CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay...

12
HOC360.NET - TÀI LIU HC TP MIN PHÍ Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/ CHĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Phương pháp giải Hiu sut của động cơ: i P H P = Công sut tiêu thđiện: i P P UI cos H = = Sau thời gian t, điện năng tiêu thụ và năng lượng cơ có ích: i i i P A Pt t tUI cos H A Pt = = = = Đổi đơn vị: 3 5 5 1(kWh) 1(kWh) 10 W.3600s 36.10 (J);1(J) 36.10 = = = Ví d1: Một động cơ điện xoay chiu sn ra mt công suất cơ học 8,5 kW và có hiu sut 85%. Điện năng tiêu thụ và công cơ học của động cơ trong 1 giờ hoạt động lần lượt là A. 7 2,61.10 (J) 7 3,06.10 (J) B. 7 3,06.10 (J) 7 3,6.10 (J) C. 7 3,06.10 (J) 7 2,61.10 (J) D. 7 3,6.10 (J) 7 3,06.10 (J) Hướng dn: Chọn đáp án D 3 7 Co P 8,5.10 A Pt t .3600 3,6.10 (J) H 0,85 = = = = Ví d2: Một động cơ điện xoay chiu sn ra mt công suất cơ học 10 kW và có hiu sut 80% được mc vào mch xoay chiều. Xác định điện áp hiu dng hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trhiu dng 100 (A) và trpha so với điện áp hai đầu động cơ là 3 . A. 331 V B. 250 V C. 500 V D. 565 V Hướng dn: Chọn đáp án B i i P P P UI cos U 250(V) H HI cos = = = = Ví d3: Một động cơ điện xoay chiu sn ra mt công suất cơ học 8,5 kW và có hiu sut 88%. Xác định điện áp hiu dng hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trhiu dng 50 (A) và trpha so với điện áp hai đầu động cơ là 12 . A. 331 V B. 200 V C. 231 V D. 565 V Hướng dn: Chọn đáp án B

Transcript of CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay...

Page 1: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN

BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Phương pháp giải

Hiệu suất của động cơ: iPH

P=

Công suất tiêu thụ điện: iPP UIcos

H= =

Sau thời gian t, điện năng tiêu thụ và năng lượng cơ có ích:

i

i i

PA Pt t tUIcos

H

A P t

= = =

=

Đổi đơn vị: 3 5

5

1(kWh)1(kWh) 10 W.3600s 36.10 (J);1(J)

36.10= = =

Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất

85%. Điện năng tiêu thụ và công cơ học của động cơ trong 1 giờ hoạt động lần lượt là

A. 72,61.10 (J)và

73,06.10 (J) B. 73,06.10 (J) và 73,6.10 (J)

C. 73,06.10 (J) và 72,61.10 (J) D.

73,6.10 (J) và 73,06.10 (J)

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

37CoP 8,5.10

A Pt t .3600 3,6.10 (J)H 0,85

= = = =

Ví dụ 2: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 10 kW và có hiệu suất 80%

được mắc vào mạch xoay chiều. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện

có giá trị hiệu dụng 100 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là 3

.

A. 331 V B. 250 V C. 500 V D. 565 V

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

i iP PP UIcos U 250(V)

H HIcos= = = =

Ví dụ 3: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất

88%. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 50 (A)

và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là 12

.

A. 331 V B. 200 V C. 231 V D. 565 V

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Page 2: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

3

i iP P 8,5.10P UIcos U 200(V)

H HIcos0,88.50cos

12

= = = = =

Chú ý: Khi mắc động cơ 3 pha có điện áp định mức trên mỗi tải là U vào máy phát điện xoay

chiều 3 pha có điện áp pha là PU thì tùy vào độ lớn của U và PU mà yêu cầu mắc hình sao hay

mắc hình tam giác.

* Nếu PU U= và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc sao – tải mắc sao hoặc nguồn

mắc tam giác – tải mắc tam giác.

* Nếu PU U 3= và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc sao – tải mắc tam giác.

* Nếu PUU

3= và động cơ hoạt động bình thường thì nguồn mắc tam giác – tải mắc sao.

Công suất tiêu thụ của động cơ 3 pha: P 3UI cos= (I là cường độ hiệu dụng qua mỗi tải và

cos là hệ số công suất trên mỗi tải).

Ví dụ 4: Một động cơ không đồng bộ 3 pha hoạt động bình thường khi hiệu điện thế hiệu dụng

giữa 2 đầu mỗi cuộn dây là 220 V. Trong khi đó chỉ có 1 mạng điện xoay chiều 3 pha do 1 máy

phát điện tạo ra, suất điện động hiệu dụng ở mỗi pha là 127 V. Để động cơ mắc bình thường

thì ta phải mắc theo cách nào sau đây:

A. 3 cuộn dây mắc theo hình tam giác, 3 cuộn dây của động cơ mắc theo hình sao.

B. 3 cuộn dây của máy phát mắc theo hình tam giác, 3 cuộn dây của động cơ mắc theo hình tam

giác.

C. 3 cuộn dây của máy phát mắc theo hình tam giác, 3 cuộn dây của động cơ mắc theo hình

tam giác.

D. 3 cuộn dây của máy phát mắc theo hình sao, 3 cuộn dây của động cơ mắc theo hình tam giác.

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

Theo số liệu U 220V= , PU 127V= tức PU U 3= . Muốn động cơ hoạt động bình thường thì

nguồn mắc sao – tải mắc tam giác.

Ví dụ 5: (CĐ-2010) Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình sao được nối vào

mạch điện ba pha có điện áp pha PhaU 220V= . Công suất điện của động cơ là 6,6 3 ; hệ số

công suất của động cơ là 0,5 3 . Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động

cơ bằng

A. 20 A B. 60 A C. 105 A D. 35 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Page 3: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Nguồn mắc sao – tải mắc sao nên PU U= :

3P 6,6 3.10P 3UIcos I I 20(A)

3Ucos 33.220.

2

= = = =

Ví dụ 6: Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc hình sao vào mạng điện xoay chiều ba pha

mắc hình sao, có điện áp dây 380 V. Động cơ có công suất 10 KW. Hệ số công suất 0,8. Cường

độ dòng điện hiệu dụng đi qua mỗi cuộn dây có giá trị bao nhiêu?

A. 57,0 A B. 18,99 A C. 45,36 A D. 10,96 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Nguồn mắc sao – tải mắc sao nên dP

UU U

3= = :

3P 10.10P 3UIcos I 18,99(A)

3803Ucos3.

3.0,8

= = =

Ví dụ 7: Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu theo hình tam giác vào mạng điện ba pha

mắc hình sao có điện áp hiệu dụng pha 220 V. Động cơ có hệ số công suất 0,85 và tiêu thụ

công suất 5 kW. Cường độ dòng điện qua mỗi cuộn dây của động cơ là :

A. 15,4 A B. 27 A C. 5,15 A D. 9 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Nguồn mắc sao – tải mắc tam giác nên PU U 3= :

3P 5.10P 3UIcos I 5,2(A)

3Ucos 3.220 3.0,85= = =

Ví dụ 8: Một động cơ không đồng bộ ba pha có điện áp định mức mỗi pha là 380 V và hệ số

công suất bằng 0,85. Điện năng tiêu thụ của động cơ trong một ngày hoạt động là 232,56 kWh.

Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi cuộn dây của động cơ là

A. 30 A B. 50 A C. 10 A D. 6 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Công suất tiêu thụ của động cơ: 3A 232,56.10 Wh

P 9690(W)t 24h

= = =

Theo bài ra U 380V= nên P 3UI cos=

P 9690I 10(A)

3U cos 3.380.0,85 = = =

Page 4: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 9: Một động cơ không đồng bộ ba pha mắc theo kiểu hình sao vào mạch điện ba pha

mắc hình sao có điện áp pha là 220 V. Động cơ có công suất cơ học là 4 kW, hiệu suất 80% và

hệ số công suất của động cơ là 0,85. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi cuộn dây của động

cơ.

A. 21,4 A B. 7,1 A C. 26,7 A D. 8,9 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

3

iP 4.10P 5000(W)

H 0,8

5000P 3UIcos I 8,9(A)

3.220.0,85

= = =

= =

Chú ý: Để tính giá trị tức thời u, i trong mỗi pha ta viết biểu thức u, i rồi căn cứ vào quan hệ

để tính.

Ví dụ 10: Động cơ không đồng bộ 3 pha mắc hình sao, khi động cơ hoạt động bình thường ở

điện áp 200 V thì công suất tiêu thụ của động cơ bằng 1620 2 W và hệ số công suất là 0,9 cho

mỗi pha. Pha ban đầu của dòng điện (dạng hàm cos) ở các cuộn dây 1, 2 và 3 lần lượt là 0,

0, 2

3

0, 2

3

− và -2 /3. Vào thời điểm dòng điện ở 1 cuộn có giá trị bằng 1i 3 2= A và

đang tăng thì dòng điện ở cuộn 2 và 3 tương ứng bằng

A. 1,55 A và 3 A B. –5,80 A và 1,55 A.

C. 1,55 A và –5,80 A D. 3 A và –6 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Từ công thức:

P 3UIcos 1620 2 3.200I.0,9 I 3 2(A)= = =

( )1 2 3

2 2i 6cos t (A);i 6cos t (A);i 6cos t (A)

3 3

= = + = −

Vào thời điểm 1i 3 2= A và đang tăng nên có thể chọn t4

= − (nằm ở nửa dưới VTLG).

Thay giá trị này vào biểu thức 2

i và 3

i :

2

3

2e 6cos 1,55(A)

4 3

2e 6cos 5,80(A)

4 3

= − +

= − − −

Page 5: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Chú ý: Công suất tiêu thụ của động cơ gồm hai phần: công suất cơ học và công suất hao phí

do tỏa nhiệt.

* Động cơ 1 pha: 2

1UIcos P I r= +

* Động cơ 3 pha: 2

13UIcos P 3I r= +

Ví dụ 11: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây cuốn là 32 mạch điện có điện áp

hiệu dụng 200 V thì sản ra công suất cơ học 43 W. Biết hệ số công suất của động cơ là 0,9 và

công suất hao phí nhỏ hơn công suất cơ học. Cường độ dòng hiệu dụng chạy qua động cơ là

A. 0,25 A B. 5,375 A C. 0,225 A D. 17,3 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

2 2

iUIcos P I R 200.I.0,9 43 I .32= + = + . Phương trình này có 2 nghiệm: 1I 5,375A= và

2I 0,25A= , ta chọn nghiệm 2I 0,25A= vì với nghiệm thứ nhất công suất hao phí lớn hơn công

suất có ích!

2 2

hpI 5,375(A) P I R 5,375 .32 924,5W 43(W)= = = =

Ví dụ 12: (ĐH-2010) Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp

hiệu dụng 220 V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85

và công suất toả nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng

điện cưc đại qua động cơ là

A. 2 A B. 1 A C. 2 A D. 3 A

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

i hp 0UIcos P P 220.I.0,85 170 17 I 1A I I 2 2 = + = + = = =

Ví dụ 13: Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường cường độ dòng điện hiệu

dụng qua động cơ là 10 A và công suất tiêu thụ điện là 10 kW. Động cơ cung cấp năng lượng

cơ cho bên ngoài trong 2 s là 18 kJ. Tính tổng điện trở thuần của cuộn dây trong động cơ.

A.100 B. 10 C. 90 D. 9

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

32 2 4 2i

i

P 18.10P P I r P I r 10 10 r r 10( )

t 2= + = + = + =

Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch RLC nối tiếp

với động cơ điện 1 pha thì biểu thức điện áp trên RLC, trên động

cơ lần lượt là:

Page 6: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

( )

( )

= +=

= +

RLC RLC RLC

ñoäïng cô

u U 2 cos ti I 2 cos t

u U 2 cos ttrong đó:

L CRLC

i

Z Ztan

R

PP UIcos

H

− =

= =

Điện áp hai đầu đoạn mạch là tổng hợp của hai dao động điều hòa:

( )= + = +AB RLC ñoäng cô AB AB

u u u U 2cos t , trong đó:

( )2 2 2

AB RLC RLC RLCU U U 2U Ucos t= + + − ; RLC RLCAB

RLC RLC

U sin Usintan

U cos Ucos

+ =

+

Ví dụ 14: Mắc nối tiếp động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết điện

áp hai đầu động cơ có giá trị hiệu dụng 331 (V) và sớm pha so với dòng điện là 6

. Điện áp hai

đầu cuộn dây có giá trị hiệu dụng 125(V) và sớm pha so với dòng điện là 3

. Xác định điện áp

hiệu dụng của mạng điện.

A. 331 V B. 344,9 V C. 230,9 V D. 444 V

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

( )2 2 2

AB RL RL RLU U U 2U Ucos= + + −

2 2 2

AB ABU 331 125 2.331.125cos U 444(V)6

= + +

Ví dụ 15: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất

85%. Mắc động cơ với cuộn dây rồi mắc chúng vào mạch xoay chiều. Biết dòng điện có giá trị

hiệu dụng 50 (A) và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là 6

. Điện áp hai đầu cuộn dây có

giá trị hiệu dụng 125 (V) và sớm pha so với dòng điện là 3

. Xác định điện áp hiệu dụng của

mạng điện.

A. 331 V B. 345 V C. 231 V D. 565 V

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

3

iP 10.10P UIcos U.50cos U 231(V)

H 6 0,85

= = =

( )2 2 2

AB RL RL RLU U U 2U Ucos= + + −

2 2 2

AB ABU 231 125 2.231.125.cos U 345(V)6

= + +

Page 7: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 16: Một động cơ điện xoay chiều sản ra công suất cơ học 7,5 kW và có hiệu suất 80%.

Mắc động cơ nối tiếp với một cuộn cảm rồi mắc chúng vào mạng điện xoay chiều. Giá trị hiệu

điện thế hiệu dụng ở hai đầu động cơ là UM biết rằng dòng điện qua động cơ có cường độ hiệu

dụng I 40A= và pha với M

u một góc 030 . Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm là 125 V và sớm

pha so với dòng điện là 060 . Hiệu điện thế hiệu dụng của mạng điện và độ lệch pha của nó so

với dòng điện lần lượt là

A. 384 V và 040 B. 834 V và 045 C. 384 V và 039 D. 184 V và 039

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

co1 1 1 0

P 9375P 9375(W) U Icos U 270,6(V)

H 40.cos30= = = =

( )2 2 2 2 2 0

1 2 1 2 2 1U U U 2U U cos 270,6 125 2.270,6.125.cos30= + + − = + +

U 384(V)

01 1 2 2

1 1 2 2

U sin U sintan 39

U cos U cos

+ = =

+

Chú ý: Nếu đoạn mạch xoay chiều AB gồm mạch R nối tiếp với động cơ

điện 1 pha thì biểu thức điện áp trên R, trên động cơ lần lượt là:

( )

= =

= +

R R

ñoäïng cô

u U 2 cos ti I 2 cos t

u U 2 cos ttrong đó: iP

P UI cosH

= =

Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là tổng hợp của hai dao động điều hòa:

( )= + = +AB R ñoäng cô AB AB

u u u U 2cos t trong đó:

2 2 2

AB R RU U U 2U Ucos= + + ; R

R

U sin 0 Usintan

U cos0 Ucos

+ =

+

Ví dụ 17: (ĐH-2010) Trong giờ học thưc hành , học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay

chiều với điện trơ R rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng

380 V. Biết quạt này có các giá trị định mức: 220 V – 88 W và khi hoạt động đung công suất

định mức thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là , với

cos 0,8 = . Để quạt điện này chạy đung công suất định mức thì R bằng

A.180 B. 354 C. 361 D. 267

Page 8: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

P UIcos 88 220.I.0,8 I 0,5(A)= = =

Cách 1: 2 2 2

AB R RU U U 2U Ucos= + +

Cách 2:

2 2 2AB R AB R RU U U U U U 2U Ucos= + = + +

2 2 2 RR R R

U380 U 220 2U 220.0,8 U 180,337 R 361( )

I = + + = = =

Ví dụ 18: Trong giờ học thưc h|nh, học sinh mắc nối tiếp một quạt điện xoay chiều với điện

trở R 352( )= rồi mắc hai đầu đoạn mạch này vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380

V. Biết quạt điện này hoạt động ở chế độ định mức với điện áp định mức đặt vào quạt là 220

V và khi ấy thì độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu quạt và cường độ dòng điện qua nó là ,

với cos 0,8 = . Hãy xác định công suất định mức của quạt điện.

A. 90 W B. 266 W C. 80 W D. 160 W.

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

2 2 2AB R AB R RU U U U U U 2UU cos= + = + +

2 2 2 RR R R

U380 U 220 2U 220.0,8 U 180,34(V) I 0,512(A)

R = + + = = =

P UIcos 220.0,512.0,8 90,17(W)= = =

Ví dụ 19: Cho mạch điện xoay chiều gồm bóng đèn dây tóc mắc nối tiếp với động cơ xoay

chiều 1 pha. Biết các giá trị định mức của đèn là 120V – 240W, điện áp định mức của động cơ

là 220 V. Khi đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 331 V thì cả

đèn và động cơ đều hoạt động đung công suất định mức. Công suất định mức của động cơ là

A. 389,675 W B. 305,025 W C. 543,445 W D. 485,888 W

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

R

R

P 240I 2(A)

U 120= = =

2 2 2AB R AB R RU U U U U U 2UU cos= + = + +

2 2 2 1417331 220 120 2.220.120.cos cos

1600 = + + =

1417P UIcos 220.2. 389,675(W)

1600 = = =

Page 9: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 20: Trong một giờ thưc hành một học sinh muốn một quạt điện loại 110 V – 100 W hoạt

động bình thường dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp

với quạt một biến trở. Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 100 thì đo thấy cường độ

hiệu dụng trong mạch là 0,5 A và công suất của quạt điện đạt 80%. Tính hệ số công suất toàn

mạch, hệ số công suất của quạt và điện áp hiệu dụng trên quạt lúc này.

Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế

nào? Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sớm pha hơn dòng điện trong

mạch.

Hướng dẫn:

* Luc đầu, động cơ hoạt động dưới định mức, công suất tiêu thụ của nó:

80P ' UIcos .100 U.0,5.cos U cos 160(V)

100= = =

Điện áp hiệu dụng trên R: RU IR 50(V)= =

Từ phương trình véc tơ:

AB RU U U= + chiếu lên trục hoành và trục tung ta được:

AB AB R

AB AB

U cos U U cos

U sin 0 Usin

= +

= +

0AB AB

AB

220cos 50 160 17,34

220sin 0 Usin Usin 65,574

= + =

= + =

Kết hợp Usin 65,574 = với U cos 160 = , suy ra: 022,286 = , U 172,9V=

* Khi động cơ hoạt động bình thường:

P UIcos 100 110.I.cos 22,286 I 0,9825(A)= = =

Từ phương trình véc tơ: AB RU U U= + chiếu lên trục hoành và trục tung ta

được:

AB AB R AB R

AB AB AB

U cos U U cos 220cos U 110cos 22,286

U sin 0 Usin 220sin 0 110.sin 22,286

= + = +

= + = +

0 RAB R

U10,93 U 114, 23 R 116( )

I = = =

Để quạt hoạt động bình thường thì R tăng 116 100 16( )− =

Ví dụ 21: Trong một giờ thưc hành một học sinh muốn một quạt điện loại 180 V – 220 W hoạt

động bình thường dưới một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng

220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở. Ban đầu học sinh đó để

Page 10: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

biến trở có giá trị 70( ) thì đo thấy cường độ hiệu dụng trong mạch là 0,75 A và công suất của

quạt điện đạt 92,8%. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế

nào?

A. Giảm đi 20( ) B. Tăng thêm 12( )

C. Giảm đi 12( ) D. Tăng thêm 20( )

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

* Luc đầu, động cơ hoạt động dưới định mức, công suất

tiêu thụ của nó:

92,8P UIcos .120 U.0,75cos

100= =

U cos 148,48(V) =

Từ phương trình véc tơ: AB RU U U= + chiếu lên trục hoành và trục tung ta được:

AB AB R AB

AB AB AB

U cos U U cos 220cos 70.0,75 148,48

U sin 0 Usin 220sin 0 Usin

= + = +

= + = +

Usin 89, 482 = kết hợp U cos 148,48 = , suy ra: 0,5424 rad hay cos 0,8565 =

* Khi động cơ hoạt động bình thường:

P UIcos 120 180.I.0,8565 I 0,7784(A)= = =

Từ phương trình véc tơ: AB RU U U= + chiếu lên trục ho|nh và trục tung ta được:

AB AB R AB R

AB AB AB

U cos U U cos 220cos U 180cos0,5424

U sin 0 Usin 220sin 0 180.sin 0,5424

= + = +

= + = +

RAB R

U0,436(rad) U 45,25 R 58( )

I = = =

Giảm đi 70 58 12( )− =

Chú ý: Nếu biết điện trở trong của động cơ thì có thể tính được hiệu suất của động cơ như

sau:

Động cơ 1 pha: 2

i

PP UIcos I

U cos

P P I rH

P P

= =

− = =

Động cơ 3 pha: 2

i

PP 3UIcos I

3U cos

P P 3I rH

P P

= =

− = =

Page 11: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 22: Một động cơ điện xoay chiều có công suất tiêu thụ là 473 W, điện trở trong 7,568( )

và hệ số công suất là 0,86. Mắc nó vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V thì

động cơ hoạt động bình thường. Hiệu suất động cơ là

A. 86%. B. 90%. C. 87%. D. 77%

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

P 473P UIcos I 2,5(A)

U cos 220.0,86= = = =

2 2

coP P I r 2,5 .7,68H 1 0,9 90%

P P 473

−= = = − = =

Ví dụ 23: (ĐH - 2012) Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu

dụng 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5A và hệ số công suất của động cơ là 0,8. Biết

rằng công suất hao phí của động cơ là 11W. Hiệu suất của động cơ (tỉ số giữa công suất hữu

ích và công suất tiêu thụ toàn phần) là

A. 80%. B. 90%. C. 92,5%. D. 87,5%

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

hpcoUIcos PP 11

H 1 0,875 87,5%P UIcos 220.0,5.0,8

−= = = − = =

Ví dụ 24: Một động cơ không đồng bộ ba pha tiêu thụ công suất là 3,6 kW, điện trở trong của

mỗi cuộn là 2 và hệ số công suất là 0,8. Động cơ mắc hình sao mắc vào mạng điện mắc hình

sao với điện áp hiệu dụng 200 V thì động cơ hoạt động bình thường. Coi năng lượng vô ích chỉ

do tỏa nhiệt trong các cuộn dây của stato. Hiệu suất động cơ là

A. 92,5% B. 92,5%. C. 99,7%. D. 90,625%.

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

P 3600P 3UIcos I 7,5(A)

3U cos 3.200.0,8= = = =

2 2

iP P 3I r 3.7,55 .2H 1 90,625%

P P 3600

−= = = − =

Ví dụ 25: Trong động cơ không đồng bộ ba pha, gọi O là điểm đồng quy của ba trục cuộn dây

của stato. Giả sử từ trường trong ba cuộn dây g}y ra ở điểm O lần lượt là : 1 0B B cos t(T)= ,

Page 12: CHỦ ĐỀ 2: MÁY PHÁT ĐIỆN - hoc360.net · Ví dụ 1: Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

2 0

2B B cos t (T)

3

= +

,

3 0

2B B cos t (T)

3

= −

. Vào thời điểm nào đó từ trường tổng

hợp tại O có hướng ra khỏi cuộn 1 thì sau 1

3 chu kì nó sẽ có hướng

A. ra cuộn 2 B. ra cuộn 3 C. vào cuộn 3 D. vào cuộn 2.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Giả sử tại thời điểm t 0= , từ trường tổng hợp tại O có hướng ra khỏi

cuộn 1 thì 1 0B B= .

Tại thời điểm T

t3

= thì 3 0 0

2 T 2B B cos . B

T 3 3

= − =

, tức là từ

trường tổng hợp hướng ra khỏi cuộn 3.