ຕົວຢ່າງຄຳຖາມສ້າງການສົນທະນາ
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແມ່ນອຸປະກອນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ປ່ຽນພະລັງງານກົນຈັກເປັນພະລັງງານໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານຫຼັກການຂອງການກະຕຸ້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ປະເພດເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບຊິ້ງໂຄຣນ ແລະ ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບອາຊິ້ງໂຄຣນ (ຫຼື ການກະຕຸ້ນ). ບົດຄວາມນີ້ຈະໃຫ້ຕົວຢ່າງບັນຫາ ແລະ ການສົນທະນາຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າເພື່ອເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບຫຼັກການເຮັດວຽກ, ອົງປະກອບ ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃນວົງຈອນໄຟຟ້າ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ
ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງວິທີການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແມ່ນອີງໃສ່ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການຊັກນຳໄຟຟ້າແມ່ເຫຼັກຂອງຟາຣາເດ, ເຊິ່ງລະບຸວ່າການປ່ຽນແປງຂອງຟລັກຊ໌ແມ່ເຫຼັກໃນວົງລວດຈະສ້າງແຮງເຄື່ອນທີ່ໄຟຟ້າ (EMF). ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບຫຼັກຫຼາຍຢ່າງຄື:
1. ໂລເຕີ: ສ່ວນທີ່ໝູນວຽນ.
2. ສະເຕເຕີ: ສ່ວນທີ່ຢູ່ນິ້ງ, ບ່ອນທີ່ມີສາຍແຂງ ຫຼື ຂົດລວດວາງໄວ້.
3. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ: ຜະລິດໂດຍແມ່ເຫຼັກຖາວອນ ຫຼື ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ.
Contoh Soal ແລະ Pembahasan
ຄຳຖາມທີ 1: ການຄິດໄລ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຊັກນຳ
ຄຳຖາມ: ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າມີ 50 ຮອບຂອງຂົດລວດສະເຕເຕີ. ຖ້າຄວາມໄວໃນການໝູນຂອງໂຣເຕີແມ່ນ 1200 rpm (ຮອບຕໍ່ນາທີ) ແລະກະແສແມ່ເຫຼັກຜ່ານຮອບໜຶ່ງປ່ຽນແປງ 0,02 Wb, ແຮງດັນໄຟຟ້າຊັກນຳ (EMF) ທີ່ຜະລິດໂດຍເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແມ່ນຫຍັງ?
ການສົນທະນາ: ເພື່ອຄິດໄລ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເກີດກະແສໄຟຟ້າຂຶ້ນ ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ສົມຜົນກົດໝາຍຂອງຟາຣາເດ:
\[ \text{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
ຢູ່ໃສ:
– \( N \) ແມ່ນຈຳນວນຮອບ,
- \( \Phi \) ແມ່ນກະແສແມ່ເຫຼັກ, ແລະ
-\(t\) ແມ່ນ ເວລາ.
ຂັ້ນຕອນທຳອິດແມ່ນການແປງຄວາມໄວຈາກ RPM ເປັນ RPS (ຮອບຕໍ່ວິນາທີ):
\[ 1200 RPM} = \frac{1200}{60} \text{ RPS} = 20 \text{ RPS} \]
ຟລັກຊ໌ປ່ຽນແປງໄປຕາມແຕ່ລະຮອບ, ສະນັ້ນຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງຟລັກຊ໌ຈຶ່ງຄືກັນກັບຄວາມຖີ່ໝູນວຽນ, ເຊິ່ງແມ່ນ 20 Hz. ດັ່ງນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງຂອງຟລັກຊ໌ຕໍ່ວິນາທີ (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) ແມ່ນ:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ກະຕຸ້ນທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນ:
\[ \text{EMF} = -50 \times 0,4 \text{ V} = -20 \text{ V} \]
ເນື່ອງຈາກ EMF ເປັນຄ່າຢ່າງແທ້ຈິງ, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດຜົນແມ່ນ 20 V.
ຄຳຖາມທີ 2: ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ
ຄຳຖາມ: ຖ້າເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າໃນຄຳຖາມກ່ອນໜ້ານີ້ໄຫຼຜ່ານພາລະຄວາມຕ້ານທານ 10 ໂອມ, ພະລັງງານໄຟຟ້າຈະຖືກຜະລິດອອກມາເທົ່າໃດ?
ການສົນທະນາ: ກ່ອນອື່ນໝົດ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ກະແສໄຟຟ້າໂດຍໃຊ້ກົດຂອງໂອມ:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{ V}}{10 \text{ ohm}} = 2 \text{ A} \]
ພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໄດ້ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ P = V \ຄູນ I = 20 \text{ V} \ຄູນ 2 \text{ A} = 40 \text{ W} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໄດ້ແມ່ນ 40 ວັດ.
ຄຳຖາມທີ 3: ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ
ຄຳຖາມ: ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າມີພະລັງງານປ້ອນຂໍ້ມູນທາງກົນຈັກ 60 ວັດ ແລະ ພະລັງງານສົ່ງອອກໄຟຟ້າ 45 ວັດ. ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແມ່ນຫຍັງ?
ການສົນທະນາ: ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \ຄູນ 100\% \]
ຢູ່ໃສ:
– \( P_{\text{out}} \) ແມ່ນພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ສົ່ງອອກ,
- \( P_{\text{in}} \) ແມ່ນພະລັງງານປ້ອນຂໍ້ມູນກົນຈັກ.
ສະນັ້ນ, ປະສິດທິພາບແມ່ນ:
\[ \eta = \frac{45 \text{ W}}{60 \text{ W}} \ຄູນ 100\% = 75\% \]
ຄຳຖາມທີ 4: ຄວາມຖີ່ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ AC ທີ່ສ້າງຂຶ້ນ
ຄຳຖາມ: ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບຊິ້ງໂຄຣນມີ 4 ຂົ້ວ ແລະ ໝູນດ້ວຍຄວາມໄວ 1800 rpm. ຄວາມຖີ່ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ AC ທີ່ຜະລິດອອກມາແມ່ນຫຍັງ?
ການສົນທະນາ: ຄວາມຖີ່ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ AC ທີ່ຜະລິດໂດຍເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ synchronous ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ f = \frac{P \ຄູນ N}{120} \]
ຢູ່ໃສ:
– \( P \) ແມ່ນຈຳນວນຂົ້ວ,
– \( N \) ແມ່ນຄວາມໄວໃນການໝູນວຽນໃນ RPM.
ແທນຄ່າທີ່ກຳນົດໃຫ້:
\[ f = \frac{4 \ຄູນ 1800}{120} = 60 \text{ Hz} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຖີ່ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ AC ທີ່ຜະລິດອອກມາແມ່ນ 60 Hz.
ຄຳຖາມທີ 5: ຄວາມໄວປະສານກັນ
ຄຳຖາມ: ກຳນົດຄວາມໄວປະສານຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ 50 Hz ແລະ ມີ 6 ຂົ້ວ.
ການສົນທະນາ: ຄວາມໄວແບບຊິ້ງໂຄຣນັສສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ N_s = \frac{120 \ຄູນ f}{P} \]
ຢູ່ໃສ:
– \( N_s \) ແມ່ນຄວາມໄວປະສານໃນ RPM,
- \( f \) ແມ່ນຄວາມຖີ່ໃນ Hz,
-\( P\) ແມ່ນຈຳນວນຂົ້ວ.
ແທນຄ່າທີ່ກຳນົດໃຫ້:
\[ N_s = \frac{120 \ຄູນ 50}{6} = 1000 RPM} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໄວ synchronous ຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແມ່ນ 1000 RPM.
ສະຫຼຸບ
ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສົນທະນາກ່ຽວກັບຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ ແລະ ນຳສະເໜີບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄິດໄລ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຊັກນຳ, ພະລັງງານໄຟຟ້າ, ປະສິດທິພາບ, ຄວາມຖີ່ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ AC, ແລະ ຄວາມໄວປະສານ. ຜ່ານບັນຫາເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາໄດ້ເຫັນວ່າພາລາມິເຕີຕ່າງໆຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າກ່ຽວຂ້ອງກັນແນວໃດ ແລະ ພວກມັນສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບໂດຍລວມແນວໃດ. ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການນຳໃຊ້ຕົວຈິງໃນວິສະວະກຳໄຟຟ້າ.
