70 bài tập về động cơ không đồng bộ ba pha (có đáp án năm 2023) - Vật lí 12

Kiến thức cần nhớ

1. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ

a. Từ trường quay. Sự đồng bộ

Khi một nam châm quay quanh một trục, từ trường do nam châm gây ra có các đường sức từ quy trong không gian. Đó là một từ trường quay. Nếu đặt giữa hai cực của một nam châm hình chữ u một kim nam châm (Hình 1) và quay đều nam châm chữ U thì kim nam châm quay theo với cùng tốc độ góc. Ta nói kim nam châm quay đồng bộ với từ trường.

b. Sự quay không đồng bộ thay kim nam châm bằng một khung dây dẫn kín. Khung này có thể quay quanh trục xx’ trùng với trục quay của nam châm (Hình 2). Nếu quay đều nam châm ta thấy khung dây quay theo cùng chiều, đến một lúc nào đó khung dây cũng quay đều nhưng với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của nam châm. Do khung dây và từ trường quay với các tốc độ góc khác nhau, nên ta nói chúng quay không đồng bộ với nhau.

Sự quay không đông bộ trong thí nghiệm trên được giải thích như sau. Từ trường quay làm từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện một điện cảm ứng. Cũng chính từ trường quay này tác dụng lên dòng điện trong 

Theo định luật Len−xơ, khung dây quy theo chiều quay của từ trường để làm giảm tốc độ biến thiên của từ thong quay khung.

Tốc độ góc của khung dây luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường.

Thật vậy, nếu tốc độ góc của khung dây tăng đến giá trị bằng tốc độ góc của từ trường thì từ thông qua khung không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng không còn, momen lực từ bằng 0, momen cản làm khung quay chậm lại. Lúc đó lại có dòng cảm ứng và có momen lực từ. Mômen này chỉ có tồn tại khi có chuyến động tương đối giữa nam châm và khung dây, nó thay đổi cho tới khi có giá trị bằng momen cản thỉ khung dây quay đều với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường.

Như vậy, nhờ có hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay mà khung dây quay và sinh công cơ học. Động cơ hoạt động dựa theo nguyên tắc nói trên gọi là động cơ không đồng bộ (động cơ cảm ứng).

2. Các cách tạo ra từ trường quay

+ Bằng nam châm quay

+ Bằng dòng điện một pha

+ Bằng dòng điện ba pha

Các dạng bài tập về động cơ không đồng bộ ba pha

Hiệu suất của động cơ:  $H=\frac{P_i}{P}.$

Công suât tiêu thụ điện:  $P=\frac{P_t}{H}=UI\cos \phi$

Sau thời gian t, điện năng tiêu thụ và năng lượng cơ có ích:  $\left\{\begin{array}{l}A=Pt=\frac{P_i}{H}t=tUI\cos \phi \\ A_i=P_{i}t\end{array}\right.$

Đổi đơn vị:  $1\left(kWh\right)={10}^{3}W.36000s={36.10}^5\left(J\right);1\left(J\right)=\frac{1\left(kWh\right)}{{36.10}^5}.$

Bài tập tự luyện có hướng dẫn