Bài 17. Máy phát điện xoay chiều

Nguyên tắc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho khung dây quay trong từ trường, từ thông qua khung biến thiên tạo suất điện động cảm ứng xoay chiều.

Từ thông qua khung:

$$\Phi = N B S \cos(\omega t + \varphi_0)$$

Trong đó:

• N: số vòng dây
• ω: tốc độ góc (rad/s)
• φ₀: pha ban đầu

Suất điện động cảm ứng:

$$e = E_0 \sin(\omega t + \varphi_0)$$

Trong đó E₀ là biên độ suất điện động:

$$E_0 = N B S \omega$$

Tần số góc và tần số:

$$\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T}$$

Trong đó:

• f: tần số (Hz)
• T: chu kỳ (s)

Phần cảm (nam châm): Tạo ra từ trường, có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.

Phần ứng (khung dây): Quay trong từ trường, trên khung có nhiều vòng dây.

Hai loại máy phát điện:

• Máy phát điện có rôto quay: Phần ứng đứng yên, phần cảm quay
• Máy phát điện có stato quay: Phần cảm đứng yên, phần ứng quay

Công suất và hiệu điện thế:

Ở nhà máy điện, công suất có thể đạt hàng nghìn MW, hiệu điện thế đến hàng nghìn kV.

Cường độ dòng điện:

$$i = I_0 \sin(\omega t + \varphi_i)$$

Giá trị hiệu dụng:

$$I = \frac{I_0}{\sqrt{2}}, \quad U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}, \quad E = \frac{E_0}{\sqrt{2}}$$

Công suất trung bình:

$$P = UI\cos\varphi$$

Trong đó cosφ là hệ số công suất.