Bài 34: Máy phát điện xoay chiều - Vở BT Vật lí lớp 9
Bài 34: Máy phát điện xoay chiều
A - ÔN TẬP
I - Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều
1. Quan sát
C1. Các bộ phận chính của máy phát điện:
+ Loại có cuộn dây quay là: nam châm, cuộn dây, thanh quét, vành khuyên
+ Loại có nam châm quay là: cuộn dây, nam châm
Giống nhau:
- Đều có nam châm và cuộn dây.
- Đều có bộ phận quay (rôto) và bộ phận đứng yên (stato).
Khác nhau:
- 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 34.1 sgk)
- Roto là nam châm, stato là cuộn dây. Không có bộ phận vành khuyên và thanh quét. (Hình 34.2 sgk)
C2. Ta thu được dòng điện xoay chiều khi cho nam châm hoặc cuộn dây quay, 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
- Có hai loại máy phát điện xoay chiều là máy phát điện có cuộn dây quay và máy phát điện có nam châm quay.
- Stato là bộ phận đứng yên.
- Rôto là bộ phận quay.
II - Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật
1. Đặc tính kĩ thuật
+ Máy phát điện trong công nghiệp có thể cho hiệu điện thế đến 10,5kV, cường độ dòng điện đến 10 kA.
+ Tần số dòng điện của lưới điện quốc gia ở Việt Nam là 50Hz.
2. Cách làm quay máy phát điện
Những cách làm roto của máy phát điện quay: dùng dùng cánh quạt gió, tuabin nước, động cơ nổ.
III - Vận dụng
C3.
Đinamô ở xe đạp và máy phát điện xoay chiều trong công nghiệp:
- Giống nhau:
+ Cấu tạo: Đều có cuộn dây dẫn và nam châm, phần quay (rôto) là nam châm tạo ra từ trường; phần đứng yên (stato) là cuộn dây tạo ra dòng điện.
+ Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Khác nhau:
+ 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.
+ Đinamô: dùng nam châm vĩnh cửu, tạo ra dòng điện có công suất nhỏ. Phần ứng chỉ có một cuộn dây.
B – LÀM BÀI TẬP
I – Bài tập sách bài tập
Câu 34.1 trang 96 Vở BT Vật Lí 9: Đáp án C. Cuộn dây dẫn và nam châm.
Câu 34.2 trang 96 Vở BT Vật Lí 9: Đáp án D. số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm.
Câu 34.3 trang 96 Vở BT Vật Lí 9:
Trong máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay, cuộn dây có dòng điện xoay chiều chỉ khi quay cuộn dây vì chỉ khi cuộn dây quay thì số đường sức từ đó mới luân phiên tăng giảm, còn khi cuộn dây dẫn đứng yên so với nam châm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không thay đổi.
Câu 34.4 trang 96 Vở BT Vật Lí 9:
Để máy phát điện xoay chiều có thể phát điện liên tục thì ta làm cho cuộn dây hoặc nam châm quay liên tục. Có thể dùng tay quay, dùng một động cơ (như máy nổ, tuabin hơi... ) quay rồi dùng dây cuaroa kéo cho trục máy phát điện quay liên tục.
Vẽ sơ đồ thiết kế như hình 34.1
II - Bài tập nâng cao
Câu 34a trang 96 Vở BT Vật Lí 9: Theo hình hình 34.1 sgk, tại sao máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay lại cần bộ góp điện gồm 2 vành khuyên kim loại gắn vào 2 đầu cuộn dây, và 2 thanh quét luôn tì vào 2 vành khuyên?
Đáp án:Máy phát điện xoay chiều có cuộn dây quay cần bộ góp điện gồm hai vành khuyên kim loại gắn vào hai đầu cuộn dây, và hai thanh quét luôn tì vào hai vành khuyên là để lấy điện ra dễ dàng hơn.
Câu 34b trang 97 Vở BT Vật Lí 9: Hình 34.2 là sơ đồ một mẫu máy phát điện. Để trong cuộn day xuất hiện dòng điện xoay chiều thì nam châm phải quay theo trục MN hay PQ? Vì sao?
Đáp án:
Để cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều thì nam châm phải quay theo trục MN vì khi đó đường sức từ qua cuộn dây mới biến thiên.
1. Vận hành máy phát điện đơn giản
- Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở Hình 38.1 trong đó sơ đồ của máy phát điện có kí hiệu là:
C1. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây ra của máy càng lớn khi máy quay càng nhanh. Hiệu điện thế lớn nhất đạt được là 6V.
C2. Đèn vẫn sáng và vôn kế vẫn quay khi đổi chiều quay của máy.
2. Vận hành máy biến thế
- Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở hình 38.2 trong đó sơ đồ của máy biến thế có kí hiệu là:
Bảng 1:
C3. Số đo hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây của máy biến thế và số vòng của các cuộn dây có liên hệ với nhau bằng công thức: U1/U2 = n1/n2
Kết quả này phù hợp với kết quả thu được ở bài 37
Bài trước: Bài 33: Dòng điện xoay chiều - Vở BT Vật lí lớp 9 Bài tiếp: Bài 35: Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều - Vở BT Vật lí lớp 9