Dien cong nghiep 08 mh08 gt mach dien sua lai doc 5563

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 Hiện nay, thị trường có nhiều “Giáo trình Mạch điện” nhiều tác giả khác biên soạn Vì vậy, đối tượng học sinh, sinh viên ngành Điện công nghiệp trường Cao đẳng, Trung cấp việc chọn giáo trình Mạch điện phù hợp phục vụ cho việc học tập khó Cuốn “Giáo trình Mạch điện” biên soạn cho học sinh, sinh viên học ngành Điện công nghiệp trường Cao đẳng Trung cấp nhằm cung cấp nội dung Mạch điện Giáo trình biên soạn dựa chương trình mơn học Mạch điện, cấu trúc chung chương gồm có phần lý thuyết, tập có hướng dẫn tập tự để học sinh, sinh viên tự nghiên cứu 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 điện ba pha Mặc dù có nhiều cố gắng biên soạn, chắn giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng mong nhận góp ý chân thành bạn đọc Bình Định, ngày……tháng……năm 2018 Tác giả Đoàn Thị Khánh Chi MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.1 Mạch điện mơ hình 1.2 Các khái niệm mạch điện 1.3 Các phép biến đổi tương đương .8 CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 14 2.1 Các định luật biểu thức mạch chiều 14 2.2 Giải mạch điện chiều 16 CHƯƠNG 3: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN 23 3.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều hình sin .23 3.2 Giải mạch điện xoay chiều không phân nhánh 26 3.3 Giải mạch điện xoay chiều phân nhánh 34 CHƯƠNG 4: MẠCH ĐIỆN BA PHA 40 4.1 Khái niệm chung 40 4.2 Sơ đồ đấu dây mạch điện pha đối xứng 42 4.3 Công suất mạch điện ba pha đối xứng 44 4.4 Giải mạch điện ba pha đối xứng 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Mạch điện Mã mơn học: MH08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học phải học trước tiên số mơn học chun mơn - Tính chất: Là mơn học chuyên ngành sở chương trình đào tạo ngành Điện cơng nghiệp, trình độ Cao đẳng - Ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học đóng vai trị quan trọng sinh viên ngành Điện việc phân tích giải thích khái niệm mạch điện Người học vận dụng biểu thức tính tốn để giải toán mạch điện chiều, xoay chiều pha xoay chiều ba pha thực tế Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: Phát biểu khái niệm, định luật, định lý mạch điện chiều, xoay chiều pha, xoay chiều ba pha - Về kỹ năng: + Vận dụng biểu thức để tính tốn thơng số kỹ thuật mạch điện chiều, xoay chiều pha, xoay chiều ba pha trạng thái xác lập + Vận dụng phương pháp phân tích, biến đổi mạch để giải toán mạch điện hợp lý + Giải thích số ứng dụng đặc trưng theo quan điểm kỹ thuật điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ làm tập; tư sáng tạo học tập Nội dung môn học: Thời gian (giờ) Số T Tên chương, mục Tổng Lý Thực Kiểm T số thuyết hành tra Chương 1: Các khái niệm mạch điện 06 03 03 Chương 2: Mạch điện chiều 30 15 14 01 Chương 3: Dòng điện xoay chiều hình sin 30 15 15 Chương 4: Mạch điện ba pha 24 11 12 01 Cộng 90 44 44 02 CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN Mã chương: MH08 – 01 Thời gian: 06 (LT: 01; TH: 02; Tự học: 03) Giới thiệu: 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 mô hình mạch điện Mơ hình mạch điện cịn gọi sơ đồ thay mạch điện, kết cấu hình học trình lượng giống mạch điện thực, song phần tử mạch điện thực mơ hình phần tử nguồn (nguồn dòng, nguồn áp) phần tử tải (như điện trở R, điện cảm L điện dung C) Mơ hình mạch điện sử dụng thuận lợi việc nghiên cứu tính tốn mạch điện thiết bị điện Vì vậy, việc giải thích phân tích khái niệm mạch điện điều cần thiết sinh viên ngành Điện cơng nghiệp Mục tiêu: - Phân tích nhiệm vụ, vai trò phần tử cấu thành mạch điện như: nguồn điện, dây dẫn, phụ tải, ; - Giải thích cách xây dựng mơ hình mạch điện, phần tử mạch điện; - Phân tích giải thích khái niệm mạch điện, hiểu vận dụng biểu thức tính tốn bản; - Vận dụng linh hoạt phép biến đổi tương đương để giải tập cụ thể Nội dung 1.1 Mạch điện mơ hình 1.1.1 Mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện, nối với dây dẫn thành vịng kín có dịng điện qua Như mạch điện bao gồm: * Nguồn phần tử dùng cung cấp lượng điện tín hiệu điện cho mạch Vd: Máy phát điện (biến đổi thành điện năng), ắc qui (biến đổi hoá thành điện năng), cảm biến nhiệt (biến đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu điện) (hình 1.1) * Tải phần tử tiêu tán lượng điện (nhận lượng điện hay tín hiệu điện để biến thành dạng lượng khác) (hình 1.3) Vd: Động điện, đèn điện (biến điện thành quang năng), bếp điện * Dây dẫn Dây dẫn dây dẫn điện nối từ nguồn đến phụ tải nối phụ tải với 1.1.2 Mơ hình 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 cịn gọi sơ đồ thay mạch điện, kết cấu hình học trình lượng giống mạch điện thực, song phần tử mạch điện thực mơ hình phần tử nguồn (nguồn dòng, nguồn áp) phần tử tải (như điện trở R, điện cảm L điện dung C) Mơ hình mạch điện sử dụng thuận lợi việc nghiên cứu tính tốn mạch điện thiết bị điện 1.1.2.1 Phần tử nguồn a Nguồn điện áp u(t) Nguồn điện áp đặc trưng cho khả tạo nên trì điện áp hai cực nguồn Hình 1.3 Nguồn áp   Nguồn điện áp biểu diễn sức điện động e(t) (hình1.3) Chiều e(t) từ điểm điện thấp đến điểm điện cao Chiều điện áp theo quy ước từ điểm có điện cao đến điểm điện thấp: u(t) = - e(t)   b Nguồn dòng điện J(t) Nguồn dòng điện J(t) đặc trưng cho khả nguồn điện tạo nên trì dịng điện cung cấp cho mạch ngồi ( hình 1.4)                                                                                                                Hình 1.4 Nguồn dịng 1.1.2.2 Phần tử tải a Điện trở R  Điện trở R đặc trưng cho trình tiêu thụ điện biến đổi điện sang dạng lượng khác nhiệt năng, quang năng, v…v Quan hệ dòng điện điện áp điện trở : uR =R.i   (hình 1.5) Đơn vị điện trở Ohm (Ω) Công suất điện trở tiêu thụ: p = Ri2 Hình 1.5 Điện trở Điện dẫn G: G = 1/R Đơn vị điện dẫn SiMen (S) Điện tiêu thụ điện trở khoảng thời gian t : Khi i = const ta có A = R i2.t b Điện cảm  L Khi có dịng điện i chạy cuộn dây W vịng sinh từ thơng móc vịng với cuộn dây: ψ=W.Ф Điện cảm dây: L= ψ/i=W.Ф/i Đơn vị điện cảm Henry (H) Nếu dòng điện i biến thiên từ thơng biến thiên theo định luật cảm ứng điện từ cuộn dây xuất sức điện động tự cảm: eL=-dψ/dt=-L.di/dt Quan hệ dịng điện điện áp: uL=-eL=L di/dt  Cơng suất tức thời cuộn dây: Năng lượng từ trường cuộn dây: Điện cảm L đặc trưng cho trình trao đổi tích lũy lượng từ trường cuộn dây   c Điện dung C Khi đặt điện áp uc hai đầu tụ điện (hình 1.6), có điện tích q tích lũy tụ điện: q=C.uc Nếu điện áp uC biến thiên có dịng điện dịch chuyển qua tụ điện: i=dq/dt=C.duc/dt Ta có: Hình 1.6: Điện dung Công suất tức thời tụ điện: pC=uc.i=C.uc.duc/dt Năng lượng điện trường tụ điện: Điện dung C đặc trưng cho tượng tích lũy lượng điện trường ( phóng tích điện năng) tụ điện Đơn vị điện dung F (Fara) µF 1.2 Các khái niệm mạch điện 1.2.1 Dòng điện chiều quy ước dòng điện Dòng điện dòng chuyển dịch có hướng cuả diện tích Lượng điện tích dịch chuyển qua bề mặt (tiết diện ngang dây dẫn, dòng điện chạy dây dẫn) đơn vị thời gian gọi cường độ dòng điện Đơn vị cuả dòng điện ampere (A) Dòng điện nhánh mạch điện xác định chiều (kí hiệu) độ lớn (giá trị đại số) Chiều dòng điện định nghiã chiều chuyển động điện tích dương Để tiện lợi người ta chọn tuỳ ý chiều kí hiệu mũi tên gọi chiều dương cuả dịng điện Khi thời điểm chiều dịng điện trùng với chiều dương I mang dấu dương (I > 0) chiều dòng điện ngược với chiều dương I âm (I < 0) Các dịng điện nhánh khác ta phải ký hiệu ký hiệu khác 1.2.2.Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu dòng điện hay đặc trưng cho số lượng điện tử qua tiết diện vật dẫn đơn vị thời gian Trong điện tử học, dòng điện dòng chuyển động electron dây dẫn điện kim loại, các điện trở, dòng chuyển động ion pin, hay dòng chảy hố điện tử vật liệu bán dẫn Cường độ dòng điện tùy mức độ mạnh yếu có ảnh hưởng định tới sức khỏe người Với cường độ dịng điện mạnh gây tử vong Trong hệ SI, cường độ dịng điện có đơn vị Ampe I=Q/t=(q1+q2+q3+…+qn)/t Cường độ dịng điện trung bình trong khoảng thời gian định nghĩa thương số điện lượng chuyển qua bề mặt xét khoảng thời gian khoảng thời gian xét Itb=ΔQ/Δt Trong đó: - Itb là cường độ dịng điện trung bình, đơn vị A (ampe) - ΔQ điện lượng chuyển qua bề mặt xét khoảng thời gian Δt, đơn vị C (coulomb) - Δt khoảng thời gian xét, đơn vị s (giây) Khi khoảng thời gian xét vô nhỏ, ta có cường độ dịng điện tức thời: I=dQ/qt 1.3 Các phép biến đổi tương đương Để đơn giản hoá mạch làm cho số nút giảm người ta sử dụng phép biến đổi, phép biến đổi có phép biến đổi tương đương thường sử dụng giải toán lý thuyết mạch Phép biến đổi tương đương thường dùng: 1.3.1 Nguồn áp ghép nối tiếp Số phần tử = số nhánh 1.3.2 Nguồn dòng ghép song song: etd = Uba = e1 + e2 + e3 + e4 J = J1 + J2 + J3 1.3.3 Điện trở ghép nối tiếp, song song Rtd = 38 OF = 2OEcos30o = 2OE Biết: OF = Id OE = IP, Vậy: Id = IP + Về pha, dòng điện dây chậm pha sau dòng điện pha tương ứng góc 30o 4.3 Cơng suất mạch điện ba pha đối xứng 4.3.1 Công suất tác dụng: Công suất tác dụng P mạch ba pha tổng công suất tác dụng pha Gọi PA, PB PC công suất tác dụng pha A, pha B pha C, ta có: P = PA + PB + PC = UA.IA.cosϕA + UB.IB.cosϕB + UC.IC.cosϕC Khi mạch ba pha đối xứng: Điện áp pha: UA = UB = UC = UP Dòng điện pha: IA = IB = IC = IP Góc lệch pha dịng điện pha với điện áp pha tương ứng: cosϕA = cosϕB = cosϕC = cosϕ Do đó: P = 3UP.IP.cosϕ P = 3RP.IP2 Trong RP điện trở pha Thay đại lượng pha đại lượng dây: - Đối với cách nối sao: IP = Id; UP = - Đối với cách nối tam giác: IP = ; UP = Ud Ta tính công suất tác dụng ba pha theo đại lượng dây, áp dụng chung cho trường hợp đấu đấu tam giác: P= Ud.Id.cosϕ 4.3.2 Công suất phản kháng: Công suất phản kháng Q ba pha là: Q = QA + QB + QC = UA.IA.sinϕA + UB.IB.sinϕB + UC.IC.sinϕC Khi đối xứng, ta có: Q = 3UP.IP.sinϕ Q = 3XP.IP2 Trong đó: XP điện kháng pha Hoặc tính theo đại lượng dây: Q = 4.3.3 Công suất biểu kiến: Ud.Id.sinϕ Công suất biểu kiến ba pha: S = Khi đối xứng, ta có: S = 3UP.IP S = Ud.Id 4.4 Giải mạch điện ba pha đối xứng Đối với mạch ba pha đối xứng, dịng áp pha có trị số lệch pha góc Vì vậy, giải mạch đối xứng, ta tách pha để tính 4.4.1 Giải mạch điện ba pha phụ tải nối hình 4.4.1.1 Lý thuyết liên quan Nguồn nối đối xứng: 39 Các dây từ nguồn đến tải AA’, BB’, CC’ gọi dây pha Dây OO’ gọi dây trung tính Mạch điện có dây trung tính gọi mạch điện ba pha dây, mạch điện khơng có dây trung tính gọi mạch điện ba pha dây Đối với mạch đối xứng, ta ln lng có: IO = IA + IB + IC = Vì dây trung tính khơng có tác dụng, bỏ dây trung tính Điện điểm trung tính tải đối xứng ln ln trùng với điện điểm trung tính nguồn Gọi EP = EA = EB = EC SĐĐ pha nguồn, Ud = UAB = UBC = UCA điện áp dây, UP = UA = UB = UC điện áp pha mạch điện ba pha Ta có: + Điện áp pha phía đầu nguồn là: UP = EP + Điện áp dây phía đầu nguồn là: Ud = UP = EP 4.4.1.2 Các bước giải Trường hợp 1: Bỏ qua tổng trở đường dây pha hình sau Bước 1: Xác định điện áp đặt vào pha tải là: UP = (V) với Ud điện áp dây mạch điện ba pha Bước 2: Xác định tổng trở pha tải là: ZP = (Ω), với RP XP điện trở điện kháng pha tải Bước 3 : Xác định dòng điện qua pha tải là: IP = = (A) Bước 4 : Xác định dịng điện dây Vì tải đấu nên dịng điện dây dòng điện pha: Id = IP (A) Bước 5 : Xác định công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất Công suất tác dụng : P = 3RP.IP2 (W) Công suất phản kháng : Q = 3XP.IP2 (VAR) Công suất biểu kiến : S = 3UP.IP (VA) Hệ số công suất : cosϕ = P/S Trường hợp 2 : Có xét tổng trở đường dây pha hình sau Cách tính tốn tương tự, phải gộp tổng trở đường dây với tổng trở pha tải để tính dịng điện pha dịng điện dây : 40 IP = Id = Trong Rd, Xd điện trở, điện kháng đường dây 4.4.1.3 Thực hành Bài tập 1: Phụ tải pha đối xứng, nối hình đấu vào mạng điện pha cân có điện áp dây Ud = 380V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 3Ω, Xp = 4Ω Tính: a Dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id b Tính hệ số cơng suất cosϕ c Tính cơng suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q), công suất biểu kiến (S) phụ tải Bài tập 2: Phụ tải pha cân bằng, nối hình đấu vào mạng điện pha cân điện áp dây Ud = 380V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 18+j24Ω, tổng trở đường dây Rd= 1+j2Ω, Tính: a Dịng điện pha Id, dịng điện dây Ip b Tính cơng suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q), công suất biểu kiến (S) phụ tải c Tính hệ số cơng suất cosϕ 4.4.2 Giải mạch điện ba pha phụ tải nới hình tam giác 4.4.2.1 Lý thuyết liên quan Nguồn đấu tam giác đối xứng: EA = EB = EC = EP Điện áp pha phía đầu nguồn là: UAB = UBC = UCA = UP = EP, điện áp dây phía đầu nguồn, đó: Ud = UP = EP 4.4.2.2 Các bước giải Trường hợp 1: Bỏ qua tổng trở đường dây hình sau Bước 1 : Xác định điện áp pha tải  41 UP = Ud (V) Bước 2: Xác định tổng trở pha tải là: ZP = (Ω), với RP XP điện trở điện kháng pha tải Bước 3 : Xác định dòng điện qua pha tải là: IP = = (A) Bước 4 : Xác định dịng điện dây Vì tải đấu tam giác nên dòng điện dây: Id = IP (A) Bước 5 : Xác định công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất Công suất tác dụng : P = 3RP.IP2 (W) Công suất phản kháng : Q = 3XP.IP2 (VAR) Công suất biểu kiến : S = 3UP.IP (VA) Hệ số công suất : cosϕ = P/S Trường hợp 2: Có xét tổng trở đường dây Tổng trở pha tải đấu tam giác: = RP + jXP Biến đổi sang hình sao: = RY + jXY = = +j Tổng trở tương đương pha: Y Z= = Từ đó, ta tính dịng điện dây: Id = = Dòng điện qua pha tải đấu tam giác: IP = 4.4.2.3 Thực hành Bài tập 1: Phụ tải pha đối xứng, đấu hình tam giác đấu vào mạng điện pha đối xứng có điện áp dây Ud = 220V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 12Ω, Xp = 9Ω a Dòng điện pha Ip, dòng điện dây Id b Tính hệ số cơng suất cosϕ c Tính cơng suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến phụ tải Bài tập 2: Phụ tải pha đối xứng, nối hình tam giác nối vào mạng điện pha cân điện áp dây Ud = 220V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 25+j20Ω, tổng trở đường dây Rd= 2+j2Ω, Tính: a Dịng điện pha Id, dịng điện dây Ip b Tính hệ số cơng suất cosϕ 42 c Tính cơng suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q), công suất biểu kiến (S) phụ tải 4.4.3 Giải mạch điện ba pha nhiều phụ tải mắc nối tiếp hoặc song song 4.4.3.1 Lý thuyết liên quan Áp dụng định luật Kirchhoff 1, mối quan hệ đại lượng dây đại lượng pha mạch điện pha đối xứng nối hình nối hình tam giác 4.4.3.2 Các bước thực Bước 1: Nhận dạng mạch điện (mạch điện có phụ tải, nối hình hay nối hình tam giác; Bước 2: Ứng dụng công thức bước giải phù hợp với loại phụ tải; Bước 3: Giải phụ tải riêng biệt, sau dùng định luật Kirchhoff để tính giá trị đại lượng cần tìm; 4.4.3.3 Thực hành Mạch điện ba pha cân có điện áp dây Ud = 220V, cung cấp cho hai tải: Tải nối hình tam giác, có tổng trở pha Z1 gồm : R1 = 9Ω; ZL1 = 12Ω Tải nối hình sao, có tổng trở pha Z2 gồm : R2 = 6Ω; ZL2 = 8Ω Tính : a Dịng điện pha tải : Ip1 , Ip2 b Dòng điện dây tải : Id1 , Id2 c Công suất P, Q, S tồn mạch d Dịng điện tổng đường dây : Id e Hệ số cơng suất tồn mạch Câu hỏi tập Câu hỏi 1: Thế mạch điện xoay chiều pha? Câu hỏi 2: Tải nguồn trọng mạch điện xoay chiều pha đấu nối nào? Bài tập 1: Phụ tải pha cân bằng, nối hình đấu vào mạng điện pha cân có điện áp dây Ud = 220V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 18+j24Ω Tính: a Dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id b Tính hệ số cơng suất cosϕ c Tính cơng suất tác dụng (P), cơng suất phản kháng (Q), công suất biểu kiến (S) phụ tải 43 Bài tập 2: Phụ tải pha cân bằng, nối hình tam giác, có điện áp dây Ud = 220V Phụ tải pha có thơng số: Rp = 12Ω, Xp = 9Ω Tính: a Dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id b Tính hệ số cơng suất cosϕ c Tính cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, công suất biểu kiến phụ tải Bài tập 3: Phụ tải pha cân bằng, nối hình tam giác, có điện áp dây Ud = 380V Phụ tải pha có thơng số: Zp= 12+j9Ω Tính: a Dịng điện pha Ip, dịng điện dây Id b Tính hệ số cơng suất cosϕ c Tính cơng suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến phụ tải Bài tập 4: Mạch điện ba pha cân có điện áp dây Ud = 380V, cung cấp cho hai tải: Tải nối hình có tổng trở pha Z1 gồm : R1 = 15Ω; ZL1 = 18Ω Tải nối hình tam giác có tổng trở pha Z2 gồm : R2 = 30Ω; ZL2 = 24Ω Tính : a Dịng điện pha tải : Ip1 , Ip2 b Dòng điện dây tải : Id1 , Id2 c Công suất P, Q, S tồn mạch d Dịng điện tổng đường dây : Id e Hệ số cơng suất tồn mạch 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Khoa Điện (2014), Giáo trình Mạch điện, lưu hành nội bộ; [2] Nguyễn Văn Giang (2015), Giáo trình Kỹ thuật điện - điện tử, Trường CĐN Công nghệ Việt – Hàn Bắc Giang; [3] TS Đoàn Đức Tùng (2016), Bài tập lý thuyết mạch điện, NXB Xây dựng 45 Phụ lục Chương 1.3.4.3 Lời giải: Dùng phương pháp biến đổi hình R2 R4 R5 thành tam giác ta có sơ đồ tương đương sau: Vậy điện trở tương đương: Bài tập trang 11 Lời giải: Ta có sơ đồ tương đương sau: Ta có: Vậy điện trở tương đương mạch: Chương 2.2.2.3 Lời giải: Bước 1: Chọn chiều dịng điện hình vẽ 46 Bước 2: Cho nguồn tác động Cho nguồn E1 tác động (nguồn E2 ngắn mạch), ta có sơ đồ mạch điện sau: Áp dụng phương pháp biến đổi điện trở ta có: Vậy điện trở tương đương: Rtđ = R1 + R23 = 4+2 = 6Ω Suy ra: Điện áp UAB = I11.R23 = 5.2 = 10V Suy ra: Cho nguồn E2 tác động (nguồn E1 ngắn mạch), ta có sơ đồ mạch điện sau: Áp dụng phương pháp biến đổi điện trở ta có: Vậy điện trở tương đương: Rtđ = R2 + R13 = + = 6Ω Suy ra: Điện áp UAB = I22.R13 = 2.2 = 4V Suy ra: Theo tính chất xếp chồng ta có dịng điện nhánh cần tìm: 47 2.2.3.1.3 Lời giải Bước 1: Mạch điện có nút, nhánh: d=2 n=3 Vậy số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: d-1=2-1= Số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: n-(d-1)=3-(2-1)= Bước 2: Chọn chiều dòng điện nhánh, vịng hình vẽ Theo định luật Kirchhoff ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình: ⇔ 2.2.3.2.3 Lời giải: Bước 1: Mạch điện có nút, nhánh: d=2 n=3 Số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: n-(d-1)=3-(2-1)= Bước 2: Chọn chiều dịng điện vịng hình vẽ Theo định luật Kirchhoff ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình: Bước 3: Theo tính chất xếp chồng mạch điện tuyến tính ta có: 2.2.3.3.3 Lời giải: Bước 1: Mạch điện có nút, gọi điện nút là: ϕ0, ϕ1 Chọn điện ϕ0=0V làm gốc 48 Bước 2: Chọn chiều dòng điện nhánh hình vẽ Ta có: Trong đó: Bước 3: Theo định luật Kirchhoff 1tại nút ϕ1: Bước 4: Thay giá trị tính, ta có: Vậy dịng điện nhánh: Bài tập trang 20 Lời giải: Mạch điện có nút, nhánh: d=2 n=3 Vậy số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: d-1=2-1= Số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: n-(d-1)=3-(2-1)= Chọn chiều dịng điện nhánh, vịng hình vẽ Theo định luật Kirchhoff ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình: 49 ⇔ Vậy dịng chạy nhánh có giá trị: I1 = 15A; I2 = 5A; I3 = 20A Bài tập trang 21 Lời giải: Đặc điểm nguồn dịng J có điện trở vơ lớn nên ta có sơ đồ mạch tương đương hình sau: Mạch điện có nút, nhánh: d=2 n=2 Vậy số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: d-1 = 2-1= Số phương trình độc lập viết theo định luật Kirchhoff là: n-(d-1) = 2- (2-1)= Chọn chiều dịng điện nhánh, vịng hình vẽ Theo định luật Kirchhoff ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình: Chương 3.2.1.3 Lời giải: Ta có: u(t)=220 sin (100t) => U= = Cảm kháng mạch: XL=ω.L=100.0,09 = 9Ω Dung kháng mạch: XC= Tổng trở mạch là: = z= = a Cường độ dòng điện : I= = b Điện áp R, L, C là: UR=I.R=6.22=132 (V) UL=I.XL=9.22=198 (V) =220(V), =1Ω =10Ω =22(A) ω=100(rad/s) 50 UC=I.XC=1.22=22 (V) c Hệ số công suất: Cosφ= = =0,6 Công suất mạch : Công suất tác dụng: P= R.I2=6.222=2904 (W) Công suất phản kháng: Q= (XL-XC).I2=8.222=3872 (VAr) Công suất biểu khiến: S= U.I=220.22=4804 (VA) 3.2.3.3 Lời giải: a Điều kiện cộng hưởng điện áp mạch R – L – C mắc nối tiếp: ZL = ZC ⇔ Thay số vào, ta : Ta có : Và b Dịng điện cộng hưởng : Điện áp R, L, C xảy cộng hưởng điện áp c Công suất mạch : Bài tập (trang 40) a Điều kiện cộng hưởng điện áp mạch R – L – C mắc nối tiếp : ZL = ZC ⇔ Thay số vào, ta : Ta có : Và b Dòng điện cộng hưởng : Điện áp R, L, C xảy cộng hưởng điện áp : 51 c Công suất mạch: 4.4.2.3 Lời giải: Phụ tải pha nối tam giác nên: Ud = UP = 220V Tổng trở pha: Ω a Dòng điện pha: Ip = Up/z = 220/15 = 14,6(A) Dòng điện dây: Id = Ip = 14,6 =25,4 (A) b Hệ số công suất: cosϕ = R/z = 12/15= 0,8 c Công suất tác dụng pha: P3pha =3.Rp.Ip2= 3.12.(14,6)2=7708,8(W) Công suất phản kháng pha: Q3pha =3.Xp.Ip2=3.9 (14,6)2= 5781 (VAr) Công suất biểu kiến pha: S3pha = 3.Up.Ip = 3.220.14,6 = 9636 (VA) 4.4.3.3 Lời giải: Xét tải : Nhận xét : Vì tải đấu tam giác nên ta có : Up1 = Ud = 220V, Tổng trở pha tải : Dòng điện pha tải : Dòng điện dây chạy từ nguồn đến phụ tải : Công suất ba pha tải Xét tải : Vì tải đấu nên ta có : Ip2 = Id2, Tổng trở pha tải : Dòng điện pha tải : Dòng điện dây chạy từ nguồn đến phụ tải : Công suất ba pha tải Vậy : 52 a Dòng điện pha tải : b Dòng điện dây chạy từ nguồn đến phụ tải : c Cơng suất tồn mạch d Dịng điện dây tổng : Ta có : e Hệ số cơng suất tồn mạch :