây:
- Phần cảm [roto]: gồm các nam châm điện có vai trò tạo ra từ thông.
- Phần ứng [stato]: do hệ thống các cuộn dây điện cố định, giống nhau về kích thước tạo thành
Sơ đồ máy phát điện xoay chiều
Bên cạnh 2 bộ phận chính trên còn các bộ phận cấu thành khác như: đầu phát, hệ thống nhiên liệu, hệ thống xả, làm mát,…
Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên cảm ứng điện từ. Cụ thể, khi só đường sức từ của nam châm đi xuyên qua tiết diện của cuộn dây luân phiên tăng giảm thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây cũng luân phiên đổi chiều. Tiết diện của cuộn dây tăng giảm có thể là do cuộn dây quay tròn hoặc nam châm quay tròn. Nếu chu trình cứ tái diễn liên tục như vậy thì sẽ hình thành nên dòng điện.
Có mấy loại máy phát điện xoay chiều?
Dựa trên nguyên lý hoạt động mà có cách phân loại máy phát điện khác nhau. Máy phát điện gồm có 2 loại chính là máy phát điện 1 pha và máy phát điện 3 pha. Về cơ bản, hai loại máy này đều là máy đồng bộ và chỉ khác nhau một chút về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động.
Ưu nhược điểm của máy phát điện xoay chiều
Đối với máy phát điện 1 pha
Ưu điểm
- Máy có tính năng tự động điều chỉnh rộng và chính xác cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn. Bởi vậy mà chất lượng của máy phát điện 1 pha mang đến luôn được cao hơn.
- Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, linh hoạt dễ dàng di chuyển
- Khi sử dụng không cần đầu tư phòng chuyên dụng để sử dụng.
- Cách sử dụng máy phát điện đơn giản, chỉ cần kết nối trực tiếp nguồn tải vào máy là có thể dùng.
Nhược điểm
Đối với các dòng máy phát điện 1 pha đời cũ vận hành không đáng tin cậy, không an toàn trong các môi trường rung chấn, rất dễ cháy nổ vì có hệ thống cổ góp, chổi than.
Máy phát điện 3 pha
Ưu điểm
- Nhiên liệu sử dụng tiết kiệm
- Thiết kế chắc chắn, chống rung tốt
- Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, khói bụi,…
- Có thời gian hoạt động liên tục lớn
Nhược điểm
- Kích thước tải trọng lớn gây khó khăn di chuyển
- Bảo hành và sử dụng máy phức tạp, thậm chí cần phải có chuyên viên kỹ thuật vận hành
- Chi phí đầu tư ban đầu cao
Máy phát điện xoay chiều dùng để làm gì?
Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện của người dân ngày càng tăng cao nên máy phát điện ngày càng đóng vai trò cần thiết và mang lại hiệu quả trong cuộc sống hằng ngày. Công dụng chính của máy phát điện chính là cung cấp điện năng dự phòng cho những trường hợp mất điện lưới, để không làm ảnh hưởng tới cuộc sống sinh hoạt, kinh doanh, sản xuất,… của người dân.
Máy phát điện 3 pha công suất lớn được sử dụng trong khu công nghiệp
Ngoài ra, nó còn giúp gia tăng năng lượng điện cho việc tăng gia sản xuất và có thể hiệu chỉnh và chỉnh lưu cho điện áp ra hằng ngày. Đây cũng là một giải pháp rất tối ưu giúp quá trình sinh hoạt, sản xuất nông – công nghiệp,… diễn ra bình thường ngay cả khi không có điện.
Một số lưu ý khi sử dụng máy phát điện
Không chỉ riêng gì máy phát điện mà bất kể một thiết bị điện nào muốn sử dụng được lâu dài thì người vận hành phải có những hiểu biết cơ bản và kiến thức vận hành tốt. Có như thế thì máy mới hoạt động tốt, mang đến hiệu suất cao và tránh được những rủi ro trong quá trình vận hành. Dưới đây là một số lưu ý, người dùng nên chú ý:
- Thường xuyên kiểm tra và luôn giữ cho các thiết bị cắm điện, kết nối điện trong trạng thái an toàn.
- Lưu ý đến âm thanh của máy phát điện khi hoạt động
- Chọn mua máy phát điện phù hợp với nhu cầu sử dụng
- Giữ điện áp, tần số và công suất hoạt động ở phạm vi cho phép.
- Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng máy định kì
Trên đây là những lý thuyết cơ bản về máy phát điện xoay chiều. Hy vọng sẽ giúp bạn có thêm kiến thức để lựa chọn sử dụng máy phát điện phù hợp với nhu cầu. Chúc bạn sức khỏe!