Đang tải... (xem toàn văn)
UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ CĐKTCN ngày tháng[.]
UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC : KỸ THUẬT ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày…….tháng….năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giảng viên sinh viên nghề Điện tử công nghiệp trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu kỹ thuật điện Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy học tập, lưu hành nội nhà trường nên nguồn thông 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 Kỹ thuật điện môn học dành cho sinh viên ngành điện tử Trong tài liệu trình bày vấn đề dịng điện phân tích định luật Ohm, định luật Kirhoof mạch điện chiều Giải thích mối quan hệ qua lại đại lượng điện áp, dịng điện, cơng suất qua biểu thức mạch điện xoay chiều từ đưa phương pháp để tính tốn thơng số dịng điện, điện áp, cơng suất mạch Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy cô bạn học sinh- sinh viên để hoàn thiện sách Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 30 tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Hà Thị Thu Phương MỤC LỤC NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN Mạch điện mơ hình 1.1 Mạch điện 1.2 Kết cấu hình học mạch điện Các đại lượng đặc trưng mạch điện 2.1 Dòng điện 2.2 Điện áp 2.3 Công suất Các thông số mạch điện CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN CHIỀU Các phép biến đổi định luật mạch chiều 1.1 Các phép biến đổi tương đương 1.2 Định luật Ohm 1.3 Định luật Kirhooff Một số phương pháp giải mạch điện 2.1 Giải mạch điện phương pháp biến đổi điện trở 2.2 Giải mạch điện chiều sử dụng định luật Kirhoof CHƯƠNG 3: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN Khái niệm dòng điện xoay chiều 1.1 Khái niệm 1.2 Các đại lượng đặc trưng Một số phương pháp giải mạch điện xoay chiều 2.1 Giải mạch điện xoay chiều không phân nhánh 2.2 Giải mạch điện xoay chiều phân nhánh CHƯƠNG 4: MẠNG ĐIỆN BA PHA Tổng quan mạng điện pha Mạng điện pha phụ tải nối hình Mạng điện pha phụ tải nối hình tam giác Cơng suất mạng điện pha TÀI LIỆU THAM KHẢO TRANG 4 6 7 11 11 11 15 16 19 19 23 30 30 30 31 34 34 49 57 57 59 61 62 63 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Kỹ thuật điện Mã mơn học : MH11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học thuộc khối kiến thức sở, phải học trước mô đun chuyên ngành đo lường điện- điện tử, kỹ thuật cảm biến, lập trình vi điều khiển, trang bị điện - Tính chất: Là môn học bắt buộc bổ trợ kiến thức cần thiết lĩnh vực điện tử công nghiệp cho người học Trung cấp Cao đẳng - Ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: Mục tiêu mơn học: - Kiến thức: + Trình bày khái niệm dịng điện, điện áp, cơng suất mạch điện + Phân tích định luật Ohm, định luật Kirhoof mạch điện chiều + Giải thích mối quan hệ qua lại đại lượng điện áp, dịng điện, cơng suất qua biểu thức mạch điện xoay chiều + Phân tích sơ đồ đấu dây mạng điện pha - Kỹ năng: + Giải mạch điện chiều vận dụng phép biến đổi tương đương + Tính tốn thơng số dịng điện, điện áp,cơng suất sử dụng phương pháp giải mạch điện chiều + Tính tốn thơng số mạch điện xoay chiều không phân nhánh + Tính tốn cơng suất mạng pha đơn giản - Về lực tự chủ trách nhiệm: Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc Nội dung môn học: CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN Giới thiệu: Các định luật phép biến đổi tương đương quan trọng việc giải tốn mạch điện, ứng dụng nhiều lĩnh vực điện, điện tử Bài học cung cấp kiến thức trọng tâm định luật phép biến đổi cho người học Mục tiêu: - Giải thích vai trị, nhiệm vụ phần tử cấu thành mạch điện - Trình bày khái niệm dịng điện, điện áp, cơng suất mạch điện - Nhận dạng ký hiệu phần tử điện trở, cuộn cảm, tụ điện, nguồn áp, nguồn dòng mạch điện Nội dung chính: Mạch điện mơ hình 1.1 Mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn (phần tử dẫn) tạo thành vịng kín dịng điện chạy qua Mạch điện thường gồm loại phần tử sau: nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn Rd + _ E I ro Rt Hình 1.1: Cấu trúc mạch điện Nguồn điện: Nguồn điện thiết bị phát điện Về nguyên lý, nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng năng, hóa năng, nhiệt thành điện Hình 1.2 dạng nguồn điện Tải: Tải thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang v…v Hình 1.3: Một số ví dụ tải Dây dẫn: Dây dẫn làm kim loại (đồng, nhôm ) dùng để truyền tải điện từ nguồn đến tải Ngoài ra, mạch điện bao gồm thiết bị đóng cắt cầu dao, aptomat thiết bị bảo vệ (cầu chì, áp tơ mát ), thiết bị đo lường (ampe kế, vôn kế ) 1.2 Kết cấu hình học mạch điện - Nhánh: Nhánh đoạn mạch gồm phần tử ghép nối tiếp nhau, có dịng điện chạy từ đầu đến đầu - Nút: Nút điểm gặp từ ba nhánh trở lên - Vịng: Vịng lối khép kín qua nhánh - Mắt lưới : vòng mà bên khơng có vịng khác Hình 1.4: Nút, nhánh, vòng mạch điện Các đại lượng đặc trưng mạch điện Để đặc trưng cho trình lượng cho nhánh phần tử mạch điện ta dùng hai đại lượng bản: dòng điện i điện áp u Công suất nhánh: p = u.i 2.1 Dòng điện Dưới tác dụng lực điện trường, điện tích dương (+) di chuyển từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp hơn, cịn điện tích âm (-) chuyển động theo chiều ngược lại, từ nơi có điện thấp đến nơi có điện cao hơn, tạo thành dịng điện Dịng điện dịng điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng 2.1.1 Chiều qui ước dòng điện Chiều quy ước dòng điện chiều dịch chuyển có hướng điện tích dương (Chiếu quy ước I) Dịng điện có: - tác dụng từ (đặc trưng) -tác dụng nhiệt, tác dụng hố học tuỳ theo mơi trường Trong kim loại: dòng điện dòng điện tử tự chuyển dời có hướng Trong dung dịch điện ly: dịng điện tích chuyển dời có hướng ion dương âm chuyển dời theo hai hướng ngược Trong chất khí: thành phần tham gia dịng điện ion dương, ion âm electron 2.1.2 Cường độ mật độ dòng điện Cường độ dòng điện đại lượng cho biết độ mạnh dòng điện tính bởi: i dQ dt (1.1) q: điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn t: thời gian di chuyển (t0: I cường độ tức thời) Dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian gọi dịng điện khơng đổi (cũng gọi dịng điệp chiều) Cường độ dịng điện tính bởi: I q t I A Trong q điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn thời gian t Ghi chú: - Cường độ dòng điện không đổi đo ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc xen vào mạch điện (mắc nối tiếp) - Với chất dòng điện định nghĩa cường độ dòng điện ta suy ra: + cường độ dịng điện có giá trị điểm mạch không phân nhánh +cường độ mạch tổng cường độ mạch rẽ 2.1.3 Mật độ dòng điện Mật độ dòng điện trị số dòng điện đơn vị diện tích - Ký hiệu: J Đơn vị: A/ mm2 2.2 Điện áp Hiệu điện (hiệu thế) hai điểm gọi điện áp Điện áp hai điểm A B: uAB = uA - uB Chiều điện áp quy ước chiều từ điểm có điện cao đến điểm có điện thấp 2.3 Cơng suất Trong mạch điện, nhánh, phần tử nhận lượng phát lượng p = u.i > nhánh nhận lượng p = u.i < nhánh phát nănglượng Đơn vị đo công suất W (Oát) KW Các thông số mạch điện Mạch điện thực bao gồm nhiều thiết bị điện có thực Khi nghiên cứu tính tốn mạch điện thực, ta phải thay mạch điện thực mơ hình mạch điện Mơ hình mạch điện gồm thông số sau: nguồn điện gồm : nguồn áp u (t) e(t) nguồn dòng điện J (t), điện trở R, điện cảm L, điện dung C, hỗ cảm M 3.1 Nguồn điện Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện để trì dịng điện Mọi nguồn điện chiều có hai cực, cực dương (+) cực âm (-) Nguồn áp: Nguồn điện áp độc lập phần tử hai cực mà điện áp khơng phụ thuộc vào giá trị dòng điện cung cấp từ nguồn sức điện động nguồn: u(t)=e(t) Kí hiệu nguồn điện áp độc lập: + - i( t) + u e u( t) i Hình 1.4 : ký hiệu nguồn điện áp độc lập Kí hiệu nguồn điện áp phụ thuộc: u2 = R.I1 u2 = α u1 Hình 1.5: ký hiệu nguồn điện áp phụ thuộc Dòng điện nguồn phụ thuộc vào tải mắc vào Nguồn dịng Nguồn dịng độc lập phần tử hai cực mà dịng điện không phụ thuộc vào điện áp hai cực nguồn: i(t)=j(t) Kí hiệu nguồn độc lập: u + i u - i i lập Hình 1.6 : ký hiệu nguồn dịng độc Kí hiệu nguồn phụ thuộc: β i2 = gu1 i = i1 Hình 1.7: ký hiệu nguồn dòng phụ thuộc ... viên sinh viên nghề Điện tử công nghiệp trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu kỹ thuật điện Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng... Mục tiêu: - Giải thích vai trị, nhiệm vụ phần tử cấu thành mạch điện - Trình bày khái niệm dịng điện, điện áp, cơng suất mạch điện - Nhận dạng ký hiệu phần tử điện trở, cuộn cảm, tụ điện, nguồn... +cường độ mạch tổng cường độ mạch rẽ 2.1.3 Mật độ dòng điện Mật độ dòng điện trị số dịng điện đơn vị diện tích - Ký hiệu: J Đơn vị: A/ mm2 2.2 Điện áp Hiệu điện (hiệu thế) hai điểm gọi điện áp Điện