Giáo trình Mạch điện (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp).

1 BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Hà Nội, năm 2019 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: MẠCH ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP ( Ban hành kèm theo Quyết định số 248a/QĐ-CĐNKTCN ngày 17 tháng 9/2019 Hiệu trưởng cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ) Hà Nội, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình mạch điện xây dựng biên soạn sở chương trình khung đào tạo nghề Điện cơng nghiệp Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ phê duyệt, thực giáo viên có nhiều kinh nghiệm giảng dạy Trường cao đảng nghề kỹ thuật công nghệ biên soạn Giáo trình Mạch điện dùng để giảng dạy trình độ, trung cấp nghề, cao đẳng nghề biên soạn theo nguyên tắc quan tâm đến: Tính định hướng thị trường lao động, tính hệ thống khoa học, tính ổn định linh hoạt, hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực giới, tính đại sát thực với sản xuất Nội dung giáo trình gồm chương: Chương 1: Các khái niệm mạch điện Chương 2: Mạch điện chiều Chương 3: Dịng điện xoay chiều hình sin Chương 4: Mạch ba pha Áp dụng việc đổi phương pháp dạy học, giáo trình biên soạn phần lý thuyết thực hành Giáo trình biên soạn theo hướng mở, kiến thức rộng cố gắng tính ứng dụng nội dung trình bày Trên sở tạo điều kiện để trường sử dụng cách phù hợp với điều kiện sở vật chất Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi sai sót, ban biên soạn mong góp ý bạn đọc để giáo trình hồn thiện Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC Lời giới thiệu Mục lục Bài mở đầu Tổng qt mạch điện Các mơ hình tốn mạch điện Chương 1: Các khái niệm mạch điện Mạch điện mơ hình 1.1 Mạch điện 1.2 Các tượng điện từ 1.3 Mơ hình mạch điện Các khái niệm mạch điện 2.1 Dòng điện chiều qui ước dòng điện 2.2 Cường độ dòng điện 2.3 Mật độ dòng điện Các phép biến đổi tương đương Chương 2: Mạch điện chiều Các định luật biểu thức mạch chiều 1.1 Định luật Ohm 1.2 Công suất điện mạch chiều 1.3 Các định luật Kirchooff 1.4 Định luật Joule -Lenz (định luật ứng dụng) 1.5 Định luật Faraday (hiện tượng; định luật ứng dụng) 1.6 Hiện tượng nhiệt điện (hiện tượng ứng dụng) Các phương pháp giải mạch chiều 2.1 Phương pháp biến đổi điện trở 2.2 Phương pháp xếp chồng dòng điện 2.2.3 Phương pháp dòng điện nhánh 2.2.4 Phương pháp dòng điện vịng 2.2.5 Phương pháp điện nút Thí nghiệm mạch điện chiều Chương 3: Dòng điện xoay chiều hình sin Khái niệm dịng điện xoay chiều 1.1 Dòng điện xoay chiều 1.2 Chu kỳ tần số dòng điện xoay chiều 1.3 Nguyên lý tạo sđđ xoay chiều hình sin pha 1.4 Các đại lượng đặc trưng 1.5 Pha lệch pha 1.6 Biểu diễn lượng hình sin đồ thị véc-tơ Giải mạch xoay chiều không phân nhánh 2.1 Giải mạch R-L-C 2.1.1 Mạch điện có điện trở R TRANG 8 13 13 13 14 15 18 18 19 19 20 25 25 25 25 27 29 30 31 33 33 34 35 37 38 42 48 48 48 49 49 50 52 52 56 56 56 2.1.2 Mạch điện có điện trở L 2.1.3 Mạch điện có điện trở C 2.2 Giải mạch có nhiều phần tử mắc nối tiếp 2.3 Cộng hưởng điện áp Giải mạch xoay chiều phân nhánh 3.1 Phương pháp đồ thị véc-tơ (phương pháp Fresnel) 3.2 Phương pháp tổng dẫn 3.3 Cộng hưởng dòng điện Hệ số công suất 4.1 Định nghĩa ý nghĩa hệ số công suất 4.2 Các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất Thí nghiệm mạch xoay chiều RLC nối tiếp Chương 4: Mạch ba pha Khái niệm chung 1.1 Hệ thống ba pha cân 1.2 Đồ thị sóng dạng đồ thị véc tơ 1.3 Đặc điểm ý nghĩa Sơ đồ đấu dây mạng ba pha cân 2.1 Các định nghĩa 2.2 Đấu dây hình (Y) 2.3 Đấu dây hình tam giác () 2.3 Phương pháp giải mạch ba pha cân 2.3.1 Mạch ba pha có phụ tải nối hình 2.3.2 Mạch ba pha có phụ tải nối tam giác 2.3.4 Công suất mạch ba pha 2.5 Thí nghiệm đấu phụ tải ba pha TÀI LIỆU THAM KHẢO MÔN HỌC: MẠCH ĐIỆN 57 59 61 64 66 66 67 69 70 70 70 73 84 84 84 85 85 86 86 87 89 92 92 94 95 101 107 Mã số môn học: MH ĐCN 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Mơn học mạch điện bố trí học sau mơn học chung học trước môn học, mô đun chuyên môn nghề - Là môn học kỹ thuật sở - Trang bị kiến thức kỹ tính tốn mạch điện Mục tiêu môn học: - Phát biểu khái niệm, định luật, định lý mạch điện chiều, xoay chiều, mạch ba pha - Tính tốn thơng số kỹ thuật mạch điện chiều, xoay chiều, mạch ba pha trạng thái xác lập độ - Vận dụng phương pháp phân tích, biến đổi mạch để giải toán mạch điện hợp lý - Vận dụng phù hợp định lý, phép biến đổi tương đương để giải mạch điện phức tạp - Giải thích số ứng dụng đặc trưng theo quan điểm kỹ thuật điện - Rèn luyện tính cận thận, tỉ mỉ tính tốn Nội dung mơn học: Số TT Tên chương mục Bài mở đầu Khái quát mơ hình mạch điện Chương Các khái niệm mạch điện 2.1 Mạch điện mơ hình 2.2 Các khái niệm mạch điện 2.3 Các phép biến đổi tương đương Chương Mạch điện chiều 2.1 Các định luật biểu thức mạch chiều 2.2 Các phương pháp giải mạch chiều 2.3 Thí nghiệm mạch điện chiều Chương Dịng điện xoay chiều hình sin 2.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều 2.2 Giải mạch xoay chiều không phân nhánh 2.3 Giải mạch xoay chiều phân nhánh Thời gian (giờ) Thực hành,thí Kiểm Tổng Lý nghiệm, thảo tra số thuyết luận, tập 1 1 1 13 2 5 20 10 1 3 2 1 2.4 Hệ số cơng suất 2.5 Thí nghiệm mạch xoay chiều RLC nối tiếp 1 Chương Mạch ba pha 4.1 Khái niệm chung 4.2 Sơ đồ đấu dây mạng ba pha cân 4.3 Phương pháp giải mạch ba pha đối xứng 4.4 Công suất mạch ba pha 4.5 Thí nghiệm đấu phụ tải ba pha Kiểm tra Thi hết môn 20 11 8 4 1 Cộng 60 30 BÀI MỞ ĐÀU: TỔNG QUÁT VỀ MẠCH ĐIỆN 1 26 Mục tiêu: - Khái quát hệ thống mạch điện - Phân tích mơ hình tốn mạch điện - Rèn luyện phương pháp học tư nghiêm túc cơng việc Nội dung chính: Tổng quát mạch điện Mạch điện môn học sở kỹ thuật quan trọng trình đào tạo công nhân lành nghề, kỹ sư ngành kỹ thuật điện cơng nghiệp, tự động hóa Nó nhằm mục đích trang bị sở lý luận có hiệu lực cho ngành kỹ thuật điện mà vận dụng cho nhiều ngành kỹ thuật khác Kỹ thuật điện ngành kỹ thuật ứng dụng tượng điện từ để biến đổi lượng, đo lường, điều khiển, xử lý tín hiệu bao gồm việc tạo ra, biến đổi sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ hoạt động thực tế người So với tượng vật lý khác cơ, nhiệt, quang tượng điện từ phát chậm giác quan người không cảm nhận trực tiếp tượng Tuy nhiên việc khám phá tượng điện từ thúc đẩy mạnh mẽ cách mạng khoa học kỹ thuật chuyển sang lĩnh vực điện khí hóa, tự động hóa Điện có ưu điểm bật sản xuất tập trung với nguồn cơng suất lớn, truyền tải xa phân phối đến nơi tiêu thụ với tổn hao tương đối nhỏ Điện dễ dàng biến đổi thành dạng lượng khác Mặt khác trình biến đổi lượng tín hiệu điện từ dễ dàng tự động hóa điều khiển từ xa, cho phép giải phóng lao động chân tay lao động trí óc người Các mơ hình tốn mạch điện 2.1 Mơ hình tốn học q trình a Mơ hình tốn học q trình Muốn sử dụng, khống chế, cải tạo vật thể vật lý kỹ thuật loại q trình ví dụ trình điện từ, nhiệt, điều kiện phải nhận thức tốt loại q trình Mơ hình tốn học cách mơ tả loại q trình mơn tốn học Có thể xây dựng mơ hình tốn học theo cách: định nghĩa biến trạng thái trình, tìm nhóm đủ tượng bản, mơ tả tốn học chế tượng cách hợp thành q trình khác Theo mơ hình tốn học q trình xếp vật thể thành trường, môi trường hay hệ thống Mạch điện hệ thống thể dịng truyền đạt, lưu thơng lượng hay tín hiệu 10 Mơ hình tốn học thường dùng để mơ tả q trình điện từ thiết bị điện mơ hình mạch Kirchooff mơ hình mạch truyền đạt b Ý nghĩa mơ hình tốn học Về nhận thức, xây dựng tốt mơ hình tốn học cho trình vật thể giúp ta hiểu đắn vật thể Về thực tiễn cơng tác, mơ hình tốn học tốt sở lý luận tốt dùng vào việc xét, sử dụng, khống chế loại trình vật thể Về mặt lý luận ngày mô hình tốn học khơng sở lý luận mà nội dung đối tượng lý thuyết 2.2 Các xây dựng mơ hình tốn học a Cách nhận thức loại tượng Ta gọi trình diễn biến hoạt động vật thể vật lý – kỹ thuật – kinh tế thời gian t không gian (khơng gian hình học r khơng gian thơng số khác µ, nhiệt độ, áp suất, giá ) Muốn có khái niệm tổ chức chế hoạt động vật thể phải quan sát q trình cụ thể Nhưng vơ số hồn cảnh cụ thể, vật thể lại có vơ số q trình khác nhau, ngun tắc khơng thể quan sát hết Vì từ số hữu hạn trình lý tưởng thể đặc điểm quy luật vật thể Ta gọi tượng Về nguyên tắc có nhiều tượng, ví dụ thiết bị điện có tượng tiêu tán, tích phóng lượng điện từ, tượng tạo sóng, phát sóng, khuếch đại, chỉnh lưu điều chế thực tế cho thấy thường tồn nhóm đủ tượng Đó tượng từ hợp thành tượng khác b Cách lập mơ hình tốn học cho loại q trình Từ cách nhận thức trình ta suy cách xây dựng mơ hình tốn học cho trình sau: Chọn định nghĩa biến trạng thái Đó thường hàm hay vecto phân bố thời gian khơng gian Ví dụ để đo trình điện từ ta định nghĩa vecto cường độ từ trường, điện trường Quan sát trình phân tích tìm nhóm đủ tượng Mơ tả tốn học chế tượng Thông thường ta mô tả chúng phương trình liên hệ biến trạng thái, ta gọi phương trình trạng thái Mơ tả việc hợp thành q trình cụ thể, cách kết hợp phương trình trạng thái phương trình cân hệ phương trình trạng thái Kiểm nghiệm lại mơ hình thực tiễn hoạt động vật thể 2.3 Hai loại mơ hình tốn học 92 a Các cuộn dây nối hình đấu vào mạng điện, nối hình sao, điện áp pha đặt lên cuộn dây là: Up = U d 380  220V = điện áp định mức cuộn dây = 3 Nếu tải nối tam giác điện áp pha đặt lên cuộn dây Up=Ud= 380V> điệnáp định mức cuộn dây, cuộn dây bị hỏng Hình 4.11 Mạch điện ví dụ 4.6 b Tổng trở pha tải zp = Rp2  X p2 = 22  82 = 8,24 Hệ số công suất cos tải cos = Rp   0,242 z p 8,24 sin = Xp   0,97 z p 8,42 Dòng điện pha Ip tải: Ip = Up 220  26,7 A = 8,24 zp Dòng điện dây Id tải: Id = Ip = 26,7A Công suất tác dụng P tải P = UdId cos = 380 26,7 0,242 = 4252,6W Công suất phản kháng Q tải Q = UdId sin = 380 26,7 0,97 = 17045,7VAr Công suất biểu kiến S S = UdId = 380 26,7 = 17572,8VA 3.2 Mạch ba pha có phụ tải nối tam giác a Khi không xét tổng trở đường dây Điện áp pha tải điện áp dây: Up = Ud Dòng điện pha tải: 93 Dịng điện dây: Góc lệch pha điện áp pha dịng điện pha:  b Khi có xét tổng trở đường dây pha Ta biến đổi tương đương tam giác thành hình sao: Tổng trở pha nối tam giác: Khi biến đổi sang hình sao: Dịng điện dây: Dòng điện pha tải nối tam giác: Ví dụ 4.7: Một tải ba pha có điện trở pha Rp = 20, điện kháng pha Xp = 15 nối hình tam giác, đấu vào mạng điện có điện áp dây Ud = 220V Tính dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id, cơng suất tải tiêu thụ vẽ đồ thị vectơ điện áp dây dòng điện pha tải Giải: Theo sơ đồ nối dây mạch điện, tải nối tam giác Điện áp pha tải: Up = Ud = 200V Tổng trở pha tải: zp = Rp2  X p2 = 202  152 = 25 Dòng điện pha tải: Ip = U p 220  8,8 A = zp 25 Vì tải nối tam giác dòng điện dây tải: Id = 3I p = 8,8 = 15,24A Công suất tải tiêu thụ: P = Rp I p2 = 20 8,82 = 4646,4W Q = X p I p2 = 15 8,82 = 3484,8VAr S = UdId = 380 15,24 = 10030,35VA Hệ số công suất tải: cos = Rp 20   0,8 z p 25   = 36,870 Dòng điện pha chậm sau điện áp pha góc  = 36,870 Đồ thị vectơ dịng điện điện áp pha 94 Hình 4.12 Mạch điện ví dụ 4.7 Công suất mạch ba pha 4.1 Công suất tác dụng P Công suất tác dụng P: mạch ba pha tổng công suất tác dụng pha cộng lại Gọi PA, PB, PC tương ứng công suất tác dụng pha A, B, C ta có: P = PA + PB + PC = UA IA cosA + UB IB cos + UC IC cosC Khi ba pha đối xứng Điện áp pha: UA = UB = UC = Up Dòng điện pha: IA = IB = IC = Ip Hệ số công suất: cosA = cosB = cosC = cos Ta có: P = 3Up Ip cos hoặc: P = Rp I p2 Trong Rp điện trở pha tải Thay đại lượng pha đại lượng dây: Đối với cách nối hình sao: Ip = Id; Up = Đối với hình tam giác: Up = Ud; Ip = Ud Id Ta có biểu thức cơng suất viết theo đại lượng dây, áp dụng cho trường hợp hình hình tam giác đối xứng P = Ud Id cos : góc lệch pha điện áp pha dòng điện pha tương ứng Cos = Rp Rp  X p 2 4.2 Công suất phản kháng Q Công suất phản kháng Q ba pha tổng công suất phản kháng pha cộng lại 95 Q = QA + QB + QC = UA IAsin A + UB IBsin B + UC ICsin C mạch đối xứng ta có: Q= UP IPsin  Hoặc Q= XP IP2 Trong đó: XP điện kháng pha tải Nếu tính theo đại lượng dây: Q= Ud Idsin  4.3 Công suất biểu kiến S = UP IP S = Ud Id S = ZP IP2 Ví dụ 4.4: Một động điện ba pha có cơng suất định mức Pđm = 14kW, hiệu suất định mức đm = 0,98, hệ số công suất định mức cosđm = 0,88 Dây quấn động điện nối hình sao, điện áp dây mạng điện Ud = 380V Tính điện áp đặt lên pha dây quấn Tính dịng điện dây dịng điện pha động điện Giải: a Vì dây quấn động nối hình nên điện áp pha đặt vào dây quấn pha là: Up = U d 380   220V 3 b Đối với động điện, công suất định mức Pđm cơng suất có ích trục động cơ, công suất điện động tiêu thụ là: Pđiện = Pdm  dm Mà Pđiện = Ud Idcos Vậy dòng điện động là: Id = Pdien = 3U d cos Pdm = 3U d cosdm.dm 14.103  27,16 A 3.380.0,88.0,89 Vì dây quấn nối hình nên Ip = Id = 27,16A Hình 4.9 Mạch điện ví dụ 4.4 Ví dụ 4.5: Một mạch điện ba pha đối xứng Ud = 380V cung cấp điện cho tải đối xứng: Tải1 tiêu thụ P1 = 6kW; Q1 = 4kVAr Tải tiêu thụ P2 = 8kW; A2 = 2kVAr a Tính dịng điện dây tải b Tính dịng điện dây Id nguồn cung cấp cho tải 96 Hình 4.10 Mạch điện ví dụ 4.5 Giải: Cơng suất biểu kiến tải 1: S1 = P12  Q12 = 62  42 =7,211kVA Công suất biểu kiến tải 2: S2= P12  Q12 = 82  22 =8,246kVA Dòng điện dây tải 1: I1 = 7211 S1 = =10,956A 3.380 3U d Dòng điện dây tải 2: I2 = 8246 S1 = =12,528A 3.380 3U d Để tính dịng điện Id nguồn cung cấp cho tải, ta cần tính cơng suất nguồn Cơng suất tác dụng nguồn cung cấp cho tải P = P1 + P2= 6+8 = 14kW Công suấ phản kháng nguồn cung cấp cho tải Q = Q1 + Q2 = + =6kVAr Công suất biểu kiến nguồn S = P12  Q12 = 142  62 =15,231kVAr Ta có dịng điện dây nguồn cung cấp cho tải Id = S 3U d = 15231 = 23,14A 3.380 97 Câu hỏi ôn tập tập Nêu ưu điểm mạch điện ba pha Các đặc điểm mạch điện ba pha đối xứng Định nghĩa điện áp pha, điện áp dây; dòng điện pha, dòng điện dây quan hệ chúng nối nối tam giác Trình bày bước giải mạch điện ba pha Các biểu thức công suất P, Q, S mạch ba pha đối xứng Vai trò dây trung tính mạch điện ba pha tải đối xứng Một nguồn điện ba pha nối sao, Upn = 120V cung cấp điện cho tải nối có dây trung tính Tải có điện trở pha Rp = 180 98 Tính Ud, Id, Ip, I0, P mạch pha Đáp số: Ud = 207,84V; Id = Ip = 667mA; I0 = 0; P = 240W Một nguồn điện ba pha đối xứng đấu cung cấp cho tải ba pha đối xứng đấu tam giác Biết dòng điện pha nguồn Ipn = 17,32A, điện trở pha tải Rp = 38 Tính điện áp pha nguồn công suất P nguồn cung cấp cho tải pha Đáp số: Upn = 220V; Pn = Pt = 11400W Một tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác, biết Rp = 15; Xp = 6, đấu vào mạng điện pha Ud = 380V Tính Ip, Id, P, Q tải Đáp số: Ip = 23,5A; Id = 40,7A; P = 24893,5W; Q = 9957,4A 10 Một động điện pha đấu vào mạng pha Ud = 380V, biết dòng điện dây Id = 26,81A; hệ số công suất cos = 0,85 Tính dịng điện pha động cơ, cơng suất điện động tiêu thụ Đáp số: Ip = Id = 26,81A; Pđiện = 15kW 11 Một động không đồng có số liệu định mức sau: cơng suất định mức Pđm = 14kW Hiệu suất đm = 0,88; hệ số công suất cosđm = 0,89; Y/380V/220V Người ta đấu động vào mạng 220V/127V a Xác định cách đấu dây động b Tính cơng suất điện động tiêu thụ định mức c Tính dịng điện dây Id dòng điện pha Ip động Đáp số: a Động nối hình tam giác  b Pđiện = Pco  dm = 15,9kW c Id = 46,9A; Ip = 27A 12 Một động điện đấu hình sao, làm việc với mạng điện có U d = 380V; động tiêu thụ công suất điện 20kW; cos = 0,885 Tính cơng suất phản kháng động tiêu thụ, dòng điện Id dòng điện pha động Đáp số: Q = 10,52kVAr; Ip = Id = 34,33A 99 Thí nghiệm đấu phụ tải ba pha I Mục tiêu: Nhận biết dạng sơ đồ mạch điện Kết nối mạch điện theo sơ đồ Xác định thông số theo yêu cầu II.Nội dung: Lắp ráp, kiểm tra, đo đạc thông số mạch điện xoay chiều ba pha đối xứng, không đối xứng Hình thức tổ chức thực hiện: Được tổ chức thực hành xưởng thực tập Sinh viên quan sát thao tác mẫu giáo viên Thực tập theo nhóm từ đến sinh viên Thí nghiệm mạch ba pha phụ tải ba pha nối hình 100 * Vật tư, thiết bị: STT Vật tư, thiết bị Công tắc Ampe kế  5A Vơn kế xoay chiều  250V Bóng đèn Biến áp tự ngẫu ba pha  250 V - 10A Dây nối Số lượng 04 03 04 12 01 a Sơ đồ A A V B A V O ' V C A V O Hình 5.13 Sơ đồ thí nghiệm mạch ba pha phụ tải ba pha nối hình b Các bước thực hiện: Bước 1: Kiểm tra thiết bị Bước 2: Lắp ráp mạch theo sơ đồ Bước 3: Kiểm tra mạch theo sơ đồ Bước 4: Cấp nguồn xoay chiều cho mạch Bước 5: Tiến hành đo đạc tính tốn Lấy số liệu ghi vào bng kt qu hai trường hợp: Trường hợp 1: Mạch có dây trung tính 1) Tải có dây trung tính 2) Tải khơng có dây trung tính ( rút bớt bóng đèn pha) 3) Bố trí tải đứt dây pha (rút cầu chì pha bất kì) Chế Kết đo Kết tính độ UA UB UC UAB UBC UCA IA IB IC I0 U0 PA PB PC P tải (V) (V) (V) (V) (V) (V) (A) (A) (A) (A) (V) (W) (W) (W) (W) 101 Trường hợp 2: Mạch dây trung tính 1) Tải ba pha 2) Tải khơng ba pha (rút bớt bóng đèn pha) 3) Bố trí tải đứt dây pha (rút cầu chì pha bất kì) 4) Ngắn mạch pha tải (nối tắt pha tải) Ch ế độ tải Kết đo UA UB UC UA UB UC (V (V (V B C A ) ) ) (V) (V) (V) IA (A ) IB (A ) IC (A ) U0 (V ) Kết tính PA PB PC (W (W (W ) ) ) P (W ) Yêu cầu tính tốn: Dựa cơng thức học giáo trình, tính kết theo u cầu bảng c Nhận xét, so sánh kết luận Xây dựng biểu đồ vecto điện áp dòng điện chế độ làm việc tải Lưu ý: tiến hành thiếu dụng cụ đo, ta tiến hành đo pha, dây Thí nghiêm mạch ba pha phụ tải ba pha nối hình tam giác * Vật tư, thiết bị: STT Vật tư, thiết bị Số lượng Công tắc 03 06 Ampe kế  5A 03 Vôn kế xoay chiều  250V Bóng đèn 12 01 Biến áp tự ngẫu ba pha  250 V - 10A Dây nối a Sơ đồ A A A A A A A V B V C V 102 Hình 5.14 Sơ đồ thí nghiệm mạch ba pha phụ tải ba pha nối hình tam giác b Các bước thực hiện: Bước 1: Kiểm tra thiết bị Bước 2: Lắp ráp mạch theo sơ đồ Bước 3: Kiểm tra mạch theo sơ đồ Bước 4: Cấp nguồn xoay chiều cho mạch Bước 5: Tiến hành đo đạc tính tốn Lấy số liệu ghi vào bảng kết trường hợp sau: 1) Tải ba pha 2) Tải khơng ba pha (bớt bóng đèn pha) 3) Tải ba pha đứt dây cung cấp điện (rút bớt cầu chì) 4) Tải ba pha đứt pha tải (hở mạch pha tải bất kì) Ch Kết đo Kết tính ế UA UB UC UA UB UC IA IB IC U0 PA PB PC P độ (V (V (V (A (A (A (V (W (W (W (W B C A tải ) ) ) (V) (V) (V) ) ) ) ) ) ) ) ) u cầu tính tốn: Dựa cơng thức học giáo trình, tính kết theo yêu cầu bảng c Nhận xét, so sánh kết luận Xây dựng biểu đồ vecto điện áp dòng điện chế độ làm việc tải Lưu ý: tiến hành thiếu dụng cụ đo, ta tiến hành đo pha, dây Thí nghiệm đo cơng suất mạch điện ba pha * Vật tư, thiết bị: STT Vật tư, thiết bị Số lượng Công tắc 04 03 Ampe kế  5A 01 Vôn kế xoay chiều  250V 01 Woát kế pha  KW 01 Biến áp tự ngẫu ba pha  250 V - 10A Bóng đèn 12 103 Dây nối a Sơ đồ Mạch ba pha đối xứng có cơng suất pha, ta cần đo công suất pha nhân cơng suất ba pha: P3P = 3.P1P = 3.W W: số oát kế pha * * A Mạch ba W B pha đối C xứng O Hình 5.14 Sơ đồ đo cơng suất mạch ba pha đối xứng b Các bước thực hiện: Bước 1: Kiểm tra thiết bị Bước 2: Lắp ráp mạch theo sơ đồ Bước 3: Kiểm tra mạch theo sơ đồ Bước 4: Cấp nguồn xoay chiều cho mạch Bước 5: Tiến hành đo đạc tính tốn LÊy số liệu ghi vào bng kt qu hai trường hợp: Thứ tự Lần Lần Kết đo Kết tính P3pha P3pha * Đo cơng suất mạch điện ba pha không đối xứng - Để đo cơng suất mạch điện ba pha khơng đói xứng ta dùng ốt kế để đo cơng suất pha Công suất ba pha là: P3P = PA +PB + PC - Ta dùng hai ốt kế nối dây theo sơ đồm sơ đị ốt kế thứ có điện áp dây UAC dịng điện IA , cịn ốt kế thứ hai có điện áp dây     UBC dòng điện IB Số hai oát kế là: U AC I A  U BC I B (*)       Mặt khác U AC  U A  U C , U BC  U B  U C Thế vào phương trình (*) ta có: U A                        U C I A  U B  U C I B  U A I A  U B I B  U C I A  I B mà I A  I B  I C       Suy U A I A  U B I B  U C I C  PA  PB  PC a Sơ đồ * A * Mạch ba W * B C O * W * * W pha không đối xứng 104 * A * W * * B W Mạch ba pha không đối xứng C b Các bước thực hiện: Bước 1: Kiểm tra thiết bị Bước 2: Lắp ráp mạch theo sơ đồ Bước 3: Kiểm tra mạch theo sơ đồ Bước 4: Cấp nguồn xoay chiều cho mạch Bước 5: Tiến hành đo đạc tính tốn LÊy c¸c sè liƯu ghi vµo bảng kết hai trường hợp: Thứ tự Lần Lần Kết đo P3pha Kết tính P3pha 105 Câu hỏi tập 1.Các biểu thức công suất P, Q, S mạch ba pha khơng đối xứng Vai trị dây trung tính mạch điện ba pha tải khơng đối xứng Một mạng điện pha dây 380V/220V cung cấp điện cho 60 đèn phóng điện cao áp công suất đèn P = 250W; công suất chấn lưu 25W, hệ số công suất cos = 0,85 (các đèn bù), điện áp đèn Uđm = 220V Đèn phân cho pha a Xác định dòng điện dây pha làm việc bình thường Tính dịng điện dây trung tính I0 b Khi đèn pha A bị cắt điện Xác định dòng điện dây I B, IC dòng điện I0 dây trung tính đèn pha B C làm việc bình thường c Khi đèn pha A đèn pha B bị cắt điện Xác định dòng điện I C dịng điện I0 dây trung tính đèn pha C làm việc bình thường Đáp số: a IA = IB = IC = Id = 29,4A; I0 = b IB = IC = 29,4A không đổi; I0 = 29,4A c IC = 29,4A không đổi; I0 = 29,4A Một mạng điện pha dây 380V/220V, tải pha nói dây pha dây trung tính Tải pha A pha B trở RA = RB = 10; tải pha C cuộn dây RC = 5; XL = 8,666 Tính dịng điện pha IA, IB, IC dòng điện dây trung tính I0 Đáp số: IA = IB = IC = 22A; I0 = 22A 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thị Cư (chủ biên), Mạch điện 1, NXB Giáo dục, 1996 [2] Hoàng Hữu Thận, Cơ sở Kỹ thuật điện, NXB Giao thông vận tải, 2000 [3] Nguyễn Bình Thành, Cơ sở lý thuyết mạch điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1980 [4] Hoàng Hữu Thận, Kỹ thuật điện đại cương, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1976 [5] Hoàng Hữu Thận, Bài tập Kỹ thuật điện đại cương, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1980 [6] Phạm Thị Cư, Bài tập mạch điện 1, Trường Đại học Kỹ thuật TPHCM, 1996 [7] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện Lý thuyết 100 giải, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1995 [8] PGS.TS Lê Văn Bảng, Giáo trình lý thuyết mạch điện, NXB giáo dục, 2005 ... Tổng quát mạch điện Các mơ hình tốn mạch điện Chương 1: Các khái niệm mạch điện Mạch điện mơ hình 1.1 Mạch điện 1.2 Các tượng điện từ 1.3 Mơ hình mạch điện Các khái niệm mạch điện 2.1 Dòng điện chiều... hình mạch điện Mạch điện gồm nhiều phần tử, làm việc nhiều tượng điện từ xảy phần tử Khi tính tốn người ta thay mạch điện thực mơ hình mạch điện Mơ hình mạch điện sơ đồ thay mạch điện thực, trình. .. QUÁT VỀ MẠCH ĐIỆN 1 26 Mục tiêu: - Khái quát hệ thống mạch điện - Phân tích mơ hình tốn mạch điện - Rèn luyện phương pháp học tư nghiêm túc cơng việc Nội dung chính: Tổng qt mạch điện Mạch điện