Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 Động cơ không đồng bộ ba pha hay, chi tiết cùng với 26 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 12.
Vật Lí 12 Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha
A. Lý thuyết Động cơ không đồng bộ ba pha
- Từ trường quay: là từ trường có các vectơ cảm ứng từ B ⃗ quay trong không gian. VD: khi 1 nam châm quay quanh 1 trục sẽ tạo ra từ trường quay.
- Sự quay đồng bộ: là hai vật quay với cùng 1 tốc độ góc. VD: đặt nam châm thử giữa 2 cực của một nam châm chữ U đang quay đều với tốc độ góc ω, nam châm thử cũng sẽ quay đều với tốc độ góc ω
- Sự quay không đồng bộ: là hai vật quay với tốc độ khác nhau.
VD: đặt một khung dây kín giữa 2 cực của một nam châm chữ U đang quay đều với tốc độ góc ω quanh trục ∆, khung dây cũng có thể quay xung quanh trục này. Khi nam châm quay từ thông qua khung dây biên thiên nên xuất hiện một dòng điện cảm ứng trong khung dây ( hiện tượng cảm ứng điện từ). khi đó lực từ sẽ tác dụng mômen ngẫu lực lên khung dây làm khung dây quay nhanh dần đuổi theo từ trường. Tuy nhiên khi tốc độ của khung dây tăng lên thì tốc độ biên thiên từ thông giảm đi, dòng điện trong khung dây giảm đi momem ngẫu lực lại gảm đi cứ thế cho đến khi momen lực từ cân bằng với mômen lực cản thì khung dây sẽ quay đều với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của nam châm.
Động cơ không đồng bộ: là động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc quay không đồng bộ.
- Khái niệm: là động cơ sử dụng dòng điện ba pha để tạo ra sự quay không đồng bộ.
- Cấu tạo:
Stato: là bộ phân tạo ra từ trường quay: gồm ba cuộn dây giống hệt nhau đặt tai 3 vị trí đối xứng trên một vòng tròn.
Rôto: là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay đặt trong lòng stato (để tăng hiệu quả thì ta ghép nhiề khung dây đồng trục quay gọi là rôto lồng sắt)
- Nguyên tắc hoạt động: Khi cho dòng điện xoay chiều 3 pha, tần số ω đi qua 3 cuộn dây của stato, tại tâm O của vòng tròn sẽ có một từ trường quay với tần số ωB bằng tần số ω. Khi đó từ trường quay sẽ làm rôto quay theo với tốc độ góc ω' luôn nhỏ hơn ω
hay ω = ωB > ω'
B. Trắc nghiệm Động cơ không đồng bộ ba pha
Bài 1: Một máy phát điện xoay chiều có điện trở không đáng kể. Mạch ngoài là tụ điện nối tiếp với ampe kế có điện trở không đáng kể. Khi rôto quay với tốc độ góc 25 rad/s thì ampe kế chỉ 0,1A. Khi tăng tốc độ quay của rôto lên gấp đôi thì ampe kế chỉ:
A. 0,1 A. B. 0,05 A.
C. 0,2 A. D. 0,4 A.
- Cường độ dòng điện mạch ngoài:
- Khi tốc độ quay của roto tăng lên gấp đôi thì dòng điện hiệu dụng tăng lên 4 lần: 
Chọn đáp án D
Bài 2: Một máy phát điện xoay chiều một pha (kiểu cảm ứng) có p cặp cực, quay đều với tốc độ n vòng/phút, với số cặp cực bằng số cuộn dây của phần ứng thì tần số của dòng điện do máy tạo ra là f Hz. Hệ thức nào sau đây đúng?
- Tần số của dòng điện do máy phát ra:
Chọn đáp án D
Bài 3: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có rôto gồm 4 cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máyphát ra là 50 Hz thì rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu?
A. 3000 vòng/phút
B. 1500 vòng/phút
C. 750 vòng/ phút
D. 500 vòng/phút.
- Tốc độ quay của roto:
Chọn đáp án C
Bài 4: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là rôto gồm 10 cặp cực (10 cực nam và 10 cực bắc). Rô to quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động do máy sinh ra có tần số bằng:
A. 5 Hz. B. 30 Hz.
C. 300 Hz. D. 50 Hz.
- Tần số của suất điện động:
Chọn đáp án D
Bài 5: Rô to của một máy phát điện xoay chiều một pha có 4 cực từ và quay với tốc độ n vòng/phút. Hai cực phần ứng của máy mắc với một tụ điện có điện dung C = 10 µF. Điện trở trong của máy không đáng kể.
Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay của rô to khi tốc độ quay của rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút.
- Biết rằng với tốc độ quay 1500 vòng/phút thì suất điện động hiệu dụng giữa hai cực máy phát tương ứng là E. Giá trị E là:
A. 400 V. B. 100 V.
C. 200 V. D. 300 V.
- Ta có:
Chọn đáp án B
Bài 6: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp. Suất điện động xoay chiều do máy phát sinh ra có tần số 50 Hz và giá trị hiệu dụng 100√2 V.Từ thông cực đại qua mỗi vòng của phần ứng là 5/π mWB. Số vòng dây trong mỗi cuộn dây là:
A. 71 vòng. B. 200 vòng.
C. 100 vòng. D. 400 vòng.
- Ta có:
Chọn đáp án D
Bài 7: Một động cơ điện xoay chiều có điện trở dây quấn là 20 Ω. Mắc động cơ vao mạng điện xoay chiều ó điện áp hiệu dụng là 220 V. Giả sử hệ số công suất của động cơ là cosφ = 0,85 không thay đổi, hao phí trong động cơ chỉ dol tỏa nhiệt. Công suất cơ cực đại mà động cơ có thể sinh ra là:
A. 437 W B. 242 W
C. 371 W D. 650 W
- Phương trình (*) có dạng phương trình bậc 2 đối với I.
- Để phương trình có nghiệm thì:
Chọn đáp án A
Bài 8: Khi máy phát điện ba pha hoạt động, ở thời điểm suất điện động ở một cuộn dây đạt giá trị cực đại e1 = Eo thì suất điện động ở hai đầu cuộn dây còn lại là:
- Ta có:
- Khi e1 = E0; ωt = 2kπ , thay vào biểu thức tính e2 và e3 ta có kết quả:
Chọn đáp án D
Bài 9: Một máy phát điện xoay chiều một pha có điện trở không đáng kể. Nối 2 cực của máy với cuộn dây thuần cảm. Khi roto quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là I. Hỏi khi roto quay với tốc độ 3n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm bao nhiêu?
A. I B. 2I
C. 3I D. I/3
- Khi mạch ngoài của máy phát nối với cuộn cảm thì dòng điện qua cuộn cảm không phụ thuộc vào tốc độ quay của roto → khi roto quay với tốc độ n và 3n thì dòng trong mạch luôn là I.
Chọn đáp án A
Bài 10: Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha:
A. Stato là phần cảm, rôto là phần ứng.
B. Phần nào quay là phần ứng.
C. Stato là phần ứng, rôto là phần cảm.
D. Phần nào đứng yên là phần tạo ra từ trường.
- Máy phát điện xoay chiều có ba phần gồm ba cuộn dây (phần ứng) mắc trên một vành tròn tại ba vị trí đối xứng, trục của ba vòng dây lệch nhau một góc 120°
- Nam châm (phần cảm) quay quanh một trục đóng vai trò là roto.
Chọn đáp án C
Bài 11: Một máy phát điện xoay chiều một pha có roto gồm 4 cặp cực từ, muốn tần số của dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50 Hz thì roto phải quay với tốc độ:
A. 500 vòng/ phút
B. 750 vòng/phút
C. 1500 vòng/phút
D. 3000 vòng/phút
- Ta có: f = np
⇒ n = f/p = 50/4 = 12,5 vòng/s = 750 vòng/phút.
Chọn đáp án B
Bài 12: Trong mạch điện xoay chiều ba pha, tải mắc hình sao có dây trung hòa, khi một pha tiêu thụ điện bị hở thì cường độ dòng điện trong hai pha còn lại:
A. Đều tăng lên
B. Đều giảm xuống
C. Không thay đổi
D. Đều bằng 0
- Vì tải mắc hình sao có dây trung hòa, nên các pha độc lập nhau.
- Do đó khi một pha tiêu thụ điện bị hở thì cường độ dòng điện trong hai pha còn lại không bị ảnh hưởng, tức là không thay đổi.
Chọn đáp án C
Bài 13: Một máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động e = 220√2 cos100πt (V). Tốc độ quay của roto là 1500 vòng/ phút. Số cặp cực của roto là:
A. 2 B. 4
C. 5 D. 6
- Ta có: f = 50Hz = p.n với n = 1500/60 = 25 vòng/s
- Suy ra: n = f/p = 50/25 = 2 cặp cực
Chọn đáp án A
Bài 14: Một mạch tiêu thụ điện là cuộn dây có điện trở thuần r = 8 Ω, tiêu thụ công suất P = 32 W với hệ số công suất cosφ = 0,8. Điện năng được đưa từ máy phát điện xoay chiều một pha nhờ dây dẫn có điện trở R = 4 Ω. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đường dây nơi máy phát là:
A. 10√5 V B. 28 V
C. 12√5 V D. 24 V
- Ta có:
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây nơi máy phát điện là :
Chọn đáp án C
Bài 15: Một động cơ không đồng bộ ba pha đang hoạt động có tải. Biết roto quay với tần số là f và chu kì của dòng điện là T. So sánh T và f ta thấy:
A. T = 1/f B. T < 1/f
C. T > 1/f D. T > 1/(2f)
- Trong động cơ không đồng bộ ba pha, roto quay với tốc độ góc ω < ωđiện
⇒ 1/f > Tđiện = T
Chọn đáp án B
Bài 16: Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu một cuộn dây không thuần cảm có điện trở r = 10π Ω và độ tự cảm L. Biết rôto của máy phát có một cặp cực, stato của máy phát có 20 vòng dây và điện trở thuần của cuộn dây là không đáng kể. Cường độ dòng điện trong mạch được đo bằng đồng hồ đo điện đa năng hiện số. Kết quả thực nghiệm thu được như đồ thị trên hình vẽ.
- Giá trị của L là:
A. 0,25 H. B. 0,30 H.
C. 0,20 H. D. 0,35 H.
- Cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch:
- Từ đồ thị ta xác định được hai cặp giá trí tương ứng của x và y:
⇒ Ta có hệ:
Chọn đáp án A
Bài 17: Nối hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 2/π H, tụ điện có điện dung C = 10-4/π F, điện trở R = 100 Ω. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây máy phát. Biết rô to máy phát có hai cặp cực.
- Khi rô to quay đều với tốc độ n = 1500 vòng/ phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch là (A√2)/2.
- Khi thay đổi tốc độ quay của rô to đến giá trị n0 thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện có giá trị cực đại là UCmax, giá trị của n0 là UCmax lần lượt là:
A. 750√2 vòng/phút; 100 V.
B. 750√2 vòng/phút; 50√3 V.
C. 6000 vòng/phút; 50 V.
D. 1500 vòng/phút; 50√2 V.
- Khi tốc độ quay của động cơ là 1500 vòng/phút thì tần số của dòng điện là:
f = pn/60 = 50Hz
- Khi đó, ta tính được:
ZL = 200Ω, ZC = 100Ω và R = 100Ω
- Và ta tính được tổng trở của mạch Z = 100√2 Ω
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch khi đó là:
U = IZ = 100 V
- Khi tốc độ quay của động cơ là n0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại, tần số của dòng điện trong mạch khi đó là f0.
- Ta có:
- Khi đó tốc độ quay của động cơ là:
- Mặt khác, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch khi này là:
- Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện khi này:
Chọn đáp án A
Bài 18: Trong máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động ổn định, suất điện động cảm ứng cực đại trên mỗi pha là E0 . Khi từ thông qua cuộn dây thứ nhất đạt cực đại thì suất điện động cảm ứng trên hai cuộn còn lại là e2 và e3 có giá trị là:
- Giả sử suất điện động trong cuộn dây thứ nhất là: e = E0.cos (ωt) thì suất điện động trong hai cuộn dây kia là:
- Khi từ thông qua cuộn dây thứ nhất đại cực đại thì tức là e = 0. (vì e sớm pha hơn từ thông một góc 90 độ) nên ta có:
Chọn đáp án B
Bài 19: Trong mạng điện 3 pha tải đối xứng, khi cường độ dòng điện qua một pha là cực đại I0 thì dòng điện qua hai pha kia sẽ có cường độ:
A. bằng I0/3, ngược chiều với dòng trên.
B. bằng I0/2, cùng chiều với dòng trên.
C. bằng I0/3, cùng chiều với dòng trên.
D. bằng I0/2, ngược chiều với dòng trên.
- Trong mạng điện 3 pha tải đối xứng, khi cường độ dòng điện qua một pha là cực đại I0 thì dòng điện qua hai pha kia sẽ có cường độ bằng I0/2, ngược chiều với dòng trên.
Chọn đáp án D
Bài 20: Tại thời điểm t, suất điện động ở một cuộn dây của máy phát điện xoay chiều 3 pha là 
thì suất điện động ở 2 cuộn dây còn lại có giá trị là:
- Ta có giản đồ sau:
- Từ giản đồ ta có: 
Chọn đáp án B
Bài 21: Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha:
A. Stato là phần cảm, rôto là phần ứng.
B. Phần nào quay là phần ứng.
C. Stato là phần ứng, rôto là phần cảm.
D. Phần nào đứng yên là phần tạo ra từ trường.
- Máy phát điện xoay chiều có ba phần gồm ba cuộn dây (phần ứng) mắc trên một vành tròn tại ba vị trí đối xứng, trục của ba vòng dây lệch nhau một góc 120°.
- Nam châm (phần cảm) quay quanh một trục đóng vai trò là roto.
Chọn đáp án C
Bài 22: Đoạn mạch RLC nối tiếp được mắc vào hai cực của một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là nam châm điện một cặp cực. Thay đổi tốc độ quay của rôto. Khi rôto quay với tốc độ 30 vòng/s thì dung kháng của tụ điện bằng R, khi quay với tốc độ 40 vòng/s thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại và khi quay với tốc độ n vòng/s thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại. Giá trị n là:
A. 120. B. 50.
C. 80. D. 100.
- Với n = n1 , ta có ZC1 = R = 1 (ta chuẩn hóa R=1 )
- Khi n = n2 = 4.n1/3 ⇒ ZC2 = 3/4 , điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại:
- Khi n = n3 (giả sử gấp a lần n1 ), cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là cực đại:
- Thay kết quả cuân hóa vào phương trình trên, ta được:
Chọn đáp án A
Bài 23: Một máy phát điện xoay chiều một pha sản xuất ra suất điện động có biểu thức e = 1000√ sin(100πt)V . Nếu rô to quay 600 vòng/phút thì số cặp cực là:
A. p = 10. B. p = 5.
C. p = 4. D. p = 8.
- Từ phương trình suất điện động ta có:
- Ta có:
Chọn đáp án B
Bài 24: Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha, trên mỗi cuộn dây của stato có suất điện động cực đại là E0. Khi suất điện động tức thời ở cuộn dây thứ nhất triệt tiêu thì suất điện động tức thời trong cuộn dây thứ hai và cuộn dây thứ 3 tương ứng là e2 và e3 thỏa mãn hệ thức nào sau đây:
- Biểu diễn vecto các suất điện động:
→ Khi E1 bị triệt tiêu thì: 
- Ta có tích số: 
Chọn đáp án D
Bài 25: Hai đầu ra của máy phát điện xoay chiều 1 pha được nối với một đoạn mạch nối tiếp gồm tụ điện và điện trở thuần. Bỏ qua điện trở thuần của các cuộn dây của máy phát.
Khi rô to quay với tốc độ 600 vòng/phút thì cường độ dòng điện trong mạch là I1 ≈ 3,16 A .
Khi rô to quay với tốc độ 1200 vòng/phút thì cường độ dòng điện trong mạch là I2 = 8 A.
- Khi rô to quay với tốc độ 1800 vòng/phút thì cường độ dòng điện hiệu dụng gần nhất với giá trị nào sau đây ?
A. 12,5 A. B. 10,5 A.
C. 11,5 A. D. 13,5 A.
- Khi roto quay với tốc độ 600 vòng/phút, suất điện động của máy phát là E, ta chuẩn hóa: R1 = 1, ZC1 = n.
- Khi roto qua với tốc độ 1200 vòng/phút:
- Khi roto quay với tốc độ 1800 vòng /phút thì:
Chọn đáp án A
Bài 26: Suất điện động cảm ứng do máy phát điện xoay chiều một pha tạo ra có biểu thức e = 220√2 cos(100πt + π4)V. Giá trị cực đại của suất điện động này là:
- Giá trị cực đại của suất điện động: 
Chọn đáp án A
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
© 2021 Vietjack. All Rights Reserved.
