Giải SGK Công nghệ 12 Cánh Diều Bài 3: Mạch điện xoay chiều ba pha

Khởi động: Động cơ điện trên Hình 3.1 sử dụng nguồn điện nào để hoạt động? Dòng điện trong động cơ có đặc điểm gì?

Trả lời:

- Động cơ sử dụng nguồn điện xoay chiều ba pha để hoạt động. Dòng điện trên được tạo ra trong mạch điện ba pha.

I. Khái niệm và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha

Câu hỏi 1: Dòng điện xoay chiều ba pha là gì?

- Dòng điện xoay chiều ba pha là dòng điện được tạo ra trong mạch điện ba pha.

Câu hỏi 2: Dòng điện xoay chiều ba pha được tạo ra bằng cách nào?

Trả lời:

- Dòng điện xoay chiều ba pha được tạo ra trong mạch điện ba pha. Mạch ba pha gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải ba pha và tải điện ba pha.

- Nguồn điện xoay chiều ba pha được tạo ra bởi máy phát điện xoay chiều ba pha.

II. Cách nối nguồn điện ba pha

1. Nối nguồn điện ba pha

Câu hỏi 1: Nêu các cách nối nguồn và tải điện ba pha.

Các cách nối nguồn và tải điện ba pha:

- Nối hình sao.

- Nối hình tam giác.

Câu hỏi 2: Quan sát Hình 3.6, 3.7 và trình bày cách nối nguồn điện ba pha.

Trả lời:

Hình 3.6. - Hình 3.6 nguồn nối hình sao: điểm cuối cuộn dây của các pha X, Y, Z được nối với nhau tại O; điểm đầu A, B, C của các cuộn dây được nối với đường dây truyền tải điện.

- Hình 3.7 nguồn nối hình tam giác: điểm cuối của cuộn dây pha này được nối với điểm đầu của cuộn dây pha kia.

Câu hỏi 3: Quan sát Hình 3.8 và trình bày cách nối tải ba pha.

Trả lời:

- Hình 3.8a: tải nối hình sao không có dây trung tính.

- Hình 3.8b: tải nối hình sao có dây trung tính.

- Hình 3.8c: tải nối hình tam giác.

3. Nối nguồn điện ba pha với tải điện ba pha

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 3.9 và cho biết các cách nối nguồn ba pha với tải điện ba pha.

Trả lời:

- Có bốn cách nối nguồn ba pha với tải điện ba pha: nối Y – Y, Y - ∆, ∆-∆ và ∆ - Y.

Câu hỏi 2: Mạch ba pha ba dây và ba pha bốn dây khác nhau như thế nào?

- Mạch ba pha ba dây và ba pha bốn dây khác nhau là: mạch ba pha bốn dây có thêm dây trung tính còn mạch ba pha ba dây thì không.

III. Quan hệ giá trị hiệu dụng của các đại lượng dây và pha trong mạch điện ba pha đối xứng

Câu hỏi 1: Trong mạch điện ba pha, thế nào là dòng điện dây, dòng điện pha, điện áp dây, điện áp pha?

Trả lời:

- Dòng điện dây: dòng điện hiệu dung trên các dây pha (Id)

- Dòng điện pha: điện áp hiệu dụng trên các tải điện mỗi pha (Up)

- Điện áp dây: điện áp hiệu dụng giữa hai dây pha (Ud)

- Điện áp pha: dòng điện hiệu dụng chạy qua các tải điện môi pha (Ip)

Câu hỏi 2: Giá trị hiệu dụng của các đại lượng U_p, U_d, I_p và I_d (Hình 3.10) có quan hệ như thế nào trong mạch ba pha tải điện nối hình sao đối xứng?

Trả lời:

Giá trị hiệu dụng của các đại lượng U_p, U_d, I_p và I_d (Hình 3.10) trong mạch ba pha tải điện nối hình sao đối xứng có quan hệ như sau:

𝐼_𝑑=𝐼_𝑝

𝑈_𝑑=√3𝑈_𝑝

Luyện tập

Luyện tập 1: Nguồn điện ba pha trong khu dân cư có nối hình tam giác không? Vì sao?

Trả lời:

- Nguồn điện ba pha trong khu dân cư thường không nối hình tam giác. 

- Giải thích: mạch điện ba pha với các tải sinh hoạt thường là không đối xứng nên sử dụng cách nối hình sao có dây trung tính để điện áp trên các pha của mạng điện ba pha bốn dây được duy trì gần như không đổi.

Luyện tập 2: Cho mạch ba pha có nguồn và tải đối xứng (Hình 3.12) biết điện áp dây 𝑈_𝑑 = 380V. Em hãy cho biết:

- Các tải điện nối hình gì?

- Điện áp pha đặt lên các tải điện bằng bao nhiêu?

Trả lời:

- Các tải điện:

+ Tải 1: nối hình sao

+ Tải 3: nối hình tam giác

- Điện áp pha đặt lên các tải điện:

+ Tải 1:

Tải nối hình sao nên: 𝑈_𝑝= $\frac{U_{d}}{\sqrt{3}}=\frac{380}{\sqrt{3}}V=219,4V$

+ Tải 3: Tải nối tam giác nên: 𝑈_𝑝 = 𝑈_𝑑 = 380𝑉

Vận dụng

Một động cơ điện ba pha có thông số Y/∆ – 380/220 V . Hãy giải thích thông số này.

+ Nếu lưới điện có 𝑈_𝑑 = 380V thì động cơ đấu hình sao.

+ Nếu lưới điện có 𝑈_𝑑 = 220V thì động cơ đấu hình tam giác.