Công nghệ 12 Bài 23: Mạch điện xoay chiều ba pha

- Ngày nay, dòng điện xoay chiều ba pha được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất. Mạch điện xoay chiều ba pha gồm: nguồn điện ba pha, đường dây ba pha và các tải ba pha.

a. Nguồn điện ba pha

- Để tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, dùng máy phát điện xoay chiều ba pha. Máy phát điện xoay chiều ba pha gồm ba dây quấn AX, BY, CZ và nam châm điện.

- Mỗi dây quấn của máy phát điện là một pha:

• Dây quấn pha A ký hiệu là AX.
• Dây quấn pha B ký hiệu là BY.
• Dây quấn pha C ký hiệu là CZ.

- Khi nam châm quay điện với tốc độ không đổi, trong dây quấn mỗi pha xuất hiện suất điện động (sđđ) xoay chiều một pha. Các dây quấn của các pha có cùng số vòng dây và đặt lệch nhau một góc \(\frac{{2\pi }}{3}\) điện trong không gian nên sđđ các pha bằng nhau về biên độ và tần số nhưng lệch nhau một góc \(\frac{{2\pi }}{3}\)

b. Tải ba pha

- Thường là: động cơ điện 3 pha, lò điện 3 pha.....

• ZA: Tổng trở pha A
• ZB: Tổng trở pha B
• ZC: Tổng trở pha C

- Mạch điện ba pha không liên hệ: Mỗi pha của nguồn điện nối riêng rẽ với mỗi pha của tải, thực tế ít sử dụng.

- Nếu mỗi pha của máy phát điện ba pha nối riêng với mỗi tải, ta có mạch điện ba pha không liên hệ với nhau.

• Thông thường người ta nối ba pha của nguồn điện, ba pha của tải thành hình sao hoặc tam giác.
• Khi Nối hình sao thì 3 điểm cuối X, Y, Z của ba pha nối với nhau tạo thành điểm trung tính O.
• Khi nối hình tam giác thì điểm đầu pha này nối với điểm cuối pha kia.

a. Cách nối nguồn điện ba pha

- Nguồn điện nối hình sao, hình sao có dây trung tính và hình tam giác

Chú thích: (a) nối hình sao (b) nối hình sao có dây trung tính (c) Nối hình tam giác

b. Cách nối tải ba pha

a. Sơ đồ mạch điện ba pha.

- Khái niệm:

• Dây pha:  Nối điểm đầu của nguồn (A,B,C) đến các tải.
• Dây trung tính: Nối từ điểm trung tính của nguồn đến điểm trung tính của tải.
• Điện áp dây: Điện áp giữa 2 dây pha.(Ud).
• Điện áp pha: Điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối một pha.(Up).
• Dòng điện dây: Dòng điện trên dây pha. (Id).
• Dòng điện pha: Dòng điện trong mỗi pha. (Ip).
• Dòng điện trung tính: (Io).

b. Nguồn nối hình sao, tải nối hình sao

c. Nguồn và tải nối hình sao có dây trung tính.

d. Nguồn nối hình sao, tải nối hình tam giác.

e. Quan hệ giữa đại lượng dây và pha

Nếu tải ba pha đối xứng thì:

- Khi nối hình sao:

•  \({I_d} = {I_P}\)
• \({U_d} = \sqrt 3 {U_P}\)

- Khi nối hình tam giác:

•  \({I_d} = \sqrt 3 {I_P}\)
• \({U_d} = {U_P}\)

• Tạo ra 2 trị số điện áp khác nhau: điện áp dây và điện áp pha, vì thế rất thuận tiện cho việc sử dụng đồ dùng điện.
• Điện áp pha trên các tải hầu như vẫn giữ được bình thường, không vượt quá giá trị định mức

Bài 1: Máy phát điện ba pha có điện áp pha là 220V. Nếu nối sao hoặc tam giác thì ta sẽ có những giá trị điện áp dây, pha khác nhau . Tính các giá trị đó

Hướng dẫn giải:

• Nếu nối hình sao: \({U_p} = 220V,\,\,{U_d} = 380V\)

• Nếu nối tam giác:  \({U_d} = {U_p} = 220V\)

Bài 2: Mạch điện ba pha ba dây, điện áp dây 380V, tải là ba điện trở R bằng nhau, nối tam giác. Cho biết dòng điện trên đường dây bằng 80A. Vẽ sơ đồ nối dây của mạch điện ba pha trên và xác định trị số dòng điện pha của tải. Tính điện trở R trên mỗi pha của tải.

Hướng dẫn giải:

Tải nối tam giác → Id = √3 Ip, Ud = Up = 380 V.

→ Ip = 1/√3 Id = 41,2 A.

Điện trở mỗi pha R1 = R2 = R3 = R = Up / Ip = 380 / 41,2 = 9,22 Ω.

Câu 1: Nêu các phần tử của mạch điện ba pha và chức năng của chúng.

Câu 2: Nêu tác dụng của dây trung tính trong mạch điện ba pha bốn dây.

Câu 3: Tải ba pha gồm 3 điện trở \(R = 10\Omega \) , nối tam giác, đấu vào nguồn ba pha có \({U_d} = 380V\) . Tính dòng điện pha, dòng điện dây?

Câu 1: Mạch điện xoay chiều ba pha gồm:

A. Nguồn điện ba pha và đường dây ba pha

B. Nguồn điện ba pha và tải ba pha

C. Đường dây ba pha và tải ba pha

D. Nguồn ba pha, đường dây ba pha và tải ba pha

Câu 2: Để tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, người ta dùng:

A. Máy phát điện xoay chiều ba pha

B. Máy phát điện xoay chiều một pha

C. Máy phát điện xoay chiều một pha hoặc ba pha

D. Ac quy

Câu 3: Tại sao mạch điện ba pha không liên hệ ít được dùng trên thực tế

A. Các pha không có sự liên hệ về điện

B. Tốn dây dẫn

C. Mạch không hoạt động được

D. Tốn dây và các pha không có sự liên hệ về điện

Câu 4: Nối hình sao:

A. Đầu pha này đối với cuối pha kia theo thứ tự pha.

B. Ba điểm cuối của ba pha nối với nhau

C. Ba điểm đầu của ba pha nối với nhau

D. Đầu pha này nối với cuối pha kia không cần theo thứ tự pha.

Câu 5: Nối tam giác:

A. Đầu pha này nối với cuối pha kia theo thứ tự pha

B. Chính là cách nối dây của mạch ba pha không liên hệ

C. Ba điểm cuối ba pha nối với nhau.

D. Ba điểm đầu ba pha nối với nhau.

- Sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Hiểu được nguồn điện ba pha và các đại lượng đặc trưng của mạch điện ba pha
• Biết được cách nối nguồn điện và tải thành hình sao, hình tam giác.
• Biết quan hệ giữa các đại lượng dây và pha.