Giáo trình kỹ thuật điện điện tử

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Tác giả : Bùi Thị Bình GIÁO TRÌNH   KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ (Lưu hành nội bộ) Hà Nội năm 2012                                                                                                                               Tun bố bản quyền Giáo trình này sử  dụng làm tài liệu giảng dạy nội bộ  trong   trường cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội khơng sử dụng  và khơng cho phép bất kỳ  cá nhân hay tổ  chức nào sử  dụng giáo   trình này với mục đích kinh doanh Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình này với mục đích khác hay  ở nơi khác đều phải được sự đồng ý bằng văn bản của trường Cao   đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội LỜI NĨI ĐẦU  Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề   thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc   dạy thực hành địi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ  đồng thời cần một giáo  trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với u cầu thực tế Nội dung của giáo trình “Ký thuật điện­điện tử  ­ nghề  ơt ơ” đã được xây   dựng trên cơ  sở  kế  thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với  những nội dung mới nhằm đáp ứng u cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ  sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,.  Giáo trình nội bộ  này do các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm   cơng tác trong ngành đào tạo chun nghiệp. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn,  dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề  cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào   tạo mà nhà trường tự  điều chỉnh cho thích hợp và khơng trái với quy  định của   chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy các tác giả  đã có nhiều cố  gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc  chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý   kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ thuật đầu ngành Xin trân trọng cảm ơn! I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MƠN HỌC: ­ Vị trí: Là mơn học kỹ thật cơ sở. Mơn học được bố trí dạy trước hoặc song  song so với mơn học chun mơn, nhằm hỗ trợ cho các mơn chun mơn ­ Tính chất: Là mơn học bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề  Cơ  điện  tử II. MỤC TIÊU MƠN HỌC:  ­ Mơ tả được mạch điện và mơ hình mạch điện với các thơng số đặc trưng  của các phần tử mạch           ­ Hiểu và vận dụng được các phương pháp thích hợp để giải các bài tốn kỹ  thuật điện          ­ Tính tốn  được hệ thống dịng ba pha           ­ Trình bày được cấu tạo, ngun lý làm việc của máy điện          ­ Phân tích đúng ngun lý các mạch điện tử cơ bản          ­ Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong cơng việc ­ Chủ động và sáng tạo trong học tập III. NỘI DUNG MƠN HỌC: 1. Nội dung tổng qt và phân phối thời gian: Thời gian  Số  Bài tập/  Kiểm tra  Tổng  Lý  Thực  (LT hoặc   TT Tên chương, mục số thuyết hành TH) 1 I Bài mở đầu 10 II Mạch   điện       phương   pháp  15 phân tích mạch Mạch   điện,   kết   cấu       đại  lượng đặc trưng Mơ hình mạch điện, các thơng số Các định luật về mạch điện Dịng điện hình sin và các đại lượng  đặc trưng Tính chất của dịng hình sin Bài tập III Cơng suất của dịng hình sin và vấn  đề nâng cao hệ số cơng suất  Các phương pháp giải mạch điện Thực hành  Kiểm tra Mạch điện xoay chiều ba pha IV Hệ thống mạch điện ba pha Cách nối mạch điện ba pha Công suất mạch ba pha Bài tập thực hành Kiểm tra Máy điện 10 V Định nghĩa và phân loại máy điện Máy biến áp Máy điện không đồng bộ Máy điện một chiều Kỹ thuật điện tử 10 Đại cương về chất bán dẫn Diode   bán   dẫn       mạch   ứng    dụng Tranzitor và các mạch ứng dụng Khuếch đại Phần tử nhiều mặt ghép P­N Thực hành  Kiểm tra  28 14 Cộng 45 *Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành được   tính bằng giờ thực hành Bài mở đầu  Mục tiêu: Tình bày được vai trị, nhiệm vụ cần đạt được của mơn học Vai trị, nhiệm vụ của mơn học:  ­ Tính tốn  được hệ thống dịng ba pha   ­ Trình bày được cấu tạo, ngun lý làm việc của máy điện  ­ Phân tích đúng ngun lý các mạch điện tử cơ bản ­ Mơ tả được cấu tạo, phân tích ngun lý của các loại máy điện  ­ Mơ tả được mạch điện và mơ hình mạch điện với các thơng số đặc trưng của các  phần tử mạch  ­ Hiểu và vận dụng được các phương pháp thích hợp để giải các bài tốn kỹ thuật  điện ­Tính tốn quấn lại máy Biến áp, ĐC KĐB 3 pha, ĐC KĐB 1 pha bị cháy hỏng theo   số liệu có sẵn ­ Phân tích ngun nhân hư  hỏng các loại máy điện và đề  ra phương pháp sửa   chữa,thay thế phù hợp ­ Phat huy tinh tich c ́ ́ ́ ực, chu đông, sang tao va t ̉ ̣ ́ ̣ ̀ ư duy khoa hoc trong cơng viêc ̣ ̣  ­ Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong cơng việc  ­ Chủ động và sáng tạo trong học tập Chương 1: Mạch điện và các phương pháp phân tích  mạch Mục tiêu:  ­ Mơ tả  được mạch điện và mơ hình mạch điện với các thơng số  đặc trưng   của các phần tử mạch         ­ Trình bày được các định luật về mạch điện, từ  đó biết áp dụng vào các bài   tốn mạch         ­ Trình bày được khái niệm dịng hình sin và tính chất của dịng hình sin         ­ Hiểu và giải quyết được vấn đề nâng cao hệ số cơng suất         ­ Vận dụng được các phương pháp khi giải mạch điện         ­ Trình bày được cấu tạo, ngun lý làm việc của các máy điện ­ Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong cơng việc 1. Mạch điện,kết cấu và các đại lượng đặc trưng                          1.1. Định nghĩa mạch điện M¹ch điện tập hợp thiết bị điện (nguồn, tải, dây dẫn) nối với dòng điện chạy qua (hình 1.6) Mạch điện phức tạp có nhiều nhánh, nhiều mạch vòng nhiều nút 1.Nhánh Nhánh phận mạch điện gồm có phần tử nối tiếp có dòng điện chạy qua 2.Nút Nút chỗ gặp nhánh (từ nhánh trở lên) 3.Mạch vòng Mạch vòng lối khép kín qua nhánh 1.2: Cỏcyuthỡnhhccbncamchin *.Nhánh Nhánh phận mạch điện gồm có phần tử nối tiếp có dòng điện chạy qua *.Nút Nút chỗ gặp nhánh (từ nhánh trở lên) *.Mạch vòng Mạch vòng lối khép kín qua nhánh 1.3.Cỏcthụngstrngthỏicaquỏtrỡnhnnglngtrongnhỏnh 1.3 Dòng điện Dòng điện i có trị số tốc độ biến thiên điện lợng Q qua tiÕt diƯn ngang cđa vËt dÉn i= dQ dt (1-1) đơn vị ampe, A Ngời ta quy ớc chiều dòng điện chạy vật dẫn ngợc với chiều chuyển động điện tử (hình 1.7) 1.3 Điện áp Tại điểm mạch điện có ®iƯn thÕ HiƯu ®iƯn thÕ gi÷a ®iĨm gäi điện áp U, đơn vị von, V Điện áp điểm A B (hình 1.8) là: UAB = A - B (1-2) Chiều điện áp quy ớc chiều từ điểm có điện cao đến điểm có điện thấp Điện áp cực nguồn điện hở mạch (dòng điện I = 0) đợc gọi sức điện động E 1.3 Công suất Công suất nguồn sức điện động là: P = EI (1-3) Công suất mạch là: P = UI (1-4) Đơn vị công suất oát, W 2.Mụhỡnhmchin,cỏcthụngs 2.1.Mụhỡnhmchin a Nguồn điện Sơ ®å thay thÕ cđa ngn ®iƯn gåm søc ®iƯn ®éng E nối tiếp với điện trở Rn (hình 1.12) Khi giải mạch điện có phần tử tranzito, nhiều nguồn điện có sơ đồ thay nguồn dòng điện J = E mắc song song với điện trở Rn (hình 1.13) Rn b Sơ đồ thay tải - Các tải nh động điện chiều, acquy chế độ nạp điện đợc thay sơ đồ gồm sức điện động E nối tiếp với ®iƯn trë R n (h×nh 1.14) ®ã chiỊu E ngợc chiều với I - Các tải nh bàn điện, bếp điện, bóng đèn đợc thay ®iƯn trë R cđa chóng (h×nh 1.15) 2.2. Các thơng số đặc trưng cơ bản * Søc điện động E Sức điện động E phần tử lý tởng, có trị số điện áp U đo đợc cực nguồn hở mạch ChiỊu cđa søc ®iƯn ®éng quy íc tõ ®iƯn thÕ thấp đến điện cao (cực âm tới cực dơng) (hình 1.9) Chiều điện áp quy ớc từ điện thÕ cao ®Õn ®iƯn thÕ thÊp, ®ã nÕu chiỊu vẽ nh hình 1.9 thì: U=E (1-5) * Nguồn dòng điện J Nguồn dòng điện J phần tử lý tởng có trị số dòng điện ngắn mạch cực nguồn (hình 1.10) * Điện trở R Điện trở R đặc trng cho vật dẫn mặt cản trở dòng điện chạy qua Về tợng lợng, điện trở R đặc trng cho tiêu tán, biến đổi điện tiêu thụ thành dạng lợng khác nh nhiệt năng, quang năng(hình 1.11) Công st cđa ®iƯn trë P = RI2 (1-6) 3. Các định luật về mạch điện                                                      3.1. Định luật ơm Nhánh điện trở R Xét nhánh điện btrở (hình 1.18) Biểu thức tính điện áp điện trở: U = RI (1-7) Biểu thức tính dòng điện qua ®iÖn trë: I= U R (1-8) U - tÝnh b»ng V I - tÝnh b»ng A R - tÝnh b»ng Ví dụ 2: Trong mạch điện hình 1.19, biết I = 210mA; R = 100 Tính điện áp điện trở U Lời giải: Điện áp điện trở: U = RI = 100.0,21 = 21V 3.2.Cỏcnhlutkiờchop * Định luật Kiêcshôp Định luật cho ta quan hệ dòng điện nút, đợc phát biểu nh sau: Tổng đại số dòng điện nút không Trong quy ớc dòng điện tới nút lấy dấu dơng, dòng điện rời khỏi nút lấy dấu âm (hình 1.22) Inút = (1-11) h×nh 1.22 th×: I1 + (-I2) + (-I3) = 2.2: Định luật Kiêcshôp Định luật cho ta quan hệ sức điện động, dòng điện điện trở mạch vòng khép kín, đợc phát biểu nh sau: Đi theo mạch vòng khép kín theo chiều tuỳ ý chọn, tổng đại số sức điện động tổng đại số điện áp rơi điện trở mạch vòng RI = E (1-12) ­ Phần quay hay Rơto : Gồm 2 bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn  *Lõi sắt :  Cấu tạo từ  các là thép kỹ  thuật điện , ép chặt với nhau và ép lên trục máy hoặc giá  rơto của máy . Phía ngồi rơto có xẻ rãnh đặt dây quấn  Hình 3­ 6. Lá thép Roto và những kiểu rãnh đặc biệt như rãnh sâu, rãnh hai lồng sóc   (lồng sóc kép) thanh dẫn bằng đồng hoặc đúc nhơm * Dây quấn rơto : Gồm 2 loại rơto dây quấn thơng thường và rơto lồng sóc  ­ Rơto dây quấn:  Rơto có dây quấn giống dây quấn Stato. Kết cấu dây quấn rơto cần chặt chẽ  để  chống sự  phá hỏng của lực ly tâm. Dây quấn rơto thường đấu hình sao, 3 đầu cịn lại   được nối với 3 vành trượt bằng đồng cố định trên trục và thơng qua chổi than để đấu với   mạch ngồi . Mạch ngồi là các điện  trở  phụ  để  cải thiện mở  máy, điều chỉnh tốc độ   Khi máy làm việc bình thường thì dây quấn rơto được nối ngắn mạch Hình 3­7. Rơto dây quấn 41 ­ Rơto lồng sóc:  Cấu tạo từ các thanh dẫn bằng dồng hoặc nhơm đặt trong rãnh của rơto, hai đầu  được nối tắt bằng vành ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhơm làm thành một cái lồng  gọi là lồng sóc ( hình 3­ 8) .  Hình 3­8. Rơto lồng sóc   Dây quấn lồng sóc khơng cần cách điện với lõi sắt (vì số vịng ít nên điện áp thấp). Để  cải thiện tính năng mở máy, với máy cơng suất lớn có thể làm rãnh sâu, hay hai rãnh lồng   sóc (gọi là lồng sóc kép ­ Hình  3­6).    Trong máy cơng suất nhỏ rãnh ro to thường làm chéo đi một góc so với tâm trục nhằm  mục đích là giảm sóng hài bậc cao cải thiện dạng sức điện động của máy 2.3. Khe hở:  Vì rơto là khối trịn nên khe hở đều và rất nhỏ, khoảng (0,2 – 1 )mm. Khe hở càng   nhỏ thì dịng từ hố càng nhỏ  từ trở càng nhỏ nên hệ số cơng suất của máy càng cao    Kết cấu của động cơ điện rơto lồng sóc và động cơ điện rơto dây quấn được trình bày   trên ( hình 3­9 và 3­10) 42 3­9. Kết cấu động cơ Rơto lồng sóc 01 Thân động cơ  10 Cánh quạt gió ngồi 02 Trục động cơ  11 Nắp ổ lăn ngồi sau 03 Nắp ổ lăn ngồi trước 12 Nắp che quạt gió 04 Năp trước 13 Thân hộp cực 05 Móc cẩu 14 Nắp hộp cực 06 Cum lõi thép STATO 15 Ống ra dây 07 Cụm lõi thép RƠTO 16 Then đầu trục 08 Nắp sau 17 Vít tiếp địa 09 Vịng bi    43 Hình 3­10. Kết cấu động cơ Rơto dây quấn Hình 3­6. 1.lõi thép stato; 2.vỏ máy; 3.rãnh thơng gió hướng kính; 4 và 5, chốt và vành ép   lõi stato; 6.then vịng cung; 7.vịng nâng; 8.dây quấn stato; 9.đầu nối giữa các bối và giữa   các nhóm bối dây quấn stato; 10.vành đai; 11.hộp đấu dây quận dây stato; 12.đầu cáp;   13.trục rơto; 14.lõi thép rơto; 15.vành ép lõi rơto; 16.then vịng giữ lõi rơto; 17.thanh dẫn   dây quấn stato; 18.đai dây quấn rơto; 19.vành đệm cách điện; 20.vành đai kẹp đầu nối   dây quấn rơto; 21.vịng nối các đầu dây quấn rơto thành hình sao; 22.các cực nối dây   quấn rơto với vành trượt; 23.vành trượt; 24.ống loa hướng gió; 25và 26. ổ bi; 27 và 28   hộp và nắp che vành trượt; 29.ống lót di động để ngăn mạch dây quấn rơto; 30.hộp nối   các cực dây quấn rơto 3.2. Ngun lý làm việc *Xét ngun lý làm việc chế độ động cơ điện: Động cơ KĐB 3 pha làm việc dựa trên ngun lý cảm ứng điện từ  Để minh họa trên hình 3­11. vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điện động và dịng  điện cảm ứng trong thanh dẫn roto, chiều các lực điện từ F Hình 3­11. Chế độ động cơ Cho dịng điện xoay chiều 3 pha đi vào dây quấn 3 pha đặt trong lõi sắt Stato của   động cơ, dịng điện xoay chiều 3 pha này sẽ sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng   bộ: n1 = 60 f p Từ trường này qt qua dây quấn nhiều pha bị nối ngắn mạch đặt trên lõi sắt rơto   và cảm ứng trong dây quấn đó sức điện động và dịng điện cảm ứng. Khi xác định chiều   sức điện động cảm ứng, ta căn cứ  vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn đối   44 với từ  trường. Nếu coi từ  trường là đứng n, thì chiều chuyển động tương đối của  thanh dẫn roto ngược với chiều n1   Áp dụng qui tắc bàn tay phải xác định được chiều sđđ cảm ứng và dịng điện cảm   ứng như hình vẽ (dấu + chỉ chiều dịng điện từ ngồi vào trong; dấu . chỉ chiều dịng điện   từ trong ra ngồi)   Dịng điện cảm ứng tác dụng với từ trường sinh ra lực điện từ F tác dụng lên dây  dẫn, có chiều xác định theo qui tắc bàn tay trái. Lực này sẽ  tạo ra mơ men làm cho rơto   quay với tốc độ n theo chiều của từ trường và nhỏ hơn n1 Do tốc độ quay của rơto khác tốc độ quay của từ trường nên gọi là động cơ khơng   đồng bộ Độ  chênh lệch giữa tốc độ  của từ  trường quay n1 và tốc độ  quay của rôto được  đặc trưng bởi hệ số trượt s;  Khi rôto quay với tốc độ đinh mức s =  ( 0,02   0,06 ). Tốc độ động cơ là: n =  n1 ( 1­ s  )   vg/ ph *. Nguyên lý làm việc chế độ  máy phát điện:  Nếu dây quấn stato vẫn nối vào lưới điện , nhưng trục rôto không nối với tải mà   nối vào động cơ  sơ cấp . Dùng động cơ  sơ  cấp kéo rơto quay cùng chiều với n 1 với tốc  độ n > n1 . Lúc này chiều dịng điện rơto I2  ngược lai so với chế độ động cơ và lực từ đổi  chiều. Lực điện từ tác dụng lên rơto ngược với chiều quay tạo ra mơ men hãm cân bằng   với mơ men quay của động cơ sơ cấp (hình 3­ 12) . Máy điện làm việc ở chế độ máy phát   với hệ số trượt là : s n1 n n1       Hình 3­12. Chế độ máy phát Nhờ  có từ  trường quay, cơ  năng do động cơ  sơ  cấp đưa vào rơto  đã được biến  thành điện năng ở stato  Để tạo ra từ  trường quay, lưới điện phải cung cấp cho máy phát khơng đồng bộ  một cơng suất phản kháng Q. Vì vậy làm cho hệ số cơng suất cos   của lưới điện thấp  đi. Khi máy phát làm việc riêng lẻ, ta phải dùng tụ  điện nối   đầu cực máy để  kích từ  45 cho máy. Đây chính là nhược điểm của máy phát điện khơng đồng bộ, vì thế  máy điện  khơng đồng bộ ít được dùng làm máy phát.  3.3. Phương pháp mở máy và điều chỉnh tốc độ của động cơ khơng đồng bộ ­Phương pháp mở máy : *Mở máy trực tiếp:  *Hạ điện áp mở máy: *Mắc điện kháng nối tiếp vào mạch Stato: * Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy:  * Mở máy bằng phương pháp đổi nối  Y ­   :  * Mở máy động cơ khơng đồng bộ Rơto dây quấn: *Động cơ lồng sóc kép và rãnh sâu: ­ Động cơ lồng sóc kép: ­ Động cơ rơto rãnh sâu  ­Điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ ba pha.  * Khái niệm: Việc điều chỉnh tốc độ có một ý nghĩa rất quan trọng về mặt vận hành. Trong nhiều  máy, q trình gia cơng chi tiết cần phải thay đổi tốc độ  liên tục; đảm bảo độ  chính xác   của q trình cơng nghệ; làm tăng năng suất sản phẩm;  Điều chỉnh tốc độ phải đảm bảo các u cầu sau: ­ Phạm vi điều chỉnh rộng ­ Đảm bảo độ bằng phẳng ­ Đảm bảo tính chính xác ­ Thiết bị đơn giản rẻ tiền dễ thao tác           Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu có thể thực hiện: * Trên Stato: thay đổi điện áp đưa vào dây quấn stato, thay đổi số đơi cực   của dây quấn stato hay thay đổi tần số nguồn điện; * Trên Rôto: thay đổi điện trở  rôto hoặc nối nối tiếp trên mạch điện rôto  một hay nhiều máy điện phụ gọi là nối cấp ­Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực:                46 ­Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số: ­Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp: ­Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ : 3. Máy điện một chiều                                                          3.1. Cấu tạo Kết cấu chủ yếu của động cơ điện một chiều như hình vẽ 1.1 và có thể chia  làm hai phần chính là phần tĩnh và phần quay.  Các thành phần :  Bearing : Vịng bi  Commutator : Cổ góp Armature core : Cuộn dây phần ứng  Shaft : Trục quay.  Magnet :Nam châm a). Phần tĩnh (stato) Đây là phần đứng n của máy. Phần tĩnh gồm có các bộ phận sau:  Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn  kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép  cacbon dày 0.5 đến 1 mm ép lại và tán chặt. Trong máy điện nhỏ có thể dùng  thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulơng. Dây quấn kích từ  được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách  điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các  cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này và được nối nối tiếp với nhau.      Cực từ phụ:  được  đặt giữa các cực từ chính và dùng  để cải thiện  đổi chiều.  Lõi thép của cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ  chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulơng.  Gơng từ: dùng  để làm mạch từ nối liền các cực từ,  đồng thời làm vỏ máy.  Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong  máy điện lớn thường dùng thép dúc. Có khi trong máy điện nhỏ dùng gang làm  vỏ máy Ngồi ra cịn có các bộ phận khác như: Nắp máy  để bảo vệ máy khỏi bị  những vật ngồi rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an tồn cho người khỏi  chạm vào điện. Cơ cấu chổi than để đưa dịng điện từ phần quay ra ngồi.  b). Phần quay (rơto).  Gồm có những bộ phận sau:  Lõi sắt phần  ứng: dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật  điện (thép hợp kim silic) dày 0.5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt  lại để giảm hao tổn do dịng điện xốy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng  47 rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Trong những máy cỡ trung trở lên,  người ta cịn dập những lỗ thơng gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được  những lỗ thơng gió dọc trục Trong những máy điện hơi lớn thì lõi sắt thường được chia làm từng đoạn nhỏ.  Giữa các đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe thơng gió ngang trục. Khi máy  làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong máy điện  nhỏ lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rơto. Dùng giá rơto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và  giảm nhẹ trọng lượng rơto.   Dây  quấn phần  ứng: là phần sinh ra s.đ.đ và có dịng  điện chạy qua. Dây  quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện  nhỏ (cơng suất dưới vài kilơoat ) thường dùng dây có tiết diện trịn. Trong máy  điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách  điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.  Để tránh khi quay bị văng ra do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè  chặt hoặc phải đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakilit.   Cổ góp: dùng để đổi chiều dịng điện xoay chiều thành một chiều. Kết cấu của cổ góp gồm nhiều phiến đồng có di nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica  dày 0.4 đến 1.2 mm và hợp thành một hình trụ trịn. Hai đầu trụ trịn dùng hai  vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ trịn cũng cách điện bằng  mica. Đi vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây  quấn vào các phiến góp dược dễ dàng.  Các bộ phận khác như: Cánh quạt để quạt gió làm nguội máy. Trục máy để đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi 3.2. Ngun lý làm việc *Pha 1:   Từ trường của rotor cùng cực với  stator, sẽ đẩy nhau tạo   ra chuyển động quay của rotor *Pha 2:  Rotor tiếp tục quay *Pha 3:   Bộ phận chỉnh điện sẽ  đổi cực sao cho từ  trường giữa   stator  và rotor cùng dấu, trở lại pha 1 Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng   Sđđ Eư . Chiều Sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ở động cơ 1  chiều Sđđ Eư  ngược chiều với dịng điện Iư  nên Eư  cịn gọi là sức  phản điện Phương trình điện áp sẽ là:U= Eư + Rư*Iư  3.3. Phương pháp mở máy và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều * Phương pháp mở máy: ­Mở máy trực tiếp ( U=Uđm) ­Mở máy bằng điện trở 48 ­Mở máy bằng điện áp thấp đặt vào phần ứng *Phương pháp điều chỉnh tốc độ: ­Thơng thường, tốc độ quay của một động cơ điện một chiều tỷ lệ với điện áp đặt  vào nó, và ngẫu lực quay tỷ lệ với dịng điện. Điều khiển tốc độ  của động cơ  có  thể  bằng cách điều khiển các điểm chia điện áp của  bình  ắc quy, điều khiển bộ  cấp nguồn thay đổi được, dùng điện trở hoặc mạch điện tử  Chiều quay của động   cơ có thể thay đổi được bằng cách thay đồi chiều nối dây của phần kích từ, hoặc   phần ứng, nhưng khơng thể được nếu thay đổi cả hai. Thơng thường sẽ được thực  hiện bằng các bộ cơng tắc tơ đặc biệt (Cơng tắc tơ đổi chiều) Chương 4: Kỹ thuật điện tử  Mục tiêu:  ­ Trình bày  được đặc điểm cấu tạo, ngun lý làm việc của chất bán dẫn   ­ Hiểu và vận dụng được các mạch điện tử cơ bản  ­ Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, có tinh thần trách nhiệm trong cơng việc ­ Chủ động và sáng tạo trong học tập 1. Đại cương về chất bán dẫn                                                        1.1. Khái niệm chung ChÊt b¸n dẫn chất trung gian chất dẫn điện chất cách điện Chất bán dẫn thờng gặp kỹ thuËt lµ chÊt Gecmany (Ge), silic (Si), Indi (In) 1.2. Chất bán dẫn thuần Bán dẫn mà dẫn xuất được thực hiện bằng cả 2 loại hạt mang điện (điện tử  tự  do và lỗ  trống) có số lượng bằng nhau được gọi là chất bán dẫn thuầnbán dẫn nguyên chất)                                                    ni = pi 1.3. Bán dẫn tạp chất *Bán dẫn loại P : (pha Ga, In, B (nhóm 3) vào bán dẫn thuần Si) pp>>np Vật liệu bán dẫn mà dẫn xuất được thực hiện chủ yếu bằng các lỗ trống gọi là chất bán   dẫn loại P Lỗ trống: hạt dẫn điện đa số .Điện tử tự do: hạt dẫn điện thiểu số  *Bán dẫn loại N (pha As, P, Sn (nhóm 5) vào bán dẫn thuần Si) nn >> pn Loại bán dẫn mà dẫn xuất được thực hiện chủ yếu bằng các điện tử tự do gọi là chất bán  dẫn loại N Điện tử tự do: hạt dẫn điện đa số .Lỗ trống: hạt dẫn điện thiểu số 2. Diode bán dẫn và các mạch ứng dụng                                       2.1. Đặc điểm tiếp giáp P­N                                                              §ièt bán dẫn loại linh kiện điện tử đợc dùng chỉnh lu, biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều *Kí hiệu hình dạng điôt 49 Điốt có cấu tạo gồm miếng bán dẫn loại P loại N ghép lại hai chất bán dẫn hình thành lớp tiếp giáp P-N điều kiện bình thờng lớp tiếp giáp nh hàng rào ngăn cách không cho điện tử lỗ trống táI hợp với 2.2.NguyờnlýlmviccaDiodebỏndn * Trờng hợp 1: Phân cực thuận cho điốt Nối đầu A điốt (tơng ứng với đầu P miếng bán dẫn) với cực dơng nguồn điện đầu K điốt (tơng ứng với đầu N) với cực âm nguồn điện (Hình vẽ) ư Khi hai đầu điốt đợc đặt vào điện trờng nguồn Do chất bán dẫn loại P chủ yếu lỗ trống mang điện tích dơng nên bị lực điện trờng âm nguồn hút về; chất bán dẫn loại N chủ yếu điện tử mang điện tích âm nên bị lực điện trờng dơng nguồn hút Dới tác dụng lực điện trờng điện tử lỗ trống chất bán dẫn phá vỡ lớp tiếp giáp P-N sang tái hợp với Trong chất bán dẫn lúc có điện tử lỗ trống tự chuyển động dới tác dụng lực điện trờng xuất dòng điện từ dơng nguồn qua điốt dơng nguồn Nếu ta nối vào mạch điện bóng đèn (hình vẽ) đèn sáng có dòng điện qua * Trờng hợp 2: Phân cực ngợc cho điốt Nối đầu A điốt (Cực P chất bán dẫn) với cực âm nguồn điện đầu K điốt (cực N chất bán dẫn) với cực dơng nguồn điện (Hình vẽ) ư Khi lỗ trống (trong chất bán dẫn P) mang điện tích dơng bị lực điện trờng âm nguồn hút về; chất bán dẫn N điện tử mang điện tích âm bị lực 50 điện trờng dơng nguồn hút Trong điốt lỗ trống điện tử bị hút hai phía nguồn nên làm lớp tiếp giáp P-N dày lên Lỗ trống điện tử không tái hợp đợc với điện tử lỗ trống tự dòng điện mạch Nếu ta mắc bóng đèn vào mạch điện (Hình vẽ) đèn không sáng 2.3.CỏcmchngdnginhỡnhcaDiodebỏndn 2.3.1.Mchchnhlu 2.3.1.1.Mchchnhlu1pha *Giải thích sơ đồ mạch điện Máy biến áp T: Để hạ áp D: Điốt bán dẫn dể nắn dòng điện Đ: đèn *Nguyên lý làm việc nửa chu kì đầu (từ - t1) dòng điện bán chu kì dơng (A dơng B âm) điôt đợc phân cực thuận (điôt thông) cho nửa bán kì dòng điện dơng qua dòng điện qua đèn làm đèn sáng 0 nửa chu kì sau (từ t1-t3) dòng điện bán chu kì âm (A âm, B dơng) Điốt phân cực ngợc => Không có dòng điện âm qua đèn Đèn tắt ư chu kì mạch điện hoạt động tơng tự chu kì đầu Điện áp trung bình tải: Utb = Um 2.3.1.2.Mchchnhlu2nachuk Sơ đồ mạch điện Mch c bn dng súng điện áp sau chỉnh lu b) Nguyên lý làm việc bỏn k dng, diode D1 phân cực thuận dẫn điện lúc diode D2 phân cực nghịch nên xem hở mạch 51 Ở bán kỳ âm, diode D2 phân cực thuận dẫn điện lúc diode D1 phân cực nghịch nên xem hở mạch Nh vËy c¶ hai nửa chu kì có Diode dẫn điện tải Điện áp chỉnh lu trung bình gấp đôi so víi chØnh lu nưa chu k× U tb 2U m Khi Diode bị khoá điện áp ngợc cực đại dặt lên lần điện áp cực đại dây quấn MBA Ung = 2Um 2.3.1.3.Mchchnhlucu Sơ đồ mạch điện Biến áp T: Hạ điện áp 220 V xuống điện áp thấp (12V, 24V ) Cầu điốt EFGH dùng để nắn điện xoay chiều thành mét chiỊu: Gåm ®ièt ­ Tơ ®iƯn C (tơ hoá): Để lọc phẳng điện áp xoay chiều sau nắn thành điện áp chiều b) Nguyên lý hoạt động mạch Điện áp xoay chiều U = 220V qua biến áp T lấy đợc điện áp xoay chiều thấp (12V, 24V ) Để phân tích ta chia chu kì mạch điện thành bán kỳ: Giả sử thời điểm từ - t (dòng điện bán kỳ dơng): Dòng điện từ điểm A E D2 F §Ìn H D3 G B ==> Đầu nhận đợc dòng điện dơng 52 Giả sử thời điểm từ t1- t3 (dòng điện bán kỳ âm): Dòng điện từ điểm B G D4 F §Ìn H D1 E A ==> §Çu cịng nhËn đợc dòng điện dơng * Do đó: nửa chu kỳ dòng điện nhận giá trị dơng nên mạch điện đợc gọi mạch chỉnh lu nửa chu kỳ hay chu kỳ Tơng tự chu kỳ sau mạch điện hoạt động nh chu kỳ đầu *Tác dụng mạch nắn: Ta mắc tụ điện nh hình vẽ, tụ điện có tác dụng lọc phẳng thành phần xoay chiều thành chiều cho tải nên đợc gọi mạch nắn điện Điện áp ngõ có dạng bán chu kỳ tạo gợn sóng, tụ điện nạp xả liên tục theo bán kỳ làm phẳng điện áp ngõ Điện áp trung bình tải: Utb = 2U m Khi Diode bị khoá điện áp ngợc cực đại dặt lên điện áp cực đại dây quấn MBA Đây u điểm phơng pháp Ung = Um 3. Tranzitor và các mạch ứng dụng                                                3.1. Cấu tạo của Tranzitor                                                             3.2. Nguyên lý làm việc 3.3. Các dạng mắc mạch cơ bản của Tranzitor 3.3.1. Mạch Emitor chung (EC)                                                        3.3.2. Mạch bagơ chung ( BC)                                                          3.3.3. Mạch Colectơ chung (CC)                                           4. Khuếch đại                                                                                    4.1. Khái niệm chung về khuếch đại 4.1.1. Khuếch đại điện áp 4.1.2. Khuếch đại công suất                                                             5. Phần tử nhiều mặt ghép P – N                                                    5.1. Thyristor                                                                                    5.1.1 Cấu tạo 5.1.2. Nguyên lý làm việc 5.1.3. Ứng dụng 5.2. Triac                                                                                           5.2.1. Cấu tạo 5.2.2. Nguyên lý làm việc 5.2.3. Ứng dụng IV. ĐIỀU  KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH:  53 ­  Máy tính, máy chiếu Projector ­ Mạch điện thực tế ­ Giáo trình kỹ thuật điện – điện tử ­ Giáo trình máy điện ­  Tài liệu tham khảo ­ Phịng học chun mơn hóa về điện – điện tử ­ Tài liệu tham khảo   V. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ 1. Kiến thức  Đánh giá thơng qua bài kiểm tra trắc nghiệm hoặc tự luận, sinh viên cần đạt  các u cầu sau: ­ Trình bày đầy đủ các định luật  cơ bản về mạch điện  ­ Phân tích rõ cấu tạo, ngun lý của các mạch  điện ­ điện tử ­ Áp dụng đúng các phương pháp giải mạch ­ Trình bày được các chế  độ  làm việc, các phương pháp điều chỉnh tốc độ  động cơ g các mạch điện thực tế, giáo viên bám sát để  hỗ  trợ  sinh viên về  kỹ  năng   thực hành với các bài tập thực hành cơ bản 3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý:   ­ Chương trình gồm cả phần lý thuyết và phần thực hành, vì vậy giáo viên khi   giảng dạy cần nhấn mạnh và đi sâu các vấn đề nghiên cứu để từ đó sinh viên biết   ứng dụng vào thực tế ­ Khi thực hiện chương trình giáo viên phải sử dụng các tài liệu xuất bản mới  cho phù hợp 4. Tài liệu tham khảo         ­ Đặng Văn Đào, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật; Hà nội 2001         ­ Nguyễn Bình Thành, Cơ sở lý thuyết mạch – tập 1 và tập 2, NXB Khoa học  và kỹ thuật; 1970         ­ Đặng Văn Đào, Bài tập kỹ thuật điện, NXB Khoa học và Kỹ  thuật; Hà nội  2001         ­ PGS­TS Đỗ Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản giáo dục; 1996 54 55 ... góc lệch pha điện áp dòng điện = u- i (3-4) Khi > - điện áp vợt trớc dòng điện (hoặc dòng điện chậm sau điện áp) < - điện áp chậm sau dòng điện (hoặc dòng điện vợt trớc điện áp) = - điện áp trùng... ­Gồm có: Động cơ? ?điện? ?và máy phát? ?điện Động cơ ? ?điện:  gồm động cơ ? ?điện? ?KĐB, động cơ ? ?điện? ?đồng bộ, động cơ ? ?điện? ?3 pha ,   động cơ? ?điện? ?1 pha Máy phát? ?điện:  máy phát? ?điện? ?xoay chiều , máy phát? ?điện? ?1 chiều…... dòng điện mạch (A) 5.3.Mchinxoaychiucúindungthun 1) Mạch điện Là mạch điện có tụ điện, trị số điện trở R điện cảm L không đáng kể Điện dung C đặc trng cho tợng tích luỹ lợng điện trờng (phóng điện