Giải bài tập sách giáo khoa Công nghệ lớp 12 - bài 23: Mạch điện xoay chiều ba pha

1. Trả lời câu hỏi trong sách Công nghệ 12 Bài 23, trang 90

Tại sao cách nối dây này ít được sử dụng trong thực tế?

Trả lời câu hỏi

Điện áp giữa các pha không ổn định khi thay đổi, và việc sử dụng nhiều dây dẫn (6 dây) là một bất lợi.

2. Trả lời câu hỏi trong sách Công nghệ 12 Bài 23, trang 92

Dựa vào hình 23 -10, các tải ba pha 1, 2, 3 và nguồn điện được kết nối theo kiểu nào?

Trả lời câu hỏi

- Nguồn điện: Kết nối theo kiểu sao với dây trung tính.

- Tải 1: Kết nối theo hình sao không có dây trung tính.

- Tải 2: Kết nối theo hình tam giác.

- Tải 3: Kết nối theo hình sao có dây trung tính.

3. Trả lời câu hỏi trong sách Công nghệ 12 Bài 23, trang 93

Giải thích lý do nguồn điện thường được kết nối theo hình sao?

Trả lời

Kết nối nguồn điện theo hình sao cung cấp hai mức điện áp, cho phép kết nối các tải ở hai cấp điện áp khác nhau.

Chẳng hạn, nguồn điện cung cấp cho hộ gia đình thường có các mức điện áp sau:

- Up = 220 V dùng cho các thiết bị sinh hoạt như bóng đèn, quạt, tivi, tủ lạnh,…

- Ud = 380 V cấp cho động cơ điện ba pha như máy xát gạo,…

4. Giải bài tập sách giáo khoa Bài 23 Công Nghệ lớp 12

4.1 Câu hỏi 1 trang 94 sách Công nghệ 12

Liệt kê các thành phần của mạch điện ba pha và mô tả chức năng của chúng.

Trả lời

* Mạch điện ba pha bao gồm nguồn điện ba pha, đường dây ba pha và các thiết bị tải ba pha.

* Chức năng của từng thành phần:

- Nguồn điện ba pha: Cung cấp dòng điện xoay chiều ba pha.

- Đường dây ba pha: Dẫn truyền điện.

- Các tải ba pha: Sử dụng điện năng.

4.2 Câu hỏi 2 trang 94 sách Công nghệ 12

Nêu vai trò của dây trung tính trong mạch điện ba pha bốn dây.

Trả lời

Vai trò của dây trung tính trong mạch điện ba pha bốn dây bao gồm:

- Cung cấp hai mức điện áp khác nhau, thuận tiện cho việc sử dụng thiết bị điện.

- Giữ cho điện áp trên các tải gần với mức điện áp định mức, đảm bảo ổn định.

4.3 Câu hỏi 3 trang 94 sách Công nghệ 12

Trong mạch điện ba pha ba dây với điện áp dây là 380V và tải là ba điện trở R bằng nhau, kết nối theo hình tam giác. Nếu dòng điện qua đường dây là 80A, hãy vẽ sơ đồ nối dây của mạch điện ba pha này và xác định trị số dòng điện pha của tải. Tính điện trở R trên mỗi pha của tải.

Trả lời

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

→ Ip = 1/√3 Id = 41,2 A.

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

4.4 Câu hỏi 4 trang 94 sách Công nghệ 12

Có hai tải ba pha: Tải đầu tiên gồm 9 bóng đèn (mỗi bóng đèn có công suất P = 100 W, điện áp U = 220 V); tải thứ hai là một lò điện trở ba pha (điện trở mỗi pha R = 30 Ω, điện áp U = 380 V). Các tải này được kết nối vào mạch điện ba pha bốn dây với điện áp 220/380 V.

a) Giải thích ý nghĩa của điện áp 220 V và 380 V. b) Xác định kiểu nối dây của từng tải (hình sao hoặc hình tam giác) và lý do phải chọn kiểu nối đó. c) Vẽ sơ đồ nối dây của mạch điện ba pha này. d) Tính dòng điện pha và dòng điện dây của từng tải.

Trả lời

a) Điện áp 220 V là điện áp pha.

Điện áp 380 V là điện áp dây.

b) Tải đầu tiên được nối theo hình sao với dây trung tính, để Ud = √3 Up → Up = 220 V là điện áp định mức của các bóng đèn.

Tải thứ hai có thể nối theo hình sao với dây trung tính hoặc hình tam giác, vì điện áp định mức của tải là 380 V (Ud) và Up ≤ Ud, nên cả hai kiểu nối đều khả thi.

c) Sơ đồ nối dây của mạch điện ba pha là:

d) * Tải số 1 được nối theo hình sao.

* Tải số 2:

- Khi nối theo hình sao:

- Khi nối theo hình tam giác:

Up = Ud = 380 V.

+ Dòng điện pha trong tải là:

+ Dòng điện dây của tải được tính là:

5. Kiến thức lý thuyết về Công nghệ trong bài 23 lớp 12

5.1 Định nghĩa về mạch điện xoay chiều ba pha

Hiện nay, mạch điện xoay chiều ba pha được áp dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Mạch này bao gồm nguồn điện ba pha, hệ thống dây ba pha và các thiết bị tải ba pha.

5.2 Nguồn điện ba pha

Để tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, người ta sử dụng máy phát điện ba pha. Máy này bao gồm ba cuộn dây quấn là AX, BY, CZ cùng với nam châm điện.

Mỗi cuộn dây của máy phát điện đại diện cho một pha

- Cuộn dây pha A được ký hiệu là AX.

- Cuộn dây pha B được ký hiệu là BY.

- Cuộn dây pha C được ký hiệu là CZ.

Khi nam châm quay với tốc độ ổn định, mỗi cuộn dây pha sẽ tạo ra một suất điện động xoay chiều. Các cuộn dây pha có số vòng dây giống nhau và được đặt lệch nhau một góc trong không gian, nên suất điện động của các pha có cùng biên độ và tần số nhưng lệch pha nhau.

5.3 Tải ba pha

Các tải ba pha thường bao gồm động cơ điện ba pha, lò điện ba pha, và các thiết bị tương tự. Tổng trở của các pha A, B, C của tải là ZA, ZB, ZC.

5.4 Cách kết nối nguồn điện và tải ba pha

Khi mỗi pha của máy phát ba pha được kết nối riêng biệt với từng tải, chúng ta có một mạch ba pha độc lập không liên kết với nhau.

Thường thì ba pha của nguồn điện và ba pha của tải được nối theo kiểu hình sao hoặc hình tam giác.

Khi nối theo hình sao, ba điểm cuối X, Y, Z của các pha được kết nối với nhau để tạo thành điểm trung tính O.

Trong kiểu nối hình tam giác, điểm đầu của pha này được nối với điểm cuối của pha khác.

Cách kết nối nguồn điện ba pha: Nguồn điện có thể được nối theo kiểu hình sao, có dây trung tính, hoặc theo kiểu hình tam giác.

Phương pháp nối tải ba pha

5.5 Sơ đồ mạch điện ba pha

Sơ đồ mạch điện ba pha: Các điểm đầu ba pha A, B, C của nguồn điện được kết nối với các dây dẫn ba pha đến các tải. Các dây dẫn này được gọi là dây pha. Dây nối từ điểm trung tính O của nguồn đến điểm trung tính O’ của tải được gọi là dây trung tính.

• Nguồn điện và tải đều nối theo kiểu hình sao

• Nguồn và tải đều nối theo hình sao và có dây trung tính

Đây còn được gọi là mạch điện ba pha bốn dây, bao gồm ba dây pha và một dây trung tính.

• Nguồn điện nối theo hình sao, tải nối theo hình tam giác

Mối liên hệ giữa đại lượng dây và pha

5.6 Lợi ích của mạch điện ba pha bốn dây

Cung cấp hai mức điện áp khác nhau: điện áp dây và điện áp pha, giúp thuận tiện trong việc sử dụng thiết bị điện.

Điện áp pha trên các tải thường duy trì ổn định, không vượt quá mức định mức.

6. Trắc nghiệm công nghệ lớp 12 Bài 23