Động cơ điện xoay chiều một pha

Động cơ điện xoay chiều là một thiết bị biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng chuyển động cơ. Để hiểu rõ hơn bản chất của động cơ điện. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu

dong co dien xoay chieu
Động cơ điện xoay chiều

Gọi P, P$_i$, ∆P lần lượt là công suất toàn phần; công suất hữu ích và công suất hao phí của động cơ điện xoay chiều. Trong đó P = UIcosφ

Hiệu suất động cơ điện xoay chiều một pha là

$\begin{array}{l}
H = \frac{{{P_{hi}}}}{P} = \frac{{P – \Delta P}}{P}\\
= 1 – \frac{{\Delta P}}{P} = 1 – \frac{{{I^2}R}}{{UI\cos \varphi }}
\end{array}$

Câu 1.(ĐH – 2010) Một động cơ điện xoay chiều khi hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220V thì sinh ra công suất cơ học là 170 W. Biết động cơ có hệ số công suất 0,85 và công suất tỏa nhiệt trên dây quấn động cơ là 17 W. Bỏ qua các hao phí khác, cường độ dòng điện cực đại qua động cơ là
A. 2 A.
B. √3 A.
C. 1 A.
D. √2 A.

Giải

Công suất dòng điện xoay chiều của mạch
$P = UI\cos \varphi \to I = \frac{P}{{U\cos \varphi }} = \frac{{170 + 17}}{{220.0,85}} = 1\left( A \right)$
Cường độ dòng điện cực đại qua động cơ điện xoay chiều
${I_0} = \sqrt 2 .I = \sqrt 2 .1 = \sqrt 2 \left( A \right)$

Câu 2. (ĐH – 2012) Một động cơ điện xoay chiều hoạt động bình thường với điện áp hiệu dụng 220 V, cường độ dòng điện hiệu dụng 0,5 A và hệ số công suất của động cơ là 0,8. Biết công suất hao phí của động cơ điện là 11 W. Hiệu suất của động cơ ( tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất tiêu thụ toàn phần ) là
A. 80%.
B. 90%.
C. 92,5%.
D. 87,5%.

Giải

Công suất toàn phần động cơ điện xoay chiều: P = UIcosφ
Hiệu suất động cơ điện xoay chiều
$\begin{array}{l}
H = \frac{{{P_i}}}{P}\\
\,\,\,\,\,\, = \frac{{P – {P_{hp}}}}{P}\\
\,\,\,\,\,\, = 1 – \frac{{{P_{hp}}}}{P}\\
\,\,\,\,\,\, = 1 – \frac{{11}}{{22.0,5.0,8}}\\
\,\,\,\,\,\, = 0,875 = 87,5\%
\end{array}$
Kết luận: Hiệu suất của động cơ 87,5%

Câu 3.Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 8,5 kW và có hiệu suất 85%. Điện năng tiêu thụ của động cơ trong 1 giờ hoạt động lần lượt là
A. 2,61.10$^7$ J.
B. 3,06.10$^7$ J.
C. 6.10$^7$ J.
D. 3,6.10$^7$ J.

Giải

1 giờ = 3600 giây
Điện năng tiêu thụ của động cơ trong
$\begin{array}{l}
A = P.t = \frac{{{P_{dc}}}}{H}.t\\
\,\,\,\,\, = \frac{{8,{{5.10}^3}}}{{0,85}}.3600\\
\,\,\,\,\, = 3,{6.10^7}\left( J \right)
\end{array}$
Kết luận: 3,6.10$^7$ J.

Câu 4.Một động cơ điện xoay chiều sản ra một công suất cơ học 10 kV và có hiệu suất 80 % được mắc vào mạch điện xoay chiều. Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ biết dòng điện có giá trị hiệu dụng 100 A và trễ pha so với điện áp hai đầu động cơ là π/3.
A. 331 V.
B. 250 V.
C. 500 V.
D. 256 V.

Giải

Hiệu suất động cơ điện xoay chiều
$\begin{array}{l}
H = \frac{{{P_i}}}{P} = \frac{{{P_i}}}{{UI\cos \varphi }}\\
\leftrightarrow U = \frac{{{P_i}}}{{HI\cos \varphi }}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{{{10.10}^3}}}{{80\% .100.\cos \left( {\frac{\pi }{3}} \right)}} = 250\left( V \right)
\end{array}$
Kết luận: Điện áp hiệu dụng ở hai đầu động cơ xoay chiều là 250 V

Câu 5.Một động cơ điện xoay chiều một pha có điện trở thuần 10Ω, hệ số công suất 0,9 được mắc vào điện áp hiệu dụng 220V thì sinh ra công suất cơ học 740W. Cường độ dòng điện qua động cơ là bao nhiêu?
A. 14,8A
B. 8A
C. 5A
D. 3A

giải

+ Công suất tiêu thụ của động cơ điện là P = UIcosφ
+ Ta có UIcosφ = RI$^2$ + Pi → 220.I.0,9 = 10I$^2$ + 740 → I = 5A hoặc I = 14,8A
– Với I = 5A thì RI$^2$ = 10.5$^2$ = 250W < 740W – Với I = 14,8A thì RI$^2$ = 10.14,8$^2$ = 2190,4W > 740W (loại) vì công suất biến thành nhiệt lớn hơn công suất cơ học 740W ( công suất có ích ) nên không nhận
Chọn đáp án c)

Câu 6.Một động cơ điện xoay chiều tiêu thụ công suất 100W thì sinh ra công suất cơ học 75W. Biết cường độ hiệu dụng của dòng điện qua động cơ là 2A. Điện trở thuần của động cơ là
A. 4,75Ω
B. 10,50Ω
C. 8,42Ω
D. 6,25Ω

giải

Trong động cơ điện, điện năng tiêu thụ chuyển một phần thành nhiệt, một phần thành cơ năng:
P = RI$^2$ + PI → 100 = R.2$^2$ + 75→R = 6,25Ω
Kết luận: Điện trở của động cơ điện xoay chiều R = 6,25Ω

Add a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *