Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điện Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điện Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điệnGiáo trình mạch điện, kỹ thuật điện Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điện Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điện Giáo trình mạch điện, kỹ thuật điện
1 MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương 1: Mạch điện chiều Khái niệm dòng điện mạch điện 1.1.Dòng điện 1.2.Mạch điện Các định luật mạch điện 2.1.Định luật Ôm 2.2.Định luật Jun-Lenxơ 2.3.Định luật Kiếchốp (Kirchoff) Nguồn điện 3.1.Khái niệm nguồn điện 3.2.Nguồn điện chiều Phương pháp giải mạch điện phức tạp 4.1.Phương pháp dòng điện nhánh 4.2.Phương pháp dòng điện vòng 4.3.Phương pháp điện áp hai nút 4.4.Phương pháp xếp chồng 5 10 10 10 11 12 12 13 14 14 16 18 20 Chương 2: Từ trường – Cảm ứng điện từ Từ trường 1.1 Khái niệm từ trường, đường cảm ứng từ 1.2 Các đại lượng từ 1.3 Từ trường số dây dẫn mang dòng điện 1.4 Lực tương tác 1.5 Lực tác dụng hai dây dẫn có dịng điện Mạch từ 2.1 Khái niệm mạch từ 2.2 Định luật dịng điện tồn phần 2.3 Tương quan B, H đường cong từ hoá Cảm ứng điện từ 3.1 Định luật cảm ứng điện từ 3.2 Suất điện động cảm ứng 3.3 Hiện tượng tự cảm 3.4 Hiện tượng hỗ cảm 3.5 Dịng điện xốy 23 23 23 24 26 27 28 29 29 30 30 31 31 32 34 34 35 Chương 3: Mạch điện xoay chiều Mạch điện xoay chiều pha 1.1 Định nghĩa nguyên lý tạo dịng điện xoay chiều hình sin 1.2 Cách biểu diễn đại lượng xoay chiều hình sin 37 37 37 40 1.3 Mạch điện xoay chiều trở 41 1.4 Mạch điện xoay chiều cảm 41 1.5 Mạch điện xoay chiều dung 42 1.6 Mạch điện xoay chiều có điện trở, điện cảm, điện dung mắc nối tiếp 42 1.7 Mạch điện xoay chiều có điện trở, điện cảm, điện dung mắc song song.43 Mạch điện xoay chiều ba pha 47 2.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều ba pha 47 2.2 Các đại lượng mạch điện ba pha 48 2.3 Đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha 49 2.4 Giải mạch điện ba pha 52 Hệ số công suất 55 3.1 Ý nghĩa hệ số công suất 55 3.2 Biện pháp nâng cao hệ số cơng suất 56 MƠN HỌC MẠCH ĐIỆN Mã số mơn học: MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học bố trí sau học sinh học xong môn học chung, trước mô đun nghề Đây môn học lý thuyết sở giúp cho học sinh có khái niệm ban đầu chuyên ngành điện Môn học cung cấp kiến thức phận cấu thành mạch điện chiều xoay chiều, phương pháp biểu diễn giải mạch điện từ đơn giản đến phức tạp phương pháp khác dựa sở lý thuyết khác Học tốt môn học này, học sinh có sở để tiếp thu tốt mơn học sở chuyên ngành khác chương trình đào tạo chuyên ngành Điện dân dụng Mục tiêu môn học: * Về kiến thức: - Trình bày định luật mạch điện, phương pháp giải mạch điện chiều, xoay chiều - Xác định chiều dòng điện cảm ứng, véc tơ cảm ứng điện từ véc tơ lực điện từ ống dây, dây dẫn thẳng, vòng dây đặt từ trường nam châm vĩnh cửu - Giải thích số tượng điện từ thiết bị điện dân dụng * Về kỹ năng: - Vận dụng biểu thức để tính tốn thơng số kỹ thuật mạch điện chiều, xoay chiều, mạch ba pha trạng thái xác lập - Phân tích sơ đồ mạch đơn giản, biến đổi mạch phức tạp thành mạch điện đơn giản *Về thái độ: - Kiên nhẫn, tập trung, tỷ mỷ, xác, có tư sáng tạo, trách nhiệm Nội dung môn học: Thời gian Số TT I Kiểm tra* Tên chương mục Tổng Lý Thực hành (LT số thuyết Bài tập TH) Mạch điện chiều 17 10 - Khái niệm dòng điện mạch điện 2 0 - Các định luật mạch điện - Nguồn điện - Phương pháp giải mạch điện phức tạp II Từ trường – Cảm ứng điện từ - Từ trường - Mạch từ - Cảm ứng điện từ III Mạch điện xoay chiều - Mạch điện xoay chiều pha - Mạch điện xoay chiều pha - Hệ số công suất Cộng 4 15 13 45 12 4 30 1 13 0 0 0 CHƯƠNG MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH08.01 Giới thiệu: Khái niệm, định nghĩa dòng điện, mạch điện, nguồn điện khái niệm, định nghĩa ngành điện Khi tìm hiểu giải mạch điện, bỏ qua định luật mạch điện Từ áp dụng định luật để giải mạch điện từ đơn giản đến phức tạp phương pháp thích hợp khác nhau, tùy theo đặc điểm mạch cụ thể Chương cung cấp cho học sinh kiến thức điều đề cập Mục tiêu: - Trình bày khái niệm dòng điện, mạch điện, nguồn điện phương pháp giải mạch điện chiều - Giải mạch điện chiều phức tạp - Tuân thủ bước giải mạch điện - Tỉ mỉ, xác, có tư logic, trách nhiệm công việc Nội dung chính: Khái niệm dịng điện mạch điện Mục tiêu: - Trình bày khái niệm dịng điện mạch điện - Xác định số nhánh, nút, mạch vòng mạch điện cho 1.1.Dòng điện 1.1.1 Khái niệm dòng điện Dòng điện dòng chuyển dời có hướng điện tích điện trường Tùy theo môi trường khác mà chất dịng điện khác Ví dụ: Nếu kim loại dịng điện dịng chuyển dời có hướng electron tự do; chất điện phân dịng chuyển dời có hướng ion dương ion âm; khơng khí dịng chuyển dời có hướng điện tích dương điện tích âm 1.1.2 Tác dụng dịng điện Dịng điện có tác dụng: - Tác dụng nhiệt: Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn vật dẫn bị phát nóng Người ta sử dụng tác dụng nhiệt dòng điện để chế tạo thiết bị máy sấy, nồi cơm điện, lò nướng điện - Tác dụng quang: Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn vật dẫn bị phát sáng Người ta sử dụng tác dụng quang dòng điện để chế tạo bóng đèn sợi nung - Tác dụng hóa học: Khi có dịng điện chạy qua dung dịch hóa học làm cho tính chất hóa học chúng thay đổi Người ta sử dụng tác dụng hóa học dịng điện để điện phân, nạp ắc quy 1.1.3 Cường độ mật độ dòng điện Người ta biểu diễn độ “mạnh”, “yếu” dòng điện thơng qua tham số cường độ dịng điện Cường độ dòng điện trị số dòng điện tính tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua tiết diện ngang vật dẫn, đơn vị tính cường độ dịng điện Ampe (A): A (1- 1) Chiều quy ước dòng điện chiều chuyển động điện tích dương điện trường Trong tính tốn mạch điện, người ta cịn sử dụng khái niệm mật độ dòng điện Mật độ dòng điện trị số dịng điện tính tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua đơn vị diện tích tiết diện ngang vật dẫn, đơn vị tính mật độ dịng điện A/mm2 Nếu tiết diện ngang vật dẫn S mật độ dịng điện tính: A/mm2 (1- 2) 1.2.Mạch điện 1.2.1 Khái niệm mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn tạo thành mạch kín theo quy luật thiết kế trước, có dịng điện chạy qua Mạch điện thường bao gồm phần tử: nguồn điện, phụ tải, dây dẫn Hình 1- ví dụ mạch điện - Nguồn điện: Nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng khác năng, nhiệt năng, hóa thành điện - Tải: Tải thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang - Dây dẫn: Dây dẫn làm vật liệu dẫn điện tốt (đồng,nhôm ) dùng để truyền tải điện từ nguồn đến tải Dây dẫn ĐC MF Hình 1.1: Mạch điện Nguồn điện Phụ tải 1.2.2 Mơ hình mạch điện Để tiện lợi tính tốn thiết kế khảo sát q trình điện từ xảy mạch điện người ta sử dụng mơ hình mạch điện Mạch điện thực tế với thiết bị điện thay mơ hình mạch với phần tử lý tưởng đặc trưng cho q trình Mơ hình mạch bao gồm: - Các phần tử tích cực: nguồn áp u(t), nguồn dòng i(t) lý tưởng; - Các phần tử thụ động: điện trở R, điện cảm L, điện dung C lý tưởng; - Dây dẫn lý tưởng Nguồn áp u(t) Nguồn áp u(t) hay máy phát điện áp, gọi nguồn sức điện động e(t) đặc trưng cho khả tạo nên trì điện áp khơng đổi hai cực nguồn Đặc tính quan trọng nguồn áp có điện trở nội r = , hiệu điện hai cực nguồn không đổi không phụ thuộc vào giá trị phụ tải Ký hiệu quy ước nguồn áp hình 1-2, a Ta có giá trị nguồn áp: u(t) = - e(t) (1-3) Nguồn dòng điện i(t) Nguồn dòng điện i(t) hay máy phát dòng, đặc trưng cho khả tạo nên trì dịng điện khơng đổi mạch Đặc tính quan trọng nguồn dịng có nội trở r = ∞ giá trị dòng điện mạch không phụ thuộc vào phụ tải Ký hiệu quy ước nguồn dịng hình 1- 2, b Trên thực tế, nguồn có nội trở hữu hạn Do vậy, thay mơ hình mạch, chúng biểu diễn dạng nguồn sức điện động e(t) mắc nối tiếp với một điện trở r (hình 1- c), dạng nguồn dòng điện i (t) mắc song song với điện trở r (hình 1- d) r e(t) i(t) i(t) u(t) r e(t) a) b) c) d) Hình 1- Ký hiệu quy ước nguồn áp nguồn dòng a, b – Nguồn áp nguồn dòng lý tưởng; c, d – Nguồn áp nguồn dòng thực tế Điện trở R Điện trở R đặc trưng cho vật dẫn mặt cản trở dòng điện Về mặt lượng điện trở R đặc trưng cho trình tiêu thụ điện biến điện thành dạng lượng khác nhiệt năng, quang năng, năng, … Quan hệ dòng điện điện áp điện trở là: uR = R.i (1-4) Cơng suất điện trở: p = R.i (1-5) Trong hệ đơn vị SI đơn vị điện trở ôm () Ký hiệu: Cuộn dây L Là phần tử có khả tích – phóng lượng dạng từ trường Một cuộn dây có dịng điện i chạy qua sinh từ trường Từ thơng gửi qua n vịng cuộn dây = n. Điện cảm cuộn dây định nghĩa là: Trong hệ đơn vị SI đơn vị điện cảm (L) henri (H) Năng lượng từ trường tích lũy cuộn cảm: WM = Quan hệ dòng áp cuộn cảm: (V) Ký hiệu: Tụ điện C Là phần tử có khả tích – phóng lượng dạng điện trường Khi nối hai đầu tụ điện có điện dung C vào nguồn điện áp u, tụ điện tích điện Độ lớn điện tích q: q=Cu (1-6) Trong hệ đơn vị SI đơn vị điện dung (C) fara (F) Năng lượng điện trường tích lũy tụ điện: WE = Quan hệ dòng áp tụ điện: (V) Ký hiệu: Dạng phần tử thụ động thực tế: Trên thực tế khơng có phần tử điện trở CR, dung C, r cảm L Để tiện cho tính tốn giải mạch điện ta chấp nhận sai số mơ hình coi phần tử mang tính chất đặt trưng chúng Khi nghiên cứu sâu, mơ hình xác ta mơ gần phần tử sau: a Phần tử điện trở: R b Phần tử điện cảm: Cr Lr L c Phần tử điện dung: CL rL LC C LC Mơ hình mạch điện Mơ hình mạch điện sơ đồ thay tương đương phần tử mạch điện phần tử mơ hình lý tưởng e, i, R, L, C cho kết cấu hình học trình lượng xảy mạch giống mạch điện thực Để thiết lập mơ hình mạch ta phân tích q trình lượng xảy phần tử mạch thay chúng phần tử tương đương Khi phân tích cần ý rằng, tùy thuộc vào điều kiện làm việc mạch điện, đặc biệt dải tần công tác mà sơ đồ thay khác Ví dụ: Ta xét mạch điện thực tế gồm máy phát cung cấp điện cho phụ tải bóng đèn mắc song song với cuộn dây theo sơ đồ hình 1-3, a Khi chuyển sang sơ đồ thay dòng điện xoay chiều, máy phát điện thay (Ef ,Lf ,Rf) Phụ tải bóng đèn thay Rz, cuộn dây L, R; dây dẫn nối phần tử thay phần tử tập trung Ld , Rd (hình 1-3, b) Tuy nhiên chuyển sang sơ đồ thay dòng điện chiều, phần tử kháng không nên sơ đồ thay có dạng đơn giản (hình 1-3, c) Hình 1- Mạch điện mơ hình mạch điện a – Sơ đồ thực tế b – Sơ đồ tương đương cho mạch điện xoay chiều c – Sơ đồ tương đương cho mạch điện chiều 1.2.3 Nhánh, nút mạch vòng mạch điện: Nhánh (n): Là đoạn mạch điện bao gồm phần tử mạch điện mắc nối tiếp với có dịng điện qua Nút (d): Là nơi giao từ nhánh mạch điện trở lên Mạch vòng (c) - gọi “mắt”: Là lối khép kín qua nhánh mạch điện Ví dụ: Cho mạch điện hình 1-4: Hình 1- Mạch điện nhánh, nút, mạch vòng Mạch bao gồm nhánh (n = 5) AB, AC, CB, CD BD; kết nối với tạo thành nút (d = 4) A, B, C D; mạch có mạch vịng (ACBA), (BCDB) (ACDBA) Các định luật mạch điện Mục tiêu: - Trình bày nội dung định luật học - Áp dụng định luật để giải tốn mạch điện thơng thường 10 2.1.Định luật Ôm 2.1.1 Định luật Ôm cho đoạn mạch: Xét đoạn mạch hình 1.5: Điện áp đặt lên hai đầu đoạn mạch có giá trị U, điện trở tương đương đoạn mạch có giá trị R, dịng điện chạy đoạn mạch có giá trị I I U R Hình 1.5: Định luật Ôm cho đoạn mạch Định luật Ôm cho đoạn mạch phát biểu sau: Trong đoạn mạch kín, dịng điện qua đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp đặt hai đầu đoạn mạch tỷ lệ nghịch với điện trở đoạn mạch 2.1.2 Định luật Ơm cho tồn mạch: Xét mạch điện hình 1.6: Nguồn điện mạch có giá trị sức điện động (s.đ.đ) E, điện trở tương đương tồn mạch có giá trị Rtm, dịng điện chạy mạch có giá trị I E I Rtm Hình 1.6: Định luật Ơm cho tồn mạch Định luật Ơm cho tồn mạch phát biểu sau: Trong mạch điện kín, dịng điện qua mạch tỷ lệ thuận với s.đ.đ nguồn mạch điện tỷ lệ nghịch với điện trở tồn mạch Ví dụ: Cho mạch điện hình 1.6 Biết E = 24 V, Rtm = 12 Tính giá trị dịng điện I Giải: Theo định luật Ơm cho tồn mạch, ta có: Đáp số: I = 2A 2.2 Định luật Jun - Lenxơ (Joule -Lenzo ): Đây định luật mối quan hệ điện nhiệt, sử dụng để tính tốn nhiệt lượng cung cấp (hoặc tỏa ra) cho thiết bị có dịng điện qua 2.2.1 Định luật Jun - Lenxơ: Nội dung định luật: Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, với điện trở dây dẫn thời gian dòng điện chạy qua Biểu thức định luật Jun –Len-Xơ: Q = I2Rt Trong đó: I: Tính ampe (A); R: Tính ơm () t: Tính giây (s) Q đo jun (J) 55 Khi tải nối Khi tải nối tam giác 56 57 58 2.4.2 Bài tập Bài 1: Một nguồn điện điện ba pha nối sao, Upn=120V cung cấp cho tải nối có dây trung tính, tải có điện trở pha Rp=180 Tính Ud, Id, Ip, Io, P mạch ba pha Bài 2: Một nguồn điện ba pha đối xứng cung cấp cho tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác Biết dịng điện pha nguồn I pn=17,32A, điện trở pha tải Rp=38 Tính điện áp pha công suất P nguồn cung cấp cho tải ba pha Bài 3: Một tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác, biết R p=15, Xp=6 đấu vào mạng điện ba pha Ud=380V Tính Id, Ip, P, Q tải Bài 4: Một động điện ba pha đấu sao, đấu vào mạng ba pha U d=380V Biết dịng điện dây Id=26,81A, hệ số cơng suất Tính dịng điện pha động cơ, cơng suất điện động tiêu thụ Bài 5: Một động điện đấu hình sao, làm việc với mạng điện có U d=380V, động tiêu thụ công suất 20kW, Tính cơng suất phản kháng động tiêu thụ, dòng điện dây Id dòng điện pha động Hệ số cơng suất Mục tiêu: - Trình bày ý nghĩa hệ số công suất cos - Trình bày biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 3.1 Ý nghĩa hệ số công suất 3.1.1 Khả làm việc thiết bị: Các thiết bị điện đặc trưng ba thông số định mức chính: Cường độ dịng điện định mức (Iđm), điện áp định mức (Uđm), công suất biểu kiến định mức (Sđm) Ta có: S đm = Iđm.Uđm Khi thiết bị làm việc, điều ta quan tâm công suất tác dụng thiết bị (Pđm) Pđm = Sđm.cosđm Vậy để công suất tác dụng thiết bị tiến đến cơng suất biểu kiến thiết bị, đại lượng cos phải tiến đến Hay nói cách khác, để tận dụng tối đa khả làm việc thiết bị hệ số cơng suất cos phải lớn (cos = 1) Hệ số công suất cos biểu diễn mức độ tiêu hao vơ ích lượng nguồn cung cấp (cos = P/S), trì hệ số cơng suất cos cao (cos1) tận dụng tối đa công suất nguồn cung cấp, giảm tổn hao đường truyền Nếu công suất tồn phần nguồn cung cấp (S) khơng đổi nâng cao hệ số cos tăng cơng suất có ích (P) cung cấp cho phụ tải; cịn cơng suất có ích phụ tải (P) khơng thay đổi nâng cao hệ số công suất cos giảm công suất toàn phần (S) nguồn cung cấp.Máy phát điện làm việc với dịng điện điện áp định mức, phát công suất tác dụng tỉ lệ với hệ số cơng suất cos Vì thực tế, sử dụng lượng điện, người ta ln tìm biện pháp để nâng cao hệ số công suất cos 59 3.1.2 Trong truyền tải: Khi sử dụng điện, nhu cầu sử dụng cần phải truyền tải điện xa Phụ tải dùng điện yêu cầu với công suất tác dụng định điện áp U không đổi Lúc này, thay đổi hệ số cơng suất cos, dịng điện thay đổi theo (P = U I.cos) Dòng điện thay đổi tỉ lệ nghịch với hệ số công suất cos, hệ số công suất cos nhỏ dịng điện tải tiêu thụ lớn Dịng điện lớn tồn thất điện áp đường dây tăng Tổn thất công suất đường dây tăng tăng trọng lượng dây dẫn, thiệt hại kinh tế Vậy sử dụng thiết bị điện, truyền tải điện xa, hệ số cơng suất cos có tầm quan trọng ý nghĩa to lớn Ta phải giữ cho hệ số công suất cos có giá trị định mà khơng ảnh hưởng đến tiêu kinh tế, kỹ thuật 3.2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất Với mạch điện xoay chiều, hệ số cơng suất cos có giá trị phụ thuộc vào thông số mạch điện R, XL, XC (cos = R/Z) Mà phụ tải công nghiệp, đời sống thường có tính chất cảm kháng (cuộn dây động điện, máy biến áp, cuộn chấn lưu, quạt điện ) nên thường hệ số công suất cos thấp Ta phải thực việc nâng cao hệ số công suất cos Để nâng cao hệ số công suất cos thường theo hai hướng sau: 3.2.1 Biện pháp chủ động: Là biện pháp giảm công suất phản kháng tải Trên thực tế công suất phản kháng thường dùng từ động điện, cuộn dây máy biến áp, cuộn chấn lưu Do đó, biện pháp chủ động để giảm nhỏ công suất phản kháng trường hợp đặt từ chế tạo thiết bị, lựa chọn công suất thực vận hành theo chế độ thích hợp 3.2.2 Biện pháp thụ động: Là biện pháp sản xuất công suất phản kháng nơi tiêu thụ gần nơi tiêu thụ để bù công suất phản kháng tải Phương pháp có hai cách thức thực hiện: Dùng tụ bù dùng động đồng máy bù dồng Phương pháp dùng tụ bù: Đây phương pháp đơn giản, dùng tụ bù C mắc song song với tải tiêu thụ, gọi bù tĩnh Dùng động đồng máy bù đồng gọi máy bù quay: Phương pháp thực cách bù trực tiếp lên lưới điện 60 61 Bài tập tổng hợp: Bài 4.1: Mạch điện pha hình 4.1 cung cấp nguồn pha đối xứng thứ tự thuận, biết áp dây hiệu dụng UA=110∠00(V), Zd = Zn= j50(Ω); Z1 = 100Ω; Z2= 300Ω a Xác định giá trị IA, IA1, IA2 b Xác định số dụng cụ đo c Tìm cơng suất P tiêu thụ tải Z1 P tổn hao đường dây (Zd) 62 Zd IA1 IA Z1 A IA2 Zd Z1 B a C Zd Z2 b Z1 c Z2 Z2 A N Hình 4.1 Bài 4.2: Mạch điện pha hình 4.2 cung cấp nguồn pha đối xứng thứ tự thuận, biết áp dây hiệu dụng UA=100∠00(V), Zd= 25+j25Ω; Z2 = 50+j50Ω; Z1= 150+j150Ω a Xác định giá trị IA, IA1, IA2 b Xác định số dụng cụ đo c Tìm cơng suất P tiêu thụ tải Z1 P tổn hao đường dây (Zd) Zd IA I a A1 A IA2 Z Z1 B b Z Z Zd A1 d 1 C N c Z2 Z2 Z2 Zn A2 Hình 4.2 63 64 GỢI Ý TRẢ LỜI VÀ KẾT QUẢ CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP CHƯƠNG 1: PHẦN 2.3.3 Bài 1: Dùng phép biến đổi tương đương điện trở áp dụng định luật Ơm để tính Kết quả: I = 16 A Bài 2: Xác định được: n =3; d = 2; c = Chọn mạch vòng: Mạch vòng qua E1 có chiều thuận chiều kim đồng hồ, qua E2 ngược chiều kim đồng hồ Sau đó, viết định luật Kiếc Khốp cho nút Kiếc Khốp cho mạch vòng chọn: I1 - I2 + I3 = I1.R1 + I2.R2 = E1 I2.R2 + I3.R3 = E2 Thay số giải hệ phương trình được: I1 = 10 A; I2 = 10 A; I3 = 10 A Bài 3: Dùng định luật Kiếc Khốp để giải: Chọn chiều dòng điện nhánh, chiều mạch vòng cho với biểu thức định luật Kiếc Khốp cho nút mạch vòng sau: I1 - I2 + I3 = I1.(R1 + R5) + I2.R2 = E1 + E2 I2.R2 + I3.(R3 + R4) = E2 + E3 Thay giá trị mà đầu cho, giải hệ phương trình được: I1 = 18/13 A; I = A; I3 = 21/13 A Bài 4: Xác định được: n = 4, d = 2, c = Chọn chiều dòng điện nhánh, chiều mạch vịng (khơng qua nguồn dòng) cho với biểu thức định luật Kiếc Khốp cho nút mạch vòng sau: I1 - I2 + I3 - 0,03 = 10 I1 + 20 I2 = 0,4 20 I2 + 40 I3 = Giải hệ phương trình được: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A PHẦN 3.3.3 Thực tế đấu ghép nguồn thành bộ, để đảm bảo độ bền nguồn người ta thường tính tốn để đảm bảo Iđmn ≈ 1,4 Iđmt , Iđmn dịng điện định mức nguồn cung cấp, Iđmt dòng điện tiêu thụ định mức tải Trên sở kết tập sau: 65 Bài 1: Mắc nối tiếp nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 2: Mắc nối tiếp nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 3: Mắc nối tiếp nguồn 20 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 4: Mắc song song 20 nguồn 20 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 5: Mắc song song 10 nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 6: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 12 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 7: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 12 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song 10 nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 8: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 1,2 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 9: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 1,5 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song 10 nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) PHẦN 4.1.2 Bài 4.1.1: Giải mạch điện được: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A Bài 4.1.2: Gọi dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Viết phương trình định luật KI cho nút KU cho mạch vòng chứa nguồn s.đ.đ điện trở Giải hệ phương trình tìm được: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.1.3: U1 = - 2V; công suất P = 2W Bài 4.1.4: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.1.5: R = Ω PHẦN 4.2.2 Bài 4.2.1: Kết quả: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A Bài 4.2.2: 66 Quy ước dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Giải mạch điện, kết quả: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.2.3: U1 = - 2V; công suất P = 2W Bài 4.2.4: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.2.5: Chọn mạch vòng theo chiều I, gán cho dịng vịng Ic, viết phương trình giải R = Ω PHẦN 4.3.2 Bài 4.3.1: Giải mạch điện cho kết quả: I1 = 0,2A; I2 = 0,4A; I3 = 0,2A; I4 = 0,4A Bài 4.3.2: Chọn nút phía mạch điện đề làm nút gốc Gọi dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Giải mạch điện có: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.3.3: Chọn nút phía mạch điện đề làm nút gốc Giải mạch điện có: I = 0,527A Bài 4.3.4: Chọn nút phía mạch điện làm nút gốc (V = 0V) để giải Kết quả: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.3.5: Chọn nút phía mạch điện làm nút gốc (V = 0V) để giải Kết quả: U0 = 6V; I = 1/3 A PHẦN 4.4.3 Bài 4.4.1: Lần lượt triệt tiêu nguồn theo nguyên lý xếp chồng; với nguồn độc lập, dùng biến đổi tương đương để giải Kết quả: I1 = 0,2A; I2 = 0,4A; I3 = 0,2A; I4 = 0,4A Bài 4.4.2: Quy ước dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Cho nguồn độc lập tác động theo nguyên lý xếp chồng Kết quả: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.4.3: Kết quả: I = 0,527A Bài 4.4.4: 67 Quy ước chiều dòng I1; I2; I3 tương ứng nhánh chiều với nguồn s.đ.đ E1; E2; E3 Kết quả: I1 = 3,2 A; I2 = 6,4 A; I3 = 3,2 A Bài 4.4.5: Kết quả: U0 = 6V; I = 1/3 A CHƯƠNG 2: Trả lời theo lý thuyết học theo thứ tự: Khái niệm (hoặc thí nghiệm), biểu thức tính tốn, ý nghĩa đại lượng, ví dụ ứng dụng CHƯƠNG 3: PHẦN 1.8: Bài 3.1.1: Imax = 102 A; I = 10A; Umax = 2002 V; U = 200V ; U = -250; I = -150; = -100; Nhánh mang tính dung Bài 3.1.2: Biểu diễn phần lý thuyết (khi biểu diễn véc tơ nên chọn véc tơ gốc - 0O trùng với phương ngang) Bài 3.1.3: I ≈ A; UR = 114 V; UL = 200 V; cos ≈ 0,57; P = 228 W; Q = 400 VAr Bài 3.1.4: Từ giá trị đề ra, tính XL = 6283,2 Ω; Kết quả: U ≈ 2,4 V Bài 3.1.5: Tính giá trị XC ≈ 3183 Ω Kết quả: I ≈ 4,5 mA; P = 20,25 mW; Q ≈ 64,46 mVAr; UC ≈ 14 V; UR = 4.5 V Bài 3.1.6: I = A; UR = 60V; UC = 80 V; U = 100 V; cos ≈ 0,75; Q = 320 VAr Bài 3.1.7: Chú ý tính tổng trở: Dung kháng mang dấu âm, cảm kháng mang dấu dương Kết quả: I = 52 A; IR = A; Ix12 = A; Ix3 = 10 A; P = 250W; Q = 250 VAr; U = 50 V Bài 3.1.8: Khi tính tốn, ý 3.1.7 Kết quả: UAB = 250 V; I1 = 62,5 A; I2 = 75 A; I ≈ 97,6 A Bài 3.1.10: Khi tính toán, ý 3.1.7 Kết quả: I = 20 A; I1 = 20 A; I2 = 40 A; UAB = 240 V PHẦN 2.4.2: 68 Bài 1: Mạch mạch pha đối xứng, nối có trung tính Kết quả: Ud = 1203 V; Id = Ip ≈ 0,67 A; Io = A; P = 240 W Bài 2: Dựa mối quan hệ đại lượng dây đại lượng pha mạch pha Chú ý tải trở nên cos = Kết quả: Up ≈ 220 V; P ≈ 11,431 KW Bài 3: Id ≈ 41 A; Ip = 23,5 A; P = 24851,25 W; Q = 9940,5 VAr Bài 4: Ip = Id = 26,81 A; P = 20,760 W Bài 5: Tìm Q theo cơng thức: Kết quả: Q ≈ 10,5 KVAr; Id = Ip = 59,5 A PHẦN 4: Bài 4.1: IA A IA1 = IA2 A Mạch pha đối xứng nên Ampe kế 0A Công suất tiêu thụ tải Z1: P1 = 242 W; Trên trở kháng đường dây Zd Pd = W Bài 4.2: IA ; IA1 = IA2 Ampe A1 = (A); A2 = 0(A); PZ1 = 12,5 (W); PZd = 50 (W) Bài 4.3: Khi mở khóa K: Oát kế P 200 W; Ampe kế A A Khi đóng khóa K: Oát kế P 400 W; Ampe kế A A Bài 4.4: a Z1 = 25 Ω b W1 = W2 = 8640 W, Ampe kế 9,295 A Bải 4.5: a IA = 0,707 A; IA1 =1 A; IA2 = 0,707 A; Ica = 0,408 A; b W1 = 55 W; W2 = 150 W; ampe kế A = A; c PZ1 = W; P Z2 = 50 W; P Zd = W; TÀI LIỆU THAM KHẢO - Đặng Văn Đào, Lê văn Doanh –Kỹ thuật điện – Nhà xuất Giáo dục – 1999 69 - Hoàng Hữu Thận – Kỹ thuật điện đại cương – Nhà xuất Đại học GDCN – 1991 - Đặng Văn Đào, Lê văn Doanh – Giáo trình Kỹ thuật điện – Nhà XB Giáo dục – 2002 - Điện kỹ thuật (T1 T2) - Nhà xuất Lao động Xã hội – 2004 - Ngô Cao Cường - Mạch điện - Trường Đại học dân lập kỹ thuật cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh ... mạch xoay chiều R-L-C mắc song song hình 3.11 46 Hình 3.11: Mạch R-L-C song song Để giải mạch điện xoay chiều R-L-C mắc song song, dung phương pháp đồ thị véc tơ giống với R-L-C mắc nối tiếp... 2 = (t + /6); - Góc lệch pha: 12 = 1 - 2 = /3 - /6 = /6 (rad) - Tần số góc: = 2f = 2.50 = 314 (rad/s) - Thời gian lệch pha: t12 = 12/ = (/6) / 314 = 1 0-6 /6 (s) - Chu kỳ: T= 1/f... chiều 17 10 - Khái niệm dòng điện mạch điện 2 0 - Các định luật mạch điện - Nguồn điện - Phương pháp giải mạch điện phức tạp II Từ trường – Cảm ứng điện từ - Từ trường - Mạch từ - Cảm ứng điện