Giáo trình Lý thuyết máy điện

khai triển dây quấn như hình vẽ bên. Hình vẽ sơ đồ khai triển dây quấn. TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.gian IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài: Cách vẽ biểu đồ nối dây và sơ đồ khai triển dây quấn. Giảng giải, phát vấn GV: Để vẽ được biểu đồ nối dây cần dựa vào các đại lượng đặc trưng gi? HS: dựa vào các đại lượng như bước dây quấn, bước cực từ.... 4p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.gian V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Cho một máy có số liệu sau: Znt=18, 2p=4, yG=-1. Tính các đại lượng đặc trưng, vẽ biểu đồ nối dây và sơ đồ khai triển dây quấn. Đọc, HS ghi. 1p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) ............................................... ............................................... TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 04 Thời gian thực hiện: 02 tiết Lớp: điện 4 Số giờ đã giảng: Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: DÂY QUẤN KIỂU SÓNG - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được về chế độ bố trí dây quấn, sơ đồ, biểu đồ nối dây quấn kiểu sóng của bộ dây quấn phần ứng máy điện một chiều. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày được phương pháp tính các đại lượng đặc trưng của dây quấn. + Trình bày cách và vẽ biểu đồ nối dây. + Trình bày cách vẽ và vẽ sơ đồ nối dây phần ứng của máy điện một chiều. I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 01 phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: 04 phút. - Câu hỏi kiểm tra: Em hãy trình bày cách vẽ biểu đồ nối dây giữa các phần tử của dây quấn kiểu xếp đơn? Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: 80 Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học: bảng, phấn, giáo án, giáo trình. - Nội dung, phương pháp: TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN V Dây quấn kiểu sóng Giảng giải, tranh minh họa, 80p 1 Dây quấn sóng đơn a Tính toán bước dây quấn: Đặc điểm của dây quấn sóng là hai đầu của một phần tử nối với hai phiến góp cách xa nhau và hai phần tử nối tiếp nhau theo sơ đồ dây quấn nằm cách xa nhau. - Bước dây quấn: y1= - Bước cổ góp yG= * Cho máy điện có thông số gồm Znt=15, 2p=4, m=-1 dây quấn sóng đơn, quấn trái. + Tính các bước dây quấn: y1= chọn dây quấn bước ngắn E=-3/4. yG= y2=y1-y=7-3=4 GV: Bước dây quấn thứ nhất là gì? HS: là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một phần tử. GV: Tính các đại lượng đặc trưng gì? HS: tính bước dây quấn 35 b Biểu đồ nối dây: - Sau khi có các số liệu tính toán về bước dây quấn y1, y2, yG ta lập biểu đồ nối dây. - Bắt đầu từ phần tử thứ nhất 1, phần tử này có cạnh tác dụng thứ nhất đặt ở lớp trên của rãnh 1, vậy cạnh tác dụng cơn lại sẽ đặt ở lớp dưới của rãnh 1+y1=1+3=4. - Đầu dây của phần tử này được nối với phiến góp 1 và phiến góp 1+yG=1+7=8. - Do yG=7 nên phần tử nối tiếp với phần tử 1 theo sơ đồ dây quấn là 1+yG=1+7=8. Tiếp tục thực hiện với phần tử tiếp theo theo qui luật ta vẽ được biểu đồ nối dây. lớp trên 1 8 15 7 14 6 13 5 lớp dưới 4 11 3 10 2 9 1 8 lớp trên 12 4 11 3 10 2 9 1 lớp dưới 15 7 14 6 13 5 12 c Sơ đồ khai triển dây quấn (sơ đồ trải) - Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn ta vẽ 15 rãnh và qui ước lớp trên vẽ bằng đường liền nét, lớp dưới vẽ bằng đường đứt nét. - Cách vẽ sơ đồ: Ta đặt lần lược 15 phần tử vào 15 rãnh, theo biểu đồ nối dây ta nối phần tử 1 với phần tử 8, tiếp đến là phần tử 15vv tiếp tục như thế ta được sơ đồ khai triển dây quấn như hình vẽ.H - Dây quấn đơn nên bề rộng chổi than lấy bằng một phiến góp Hình vẽ sơ đồ khai triển dây quấn. 1 Dây quấn sóng phức. - Điểm khác nhau giữa dây quấn sóng đơn và dây quấn sóng phức là bước dây quấn yG=m, với dây quấn phức m=2,3,4, thông thường yG=2. - Các bước dây quấn khác tính tương tự như dây quấn đơn. GV: Sự khác nhau giữa dây quấn kiểu sóng đơn và dây quấn kiểu sóng phức? HS: Bước dây quấn yG=m. quấn đơn m=1, quấn phức m=2,3 45p a Tính toán bước dây quấn Cho máy điện có số liệu gồm Z=Znt=18, 2p=4, m=2. Tính bước dây quấn, vẽ sơ đồ nối dây và khai triển dây quấn. - Các bước dây quấn: y1= chọn dây quấn bước ngắn e=2/4. yG= Biểu đồ nối dây lớp trên 1 9 17 7 15 5 13 lớp dưới 5 13 3 11 1 9 17 lớp trên 13 3 11 1 Vòng kín lớp dưới 17 7 15 b Biểu đồ nối dây: Có các số liệu tính toán về bước dây quấn ta lập biểu đồ thứ tự nối dây các phần tử. - Bắt đầu từ phần tử thứ nhất 1, phần tử này có cạnh tác dụng đặt ở lớp trên của rãnh 1, vậy cạnh tác dụng còn lại phải đặt ở lớp dưới của rãnh là 1+y1=1+4=5. - Hai đầu dây của phần tử này được nối vào phiến góp 1 và 9. vì yG=8. - Do yG=8 nên phần tử nối tiếp với phần tử 1 theo sơ đồ dây quấn là phần tử 1+yG=1+8=9 Tiếp tục theo qui luật này cho các phần tử còn lại ta được biểu đồ nối dây như hình vẽ bên, gồm các phần tử số lẽ và chúng nối với nhau tạo thành vòng kín. Tiếp tục với phần tử chẳn, ta được biểu đồ nối dây tương tự. lớp trên 2 10 18 8 16 6 14 lớp dưới 6 14 4 12 2 10 18 lớp trên 14 4 12 1 Vòng kín lớp dưới 18 8 16 c Sơ đồ khai triển dây quấn: - Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn ta vẽ 18 rãnh và qui ước lớp trên vẽ bằng đường liền nét, lớp dưới vẽ bằng đường đứt nét. - Cách vẽ sơ đồ: Ta đặt lần lược 18 phần tử vào 18 rãnh, theo biểu đồ nối dây ta nối phần tử 1 với phần tử 9, tiếp đến là phần tử 17, phần tử 7vv tiếp tục như thế ta được sơ đồ khai triển dây quấn như hình vẽ.H - Dây quấn sóng phức nên bề rộng chổi than lấy bằng hai phiến góp Hình vẽ sơ đồ khai triển dây quấn TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Cách vẽ biểu đồ nối dây và sơ đồ khai triển dây quấn. Giảng giải, phát vấn. GV: Để vẽ phần tử đầu tiên của sơ đồ cần dựa vào đại lượng đặc trung gì? HS: bước dây quấn 4p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Cho một máy có số liệu sau: Znt=24, 2p=4, m=2. Tính và vẽ sơ đồ khai triển dây quấn. Đọc, HS ghi 1p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 05 Thời gian thực hiện: 02 tiết Lớp: điện 4 Số giờ đã giảng: Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được cách phân loại của máy điện một chiều theo phương pháp kích thích. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày được cách phân loại của máy điện một chiều. + Trình bày được cách phân loại của máy điện một chiều theo phương pháp kích thích. + Liệt kê được các loại máy điện theo phương pháp kích thích. I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 1 phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: 4 phút. - Câu hỏi kiểm tra: Em hãy trình bày cách vẽ sơ đồ khai triển dây của dây quấn phần ứng máy điện một chiều với dây quấn kiểu sóng đơn? Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: 80 Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học: Bảng, phấn, giáo án, giáo trình. - Nội dung, phương pháp TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN 1 Phân loại máy phát điện một chiều. Dựa vào phương pháp cung cấp dòng điện kích từ, để phân loại máy điện một chiều như sau: - Máy điện một chiều kích từ độc lập - Máy điện một chiều kích từ tự kích trong đó gồm: + Máy điện một chiều kích từ nối tiếp + Máy điện một chiều kích từ song song + Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp. Giảng giải, viết bảng. GV: Nguồn điện dùng để cung cấp cho mạch điện kích từ ? HS là nguồn một chiều như ácqui. 10p 2 Máy phát điện một chiều kích từ độc lập a Mạch tương đương của máy phát kích từ độc lập: - R là điện trở phụ tải - Rkt là điện trở kích từ. - Rđc là điện trở điều chỉnh dòng điện kích từ. - Ukt là điện áp đưa vào mạch kích từ. - U là điện áp tải lấy ra từ máy phát - Ikt là dòng điện kích từ. - Iư là dòng điện phần ứng. - It là dòng điện tải 35p b Phương trình dòng điện và điện áp: - Mạch kích từ: Ukt = Ikt(Rkt+Rđc) (1) - Mạch phần ứng It=Iư (2) U = Eư – Iư.Rư (3) * Quá trình hoạt động: Khi dòng điện tải tăng It thì dòng điện phần ứng tăng Iư (pt1) kéo theo điện áp giảm U xuống (pt2) do hai yếu tố: + Do tác dụng của từ trường phần ứng làm cho từ thông f giảm kéo theo sức điện động Eư giảm (Eư=ke.n.f) + Điện áp rơi trong mạch phần ứng tăng. GV: Dòng điện kích từ? HS: là dòng điện chạy trong mạch kích từ. GV: Khi cho máy mang tải thì dòng điện Iư tăng hay giảm? HS:dòng điện phần ứng tăng. GV: Khi cho máy mang tải tăng dần thì điện áp U tăng hay giảm? U=f(It) U It HS: điện áp giảm 30 * Quá trình xác lập đặc tính ngoài như sau: + Khi dòng điện tải tăng thì điện áp giảm, để giữ cho điện áp máy phát không đổi ta phải tăng dòng điện kích từ bằng cách điều chỉnh biến trở. c Ưu nhược điểm, ứng dụng: - Ưu điểm: Dể điều chỉnh điện áp - Nhược điểm: Phải cần nguồn kích từ. - Ứng dụng: được sử dụng trong các hệ thống máy phát và động cơ để truyền động cho máy cán, máy cắt kim loại .. GV: Các phương pháp tạo ra nguồn điện một chiều? HS: từ máy phát một chiều. HS: Biến đổi từ nguồn xoay chiều sang nguồn một chiều. - Nguồn ácqui.. 5p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Giảng giải 4p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Vẽ sơ đồ cơ bản của máy phát điện một chiều kích từ độc lập? trình bày quá trình hoạt động? Đọc, HS ghi 1p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 06 Thời gian thực hiện: 03 tiết Lớp: điện 4 Số giờ đã giảng:02 tiết Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU (tiếp theo) - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được cách phân loại của máy điện một chiều theo phương pháp kích thích. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày được được cách phân loại của máy điện một chiều theo phương pháp kích thích. + Vẽ được sơ đồ nối dây cơ bản của máy điện một chiều. + Viết được phương trình dòng điện và điện áp cho mạch phần ứng và mạch kích từ. I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 1 phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: 4 phút. - Câu hỏi kiểm tra: Em hãy vẽ sơ đồ cơ bản của máy điện một chiều kích từ độc lập? .. Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: 120 Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học: - Nội dung, phương pháp: TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN 3 Máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp. Eư Rđc Iư Rt It U Mạch tương đương máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp Rkt Giảng giải, viết bảng. a Mạch tương đương của máy phát kích từ nối tiếp: - Rtải là điện trở tải - Rkt là điện trở kích từ. - Rđclà điện trở điều chỉnh dòng điện kích từ. - Ukt là điện áp đưa vào mạch kích từ. - U là điện áp tải lấy ra từ máy phát - Ikt là dòng điện kích từ. - Iư là dòng điện phần ứng. - It là dòng điện phụ tải. Rdc 25p b Phương trình dòng điện và điện áp: U = Eư - Iư(Rư+Rkt+Rđc) (1) Iư =Ikt =It (2) * Quá trình hoạt động: Khi dòng điện tải tăng Itải thì điện áp thay đổi rất nhiều, nên trong thực tế ít được sử dụng. * Quá trình xác lập đặc tính ngoài như sau: - Khi tải tăng It, dòng điện phần ứng tăng Iư, do đó từ thông tăng dẫn đến sức điện động phần ứng tăng lên rất nhiều, nên điện áp đầu cực máy phát tăng nhiều. - Khi dòng điện tải It=(2-2,5)Iđm thì mạch từ của máy bị bão hòa, lúc này dòng điện tải tăng thì điện áp giảm. GV: Dòng điện chạy trong mạch phần ứng gồm những dòng điện gì? HS: gồm dòng điện phần ứng, dòng điện kích từ, dòng điện tải. GV: Khi cho máy mang tải thì dòng điện phần ứng Iư tăng hay giảm? HS: dòng điện phần ứng tăng. GV: Khi cho máy phát điện mang tải tăng dần thì điện áp tăng hay giảm? HS: điện áp giảm. 20p U=f(It) U It 2Iđm 0 Đường đặc tính Đường đặc tính ngoài của máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp: * Nhận xét: Khi dòng điện tải tăng bằng 2Iđm máy phát lúc đó nếu Itải tiếp tục tăng thì điện áp đầu cực máy phát giảm. c Ưu nhược điểm, ứng dụng: - Ưu điểm: Khi tải tăng thì điện áp tăng nhanh. - Nhược điểm: Khi dòng tải tăng thì điện áp thay đổi nhiều. - Ứng dụng: Ít được sử dụng. 5p 4 Máy phát điện một chiều kích từ song song. 40p a Sơ đồ nối dây cơ bản: - Rtải là điện trở tải - Rkt là điện trở kích từ. - Rđclà điện trở điều chỉnh dòng điện kích từ. - Ukt là điện áp đưa vào mạch kích từ. - U là điện áp tải lấy ra từ máy phát. - Ikt là dòng điện kích từ. - Iư là dòng điện phần ứng. b Phương trình: U = Eư - IưRư (1) Iư =Ikt + It (2) U = Ikt(Rkt+Rđc) (3) Ban đầu máy không có dòng kích từ, từ thông trong máy do từ dư của cực từ tạo ra * Quá trình hoạt động: - Khi quay phần ứng, trong dây quấn phần ứng sẽ có sức điện động cảm ứng do từ thông dư tạo ra, sức điện động này khép mạch qua dây quấn kích từ sinh ra dòng điện kích từ, làm tăng từ trường cho máy. Quá trình tiếp tục cho đến khi điện áp ổn định. - Điều kiện để máy có thể thành lập điện áp là phải có từ dư ban đầu và chiều của dây quấn kích từ phải cùng chiều từ trường dư. - Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng (pt2) làm cho điện áp đầu cực máy phát giảm (pt1), dòng điện kích từ giảm (pt3). Do đó đường đặc tính ngoài dốc so với máy điện kích từ độc lập. Đường đặc tính ngoài của máy phát kích từ song song. GV: thế nào là máy phát điện một chiều kích từ song song? HS: là máy có mạch kích từ nối song song với mạch phần ứng. GV: Nếu trường hợp ban đầu không có từ dư ? HS: nếu từ dư không có phải kích nguồn một chiều tạo ra từ dư hoạt dùng ngồn một chiều khởi động máy phát sau đó tách ra. U=f(It) U It c Ứng dụng: máy phát điện. 5 Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp. 30p a Mạch tương đương của máy phát kt hỗn hợp: - Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp gồm hai cuộn dây phần cảm là cuộn song song và nối tiếp. - Tuỳ theo cách nối dây quấn nối tiếp mà từ trường kích thích của hai dây quấn có thể cùng chiều (nối thuận) hoặc ngược chiều (nối ngược). b Quá trình hoạt động: * Khi nối thuận, từ thông của dây quấn kích từ nối tiếp cùng chiều với từ thông của dây quấn kích từ song song. - Khi cho tải tăng, dòng điện ở cuộn nối tiếp tăng nên từ thông cuộn nối tiếp tăng làm cho từ thông của máy tăng lên dẫn đến từ thông của máy tăng, điện áp đầu cực được giữ hầu như không đổi. - Ưu điểm: máy phát kích từ hỗn hợp giữ cho điện áp không thay đổi khi dòng tải thay đổi. - Ứng dụng: máy phát điện * Khi nối ngược, chiều từ trường của dây quấn kích từ nối tiếp ngược với chiều từ trường của dây quấn kích từ song song. - Khi tải thay đổi điện áp thay đổi rất nhiều, khi tăng dòng tải thi điện áp giảm rât nhiều. - Nhược điểm: máy phát kích từ hỗn hợp giảm điện áp tải. - Ứng dụng máy hàn điện một chiều. GV : Máy điện kích từ hỗn hợp? U=f(It) U It 0 Đặc tính tải khi nối thuận - Kích từ hỗn hợp gồm kích từ nối tiếp và kích từ song song U=f(It) U It 0 Đặc tính tải khi nối ngược TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Giảng giải 8p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP T.GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Theo phương pháp kích có máy loại máy điện một chiều? Kể tên và vẽ sơ đồ? Viết pt dòng điện và điện áp cho mạch phần ứng vớiMFđiện 1chiều ktừ độc lập và ssong? Đọc, HS ghi 2p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 07 Thời gian thực hiện: 02 tiết Lớp: điện 4 Số giờ đã giảng: Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG VÀ MÔMEN ĐIỆN TỪ - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được sức điện động phần ứng và mômen điện từ của máy điện một chiều. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày được quá trình biến đổi năng lượng. + Trình bày được quá trình tạo ra sức điện động và phương trình mômen. + Ứng dụng phương trình để giải các bài tập về máy điện một chiều. I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 01 phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: 05 phút. - Câu hỏi kiểm tra: Em hãy vẽ sơ đồ và viết phương trình dòng điện và điện áp của máy phát điện một chiều kích từ song song? .. Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: 80 Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học - Nội dung, phương pháp TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN 1 Quá trình biến đổi năng lượng: a. Với máy phát điện: Quá trình biến cơ năng thành điện năng. DP Pđt Pcơ Phương trình năng lượng: Pcơ - DP = Pđt (1) trong đó: - Pcơ công suất cơ đưa vào đầu trục rôto. - Pđt công suất điện từ tạo ra sức điện động phần ứng - DP tổn hao công suất trong dây quấn rôto. Công suất điện từ của máy điện một chiều Pđt=Eư.Iư (2) Đơn vị: Eư (V, KV) Iư (A,KA) b. Với động cơ điện quá trình biến đổi năng lượng là quá trình biến điện năng thành cơ năng. Giảng giải. GV: Với máy phát điện năng lương dược chuyển hoá như thế nào? HS: năng lượng được chuyển từ cơ năng sang điện năng. GV: khi cho máy phát mang tải cần lưu ý công suất của máy phát? HS: cho máy phát măng tải phù hợp với công suất của máy. GV: Với động cơ điện năng lương dược chuyển hoá như thế nào? HS: năng lượng được chuyển từ điện năng thành cơ năng. 15p 2 Sức điện động phần ứng. a. Sức điện động thanh dẫn: Khi quay rôto, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường, trong mỗi thanh dẫn cảm ứng sức điện động là: e=Btb.l.v trong đó: Btb từ cảm trung bình dưới cực từ. v là tốc độ của thanh dẫn l là chiều dài hiệu dụng thanh dẫn. b. Sức điện động phần ứng: - Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối tiếp nhau thành mạch vòng kín. Các chổi than chia dây quấn thành nhiều nhánh. - Gọi N là số thanh dẫn của dây quấn, a là số đôi nhánh. - Số thanh dẫn một nhánh là N/2a (với a là số nhánh song song) Sức điện động phần ứng là: Tốc độ thanh dẫn V được xác định theo tốc độ quay n bằng công thức: . Sức điện động phần ứng trong thanh dẫn là: trong đó: p là số đôi cực, ke là hệ số dây quấn phụ thuộc vào cách quấn dây ke=(p.N/60a), F là từ thông, n là tốc độ quay của rôto. GV: Ví dụ cho máy phát điện kích từ song song, có công suất Pđm=25KW, điện áp định mức Uđm=115V và các thông số gồm: điện trở dây quấn kích từ song song Rkt=12,5W, Rư=0,0238W, hệ số dây quấn ke=5, tốc độ quay n=1300vòng/phút. Xác định sức điện động và từ thông. HS: Vẽ sơ đồ mạch tương đương của máy phát điện kích từ song song. Tính các đại lượng: - Dòng điện định mức: - Dòng điện kích từ: - Dòng điện phần ứng: Iư=Ikt+Iđm = 9,2+217,4 =226,6(A) - Sức điện động của máy: Eư=U+Iư.Rư=115+226,6.0,0238=120,4V Từ thông: F=Eư/ke.n =120,4/5.1300=1,825.10-2(Wb) 25p 3 Mômen điện từ Công suất điện từ: Pđt = Eư.Iư Mômen điện từ là: (3) đơn vị: M(N.m) Þ Pđt = Mđt.wr mà Pđt=Eư.Iư Þ Mđt.wr=Eư.Iư Þ trong đó: Eư=ke.n.f , wr(wr là tốc độ góc của rôto). Þ (4) Trong đó: , kM là hệ số phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn. f là từ thông móc vòng qua dây quấn phần ứng. * Mômen điện từ tỉ lệ với dòng điện phần ứng và từ thông Ví dụ: Cho một động cơ điện một chiều công suất định mức Pđm=1,5KW, điện áp định mức Uđm=220V, hiệu suất h=0,82(82%), tốc độ n=1300vòng/phút. Tính mômen định mức và tổn hao trong máy. Mômen định mức: Mđm=Pđm/wr Với wr=2p.n/60 Þ Mđm=Pđm/wr =Pđm/(2p.n/60)=(60.Pđm)/(2p.n) Mđm=60.1,5.103/2.3,14.1500=9,55Nm Công suất điện cung cấp cho động cơ: P1=Pđm/h=1,5.103/0,82=1829,3(W) 40p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Giảng giải 3p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Đọc, HS ghi 2p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . . . DUYỆT TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 08 Thời gian thực hiện: 01 tiết Lớp: điện 3 Số giờ đã giảng: Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày nguyên lý hoạt động của máy điện một chiều. I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 01 phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: 02 phút. - Câu hỏi kiểm tra: Liệt kê các bộ phận chính của máy phát điện một chiều. .. Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: 40 Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học: bảng, phấn, giáo án, giáo trình. - Nội dung, phương pháp TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN 1 Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều 25p Nguyên lý làm việc: 1- Cực từ stato (nam châm vĩnh cữu) 2- Dây quấn phần ứng 3- Chổi than 4- Cổ góp 5- Mạch ngoài (tải) 1 2 5 3 4 - Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng với tốc độ góc là w1 có chiều như hình vẽ, dẫn đến các dây dẫn rôto cắt từ trường stato (từ trường cực từ), cảm ứng các sức điện động trong thanh dẫn.Chiều sức điện động xác định theo qui tắc bàn tay phải từ trường hướng từ cực N đến S. Khi cho khung d©y quay, theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ trong c¸c thanh dÉn ab và cd sÏ c¶m øng ®ưîc mét s.®.®. e = Blv (v) Trong ®ã: - B (T) là tõ c¶m cña nam ch©m N-S. Hình 1: sơ đồ nguyên lý Sức điện động và dòng điện mạch ngoài - l (m) là chiÒu dài cña thanh dÉn - v (m/s) là vËn tèc dài cña thanh dÉn T¹i thêi ®iÓm trªn h×nh 1.a thanh dÉn ab n»m dứíi cùc N nªn s.®.® cã chiÒu hưíng tõ b ®Õn a, thanh dÉn cd n»m dưíi cùc S cã s.®.® chiÒu hưíng tõ d ®Õn c. Lóc này dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch ngoài hưíng tõ chæi A (+) ®Õn chæi B (-). Khi khung d©y quay ®ưîc 1/2 vßng, thanh dÉn cd lóc này n»m dưíi cùc N nªn chiÒu s.®.® và dßng ®iÖn hưíng tõ c ®Õn d, cßn trong thanh dÉn ab n»m dưíi cùc S và chiÒu e hưíng tõ a ®Õn b. Như vËy ë m¹ch ngoài chæi A vÉn cã dÊu (+) và chæi B vÉn mang dÊu (-). Như vËy mÆc dÇu chiÒu cña s.®.® và dßng ®iÖn trong thanh dÉn thay ®æi nhưng chiÒu cña chóng ë m¹ch ngoài là kh«ng ®æi. Chæi A lu«n (+) và chæi B lu«n (-). Søc ®iÖn ®éng và dßng ®iÖn m¹ch ngoài như h×nh 1b. - Ta có máy phát điện một chiều với cực dương ở chổi A và cực âm ở chổi B (nối 2 đầu với tải (bóng đèn) ta có nguồn một chiều) 2 Phương trình điện áp đầu cực máy phát: U = UAB = Eư - Iư.Rư trong đó: Iư.Rư là điện áp rơi trên dây dẫn phần ứng. Rư là điện trở dây dẫn phần ứng. Iư là dòng điện phần ứng. Eư là sức điện động phần ứng. Đơn vị:U, Eư (V), Iư (A), Rư (W) 5p 3 Điều chỉnh điện áp máy phát: Để điều chỉnh điện áp máy phát 5p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Giảng giải 1p TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Đọc, HS ghi 1p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . . . DUYỆT TRƯỞNG TỔ BỘ MÔN Ngày tháng năm 2006. Chữ ký giáo viên Trần Anh Linh Lê Thúc Thành. GIÁO ÁN LÝ THUYẾT GIÁO ÁN SỐ: 09 Thời gian thực hiện: 01 tiết Lớp: điện 4 Số giờ đã giảng: Thực hiện ngày tháng năm 2006. TÊN BÀI: NGUYÊN LÝ LÀM VIÊC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU - Mục đích: Qua bài học giúp học sinh hiểu được nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. - Yêu cầu: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: + Trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. + I. ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: phút. - Số học sinh vắng: Tên: II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian: phút. - Câu hỏi kiểm tra: .. Dự kiến học sinh kiểm tra: Tên: Điểm III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian: . Phút. - Đồ dùng và phương tiện dạy học - Nội dung, phương pháp TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN 1 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. Khi đặt điện áp một chiều vào hai đầu chổi than A và B, trong dây quấn phần ứng xuất hiện dòng điện một chiều Iư, dưới tác dụng của từ trường sẽ chịu lực điện từ Fđt tác dụng làm cho rôto quay. chiều lực điện từ được xác định theo qui tắc bàn tay trái. Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Eư. ở động cơ một chiều sức điện động phần ứng ngược chiều với dòng điện phần ứng nên sức điện động phần ứng con được gọi là sức phản điện. sơ đồ nguyên lý của động cơ điện một chiều giảng giải, 2 Phương trình điện áp U = UAB = Eư + Iư.Rư Trong đó: Iư.Rư là điện áp rơi trên dây dẫn phần ứng. Rư là điện trở dây dẫn phần ứng. Iư là dòng điện phần ứng. Eư là sức điện động phần ứng. Đơn vị:U, Eư (V), Iư (A), Rư (W) TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN IV TỔNG KẾT BÀI: Hệ thống lại ý chính của bài Giảng giải TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN V CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Đọc, HS ghi p VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM: (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . . . DUYỆT