M ẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ỘT PHA
4.2.Nguyên lý tạo ra sức điện động xoay chiều hinh sin
Sức điện động xoay chiều hình sin được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiềụ Về nguyên tắc, máy phát điện xoay chiều một pha gồm cĩ 2 phần: phần cảm (hệ
thống cực từ) ở stato cịn phần ứng ở rơtọ Hình 4-1a vẽ nguyên tắc một máy phát điện xoay chiều một pha đơn giản nhất, phần cảm cĩ một cặp cực từ N-S, cịn phần ứng là một khung dâỵ
a) b)
Hình 4-1: a) Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều hình sin b) Đồ thị biểu diễn dịng điện xoay chiều hình sin
Cực từđược chế tạo sao cho trị số từ cảm B phân bố trên các mặt cực dọc theo khe hở khơng khí giữa rơto – stato theo quy luật hình sin, nghĩa là khi khung dây ở vị trí bất kỳ trong khe hở, từ cảm tại vị trí đĩ cĩ trị số B = Bm sin α
Trong đĩ :
α là gĩc mặt phẳng trung tính và mặt phẳng khung dây (hình 4-1a)
Bm là trị số cực đại của từ cảm, B đạt giá trị cực đại ở giữa mặt cực từ tương ứng với α = 900 và bằng 0 ở mặt phẳng trung tính tương ứng với α = 00
Khi làm việc, rơto máy phát điện được động cơ sơ cấp kéo và quay với tốc độ ω (rad/s). Mỗi cạnh của khung dây sẽ quay với vận tốc là v cắt vuơng gĩc với đường sức từ, bên trong mỗi cạnh khung dây cĩ suất điện động là:
ed = B.l.v
Giả sử tại thời điểm ban đầu (t = 0), khung dây nằm trên mặt phẳng trung tính, thì tại thời điểm t, khung dây ở vị trí: α = ω.t cĩ cường độ từ cảm:
B = Bm sin α = Bm sin ω.t Thay vào biểu thức suất điện động ở trên, ta cĩ:
ed = B.l.v = Bm .l.v.sin ω.t
Mặt khác suất điện động ở mỗi vịng dây cĩ 2 cạnh khung dây, nên: ev = 2ed = 2. Bm .l.v.sin ω.t
Nếu khung dây cĩ w vịng dây thì suất điện động của cả khung dây sẽ là: e = w. ev = 2. Bm .l.v.w.sin ω.t
Đặt Em = 2Bm.l.v.w, ta cĩ biểu thức suất điện động: e = Em. sin ω.t
Như vậy, ở hai đầu khung dây, ta lấy ra được suất điện động biến thiên theo quy luật hình sin (hình 4-1b)