Một máy phát điện xoay chiều đơn giản như hình vẽ. Khung dây dẫn có 2500 vòng, tiết diện mỗi vòng dây là 180 m^2. Khung dây nằm trong từ trường đều của nam châm có độ lớn
26/28
Một máy phát điện xoay chiều đơn giản như hình vẽ. Khung dây dẫn có 2500 vòng, tiết diện mỗi vòng dây là \(180{\rm{ c}}{{\rm{m}}^2}\). Khung dây nằm trong từ trường đều của nam châm có độ lớn cảm ứng từ là \(B\). Khi khung dây quay đều với tốc độ 2400 vòng/phút quanh trục của nó thì trong khung xuất hiện suất điện động xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 220 V.
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Giá trị \(B = 0,019{\rm{ T}}\).
Suất điện động cực đại do máy phát điện tạo ra là \(220\sqrt 2 {\rm{ V}}\).
Dùng máy phát điện này để cung cấp điện cho một quạt điện công nghiệp hoạt động bình thường. Biết cường độ dòng điện chạy qua động cơ quạt có giá trị hiệu dụng là 1,8 A; điện trở dây cuốn của động cơ là \(5\;\Omega \) và công suất cơ học của quạt là 140 W. Hiệu suất của động cơ quạt điện xấp xỉ là 86,9%.
a)
Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Mệnh đề đúng.
b)
Suất điện động hiệu dụng: \(E = \frac{{{E_0}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{NBS\omega }}{{\sqrt 2 }}\).
Dữ kiện:
• \(N = 2500\),
• \(S = 180\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^2} = 0,018\;{{\rm{m}}^2}\),
• tốc độ quay \(n = 2400\) vòng/phút \( = 40\) vòng/s,
• \(\omega = 2\pi n = 80\pi \;{\rm{rad/s}}\),
• \(E = 220\;{\rm{V}}\).
Suy ra: \(B = \frac{{220\sqrt 2 }}{{2500 \cdot 0,018 \cdot 80\pi }} \approx 0,0275\;{\rm{T}}\).
Không phải \(0,019\;{\rm{T}}\).
Mệnh đề sai.
c)
Vì \(E = \frac{{{E_0}}}{{\sqrt 2 }}\) nên \({E_0} = E\sqrt 2 = 220\sqrt 2 \;{\rm{V}}\).
Mệnh đề đúng.
d)
Công suất hao phí trên dây quấn: \({P_{{\rm{hp}}}} = {I^2}r = 1,{8^2} \cdot 5 = 16,2\;{\rm{W}}\).
Công suất điện vào động cơ: \({P_{{\rm{v\`a o}}}} = {P_{{\rm{co}}}} + {P_{{\rm{hp}}}} = 140 + 16,2 = 156,2\;{\rm{W}}\).
Hiệu suất: \(\eta = \frac{{{P_{{\rm{co}}}}}}{{{P_{{\rm{v\`a o}}}}}} = \frac{{140}}{{156,2}} \approx 0,896 = 89,6\% \).
Không phải 86,9%
Kết luận: a Đúng, b Sai, c Đúng, d Sai.