Giáo trình kĩ thuật điện phần 1

CHỬĐỨC TRÌNH GIÁO TRÌNH Kĩ THUẬT ĐIỆN NHÀ XUÁT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Lời nói đ ầ u ix Chương Giới t h iệ u 1.1 Giới th iệu chung K ỹ thuật đ iệ n 1.2 M ạch điện, dòng điện điện p 1.3 C ông suất lư ợ n g 1.4 Giới th iệu phần tử m ạch đ iệ n 1.4.1 Dây d ẫn 1.4.2 Nguồn th ế 10 1.4.3 Nguồn dòng 11 1.4.4 Các phần tử trở kháng 12 1.5 Các định luật m ạch đ iệ n 12 1.5.1 Định luật O hm 12 1.5.2 Định luật Kirchhoff theodòng điện- KCL 14 1.5.3 Định luật Kirchhoff theođiện áp - KVL 17 1.6 B ài t ậ p 21 Chương M ạch điện tr 29 2.1 M ạch điện trở m ắc nối tiếp song s o n g 30 2.1.1 Mạch điện trở mắc nối tiếp 30 2.1.2 Mạch điện trở mắc song song 31 2.2 P hân tích m ạch điện sử dụng nguyên lý m ạch nối tiếp song s o n g 34 Giáo trĩnh K ĩ thuật điện iv 2.3 M ạch chia th ế chia d ò n g 36 2.4 P h ân tích m ạch điện th eo nút điện p 40 2.5 P h ân tích m ạch điện th eo lưới dòng đ iệ n 54 2.6 N gu yên lý xếp c h n g 62 2.7 M ạch tương đương T hévenin N o r to n 70 2.8 Cầu điện tr 83 2.9 B ài t ậ p 85 Chương Đ iện kháng dung k h n g 95 3.1 Thời gian lư ợ n g 95 3.2 Tụ đ iệ n 96 3.3 Tụ điện m ắc nối tiếp song s o n g 104 3.4 T ính chất vật lý tụ đ iệ n 107 3.5 C uộn c ả m 107 3.6 C uộn cảm m ắc nối tiếp song s o n g 111 3.7 C uộn cảm thực t ế 112 3.8 H ỗ c ả m 113 3.9 T ích phân vi phân sử dụng công cụ Sym bolic-M A T L A B 114 3.10 B ài t ậ p Chương Quá trình đ ộ 121 129 4.1 M ạch R C bậc n h ấ t 129 4.2 M ạch R L bậc n h ấ t 135 4.3 M ạch R C R L với lối vào tín hiệu th ơn g dụng 141 4.3.1 Mạch bậc với lối vào tín hiệu xung vng 141 4.3.2 Mạch bậc với lối vào tín hiệu sin 143 4.3.3 Mạch bậc với lối vào tín hiệu xung 146 tam giác 4.4 M ach R C R L nhiều điên tr 148 Mục lục V 4.5 M ạch bậc h a i 150 4.5.1 Mạch RLC mắc nối tiếp 150 4.5.2 Mạch RLC mắc song song 154 4.5.3 Mạch với hệ phương trình vi phân 158 4.6 B ài t ậ p 160 C hương Q uá trình d n g 169 5.1 D òn g đ iện điện áp dạng s in e 170 5.2 Số phức công thức E u le r 176 5.3 P h a 179 5.4 Trở kháng p h ứ c 184 5.5 P h ân tích m ạch điện sử dụng phương pháp pha trở kháng p h ứ c 188 5.6 P h ân tích m ạch điện th eo nút điện áp lưới dịng điện 192 5.7 C ơng suất m ạch A C 199 5.8 M ạch tương đương T hévenin N o r to n 212 5.9 M ạch ba pha cân b ằ n g 217 5.9.1 Nguồn điện áp ba pha đấu nối theo kiểu Y 219 5.9.2 Nguồn điện áp ba pha đấu nối theo kiểu A 225 5.10 B ài t ậ p 229 C hương Đ áp ứng tần số, m ạch lọc cộng h n g 241 6.1 P h ân tích Fourier, m ạch lọc hàm tr u y ề n 242 6.2 M ạch lọc tần thấp bậc n h ấ t 252 6.3 D ecib els, nối tầng C ascade, th an g tần số logarithm 256 6.4 Đ th ị B o d e 259 6.5 M ạch lọc tầ n cao bậc n h ấ t 262 6.6 C ộng hưởng nối t i ế p 266 6.7 C ộng hưởng song s o n g 272 6.8 M ạch lọc bậc hai lý tư n g 275 Giáo trình K ĩ thuật điện vi 6.9 H àm tru y ền , đồ thị B o d e sử dụng M A T L A B 280 6.10 B ài t ậ p 286 C hương M ạch từ biến t h ế 295 7.1 T tr n g 295 7.2 M ạch t 306 7.3 C uộn cảm hỗ c ả m 313 7.4 Vật liệu t 317 7.5 B iến áp lý t n g 320 7.6 B iến áp t h ự c 326 7.7 B ài t ậ p 332 C hương M áy đ iện m ột c h iề u 341 8.1 Tổng q uan động c 341 8.2 N g u y ên tắ c h o t động m áy điện m ột c h iề u 350 8.3 M áy đ iện m ộ t c h iề u 355 8.4 Các đ ộ n g m ột chiều k ết nối Shunt động m ột chiều kích thích riên g r ẽ 362 8.5 Đ ộng m ộ t chiều đưỢc kết nối th eo kiểu nối tiếp 368 8.6 Đ iều k h iển kiểm so t tố c độ quay động D C 371 8.7 M áy p h t đ iện m ột c h iề u 376 8.8 B ài t ậ p 381 C hương M áy đ iện xoay c h iề u 387 9.1 Đ ộn g cảm ứng ba p h a 387 9.2 M ạch đ iện tư n g đương tín h tốn hiệu su ất động cảm ứ n g 396 9.3 M áy đ iện đ n g b ộ 408 9.4 Đ ộn g m ộ t p h a 422 9.5 Đ ộn g bước đ ộn g D C không chối q u é t 427 Mục lục vii 9.6 B iến t ầ n 429 9.7 B ài t ậ p 434 N hững kí h i ệ u 439 Tài liêu th am k h ả o 441 Kỹ thuật điện m ột lĩnh vực kỹ th u ật liên quan đến việc nghiên cứu ứng dụng điện, điện tảí, điện từ, điều khiển tự động hóa, Trong nửa sau kỷ XIX kỹ thuật điện bắt đầu phát triển nhanh với thành tựu thương mại hóa điện báo, điện thoại, phân phối tiêu thụ điện Sau đó, phát truyền hình thiết bị ghi âm, thu hình điện tử trở thành m ột phần sống hàng ngàv Việc phát minh transistor, mạch tích hỢp cơng nghệ vi chế tạo làm giảm clii phí thiết bị điện tử nên sử dụng rộng hầu hết gia đình Gần đâv, cơng nghệ truyền thông không dây phát triển mạnh mẽ đưa đến dịch vụ thông tin di động đến với rnợi ngành, lĩnh vực người toàn giới Kỹ thuật điện môn học sở nhóm mơn học kỹ thuật điện, điện tử thông thường bao gồm môn Kỹ thuật điện, Linh kiện điện tử, Kỹ th u ật điện tử tương tự, Kỹ th u ậ t điện tử số Kỹ thuật điện môn học sở ngành công nghệ kỹ thiiật như: Điện tử, truyền thông; Vật lý điện tử vô tuyến; Cơ điện tử; Cơ học kỹ thuật; Kỹ th u ật điều khiển; Năng lượng, Môn học thường tổ chức giảng dạy cho sinh viên vào học kỳ năm thứ (hoặc chậm học kỳ năm học th ứ ) T năm 2008, Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đầu tư p h át triển chương trình đào tạo chuẩn quốc tế với khung chương trình đào tạo đại cập nhật Hầu hết môn học chương trình giảng dạy dựa giáo trình tiếng Anh nhà xuất tiếng giới phát hành Các sách giáo trình tiếng Anh thường sử dụng rộng rãi trường Đại học công nghệ, kỹ thuật hàng đầu giới Cuốii "Electrical engineering principle and applications" GS Allan R Hambley Nhà xuất Pearson phát hành lựa chọn sách giáo khoa cho môn học Kỹ thuật điện Khoa Diện tử - Viễn thơng Giáo trình Kỹ thuật điện soạn sở tiếp thu tảng sách tiếng Anh vừa đề cập Sau gần 10 năm giảng dạy, nhóm giảng viên mơn học Kỹ thuật điện Khoa Điện tử - Viễn thông cập nhật thông tin, đưa tập, code M atlab cho X Giáo trình K ĩ thuật điện phù hợp với chuẩn hộ thống điện, điện tử Việt Nam Trong trình biên soạn, tác giả hệ thống lại kiến thức có, trình bày logic dễ hiểu để đạt mục tiêu giáo trình Giáo trình "Kỷ thuật điện" bao gồin chương: Chương Giới thiệu: Trình bàv tổng quan Kỹ thuật điện, định nghĩa dịng điện, điện áp, cơng suất lượng, inột số định luật niột số phần tử nguồn dòng, nguồn thế, điện trở, tụ điện, cuộn cảm linh kiện tạo nên rnột mạch điện Chương Mạch điện trở: Trình bày kiến thức mạch điện bao gồm điện trở nguồn điện, phương pháp kết nối điện trở nhxr mạch nối tiếp, mạch song song ứng dụng thực tế Phương pháp phân tích mạch theo nút điện áp hlới dịng điện hai phương pháp phân tích mạch diện trình bày chi tiết với nhiều ví dụ kèm Đây hai phương pháp phân tích mạch điện chủ đạo việc thiết kế mạch điện Các phương pháp mở rộng cho mạch phức tạp bao gồm không điện trở m cịn có tham gia phần tử khác tụ điện, cuộn cảm linh kiện tích cực, Nguyên lý mạch xếp chồng, mạch tương đương Thévenin Norton, mạch cầu điện trở trình bày trước đóng lại chương mạch điện trở Chương Tụ điện cuộn cảm: Trình bày tụ điện cuộn cảm với kiến thức tổng quan cấu tạo, ĩiguyên tắc hoạt động, mạch điện đơn giản ứng dụng hai linh kiệu Chương giới thiệu số ví dụ sử dụng Matlab với cơng cụ Syinbolic để giải phương trình vi phân tích phân phân tích mạch điện Kiến thức chương sở để sinh viên học tốt kiến thức hai chương Chương Quá trình q độ: Trình bày phương pháp phân tích khảo sát trình độ rnột mạch điện Chương giới thiệu mạch điện bậc RC, LC mạch bậc hai R L C mắc nối tiếp R L C mắc song song Phương pháp phân tích sỉr dụng phương pháp cho mạch điện trở đưỢc trình bày chương Tuy nhiên, cuộn cảm tụ điện phần tử chứa lượng, nên phương trình mạch điện thể dạng phương trình vi phân Sinh viên học phương pháp lập phương trình vi phân tìm điều kiện ban đầu mạch điện Các phương trình vi phân hệ phương trình vi phân giải công cụ Symbolic Matlab Dựa vào cơng cụ sinh viên khảo sát mạch điện cách thay đổi thông số mạch điện Chương Quá trình dừng sin: Trình bày phương pháp phân tích khảo sát mạch điện điều kiện dừng bị tác động nguồn tín hiệu sin thơng qua phương pháp pha trở kháng phức Mạch tương đương Thévenin Norton cho mạch điện xoay chiều trình bày Phần cuối chương trình bày kiến thiíc sở mạch điện ba pha cân LỜI nói đầu xi Chương Đáp ứng tần số, lọc cộng hiíởng; Trình bày phân tích mạch điện theo tần số với phương pháp Poiirier Các khái niệm mạch lọc, đáp iífng tần số, hàrn truyền, đồ thị bode giới thiệu chương làm tảng để sinh viên học môn sâu tín hiệu hệ thống học kỳ Các mạch cộng hưởng trình bày dựa tảng hai mạch R L C mắc song song nối tiếp Chương Mạch từ biến thế: Trình bày kiến thức mạch từ, cấu tạo hoạt động biến Đây kiến thức để sinh viên đọc hai chương loại động chiều xoay chiều Chương Các máy điện chiều máy điện xoay chiều: Trình bày tổng quan động điện chiều xoay chiều Hai chương dừng lại mức giới thiệu khái niệm kiến thức để sinh viên tiếp cận làm việc với loại động thực tế Sinh viên cần tích lũy số kiến thức vật lý, toán học điều kiện tiên để học tốt lĩiơn học như: Vật lý điện từ; kiến thức ma trận phương trình vi phân đơn giản Dể học tốt mơn học này, sinh viên cần có inột số kỹ lập trình võ đị thị (M atlab cơng cụ phầii mềrn sử dụng giáo trình này) Ti'orig trình học tập, sinh viên cần làm tập viết chương trình M atlab để giải tập (nếu có) để hiểu sâu kiến thức trình bàv phần lý thuyết Các nội dung lý thuyết kiểm chứng thông qua mạch điện thực nghiệm, điều kiệu cho phép sinh viên tự lắp mạch điện, đo đạc so sánh với kết giải lý thuyết Các kiến thức môn Kỹ thuật điện rộng liên quan nhiều đến tượiig Vật lý Do đó, để hiểu rộng vận dụng đvrợc kiến thức mơn học Kỷ thuật điện sinh viên cần liên hệ gắn kết kiến thức học, đáp ứng mạch điện với hiệu tượng Vật lý, Cơ học, kể toán kinh tế xã hội Giáo trình sử dụng giảng dạy cho sinh viên ngành Công nghệ kĩ thviật điện tử, truyền thông; Công nghệ kĩ thuật điện tử; Cơ học kĩ thuật Ti-ường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Trong trình học tập, sinh viên nên kết hợp đọc giáo trình với số sách tiếng Anh Kỹ thuật điện, hvíớng dẫn sử dụng M atlab, Vật lý, Tốn đại số, Tốn giải tích sở Tác giả xin cảm ơn PGS.TS Trần Quang Vinh, PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn, PGS.TS Trần Dức Tân, TS Bìii Thanh Tùng, ThS Nguyễn Ngọc Việt, Trường Dại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, TS Đỗ Trung Kiên, TS Nguyễn Hoàng Oanh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, PGS.TS Nguyễn Đức Minh, Trường Dại học Bách khoa Hà Nội, ThS Trần Thị Thúy Hà, Học viện Bưu Viễn thơng góp ý chỉnh sửa thảo giáo trình Cảm ơn sinh viên K59Đ, Khoa Điện tử - Viễn thơng, Tníờng Đại học Cơng nghệ, Đại Quá trình dừng 226 Hĩnh 5.37: Mạch ba pha cân đấu nối theo kiểu A - A Mạch ba pha cân đấu nối theo kiểu A có mạch tải nối theo kiểu Y A Mạch điện A-A thể hình 5.37 Các điện áp hai đầu tải lần lươt là: Va = W \/3/30° = V^Z3Q! = V y\/3/- ° = V7V -9 ° = W \/3 /-2 ° = Vl / - ì (5.91) Trong trường hỢp ta bỏ qua trở kháng dây nối điện áp tải điện áp nguồn Y A B = v„6, y B C = Vbc, Vcyi = dịng điện qua tải tính; V ab Z /\/ơ Chúng ta định nghĩa I a = Vea Giả thiết tải có dạng Z /\/9 VlZ30! Z /6 (5.92) = Ĩ /3ũ° —6 (5.93) Z a /9 Vl ta có: Z/s Iab Tương tự cho tải ỉại, ta được: Ibc = I a /- ° - d IcA = I / —210 ° —6 Dòng điện dây aA tính sau: (5.94) 5.9 Mạch pha cân hằnq 227 I a — I — I c a b e- = ĩ a /30° = ( I a / ° - ^ I a / - 210° - ) ( 1 / - e ° ) = (I a / 30° - ^)(1 ,5 - jO, 8660) (5.95) - (Ĩ a /30° - ^)(^ / - ° ) = Iab X V3/-3Q ° Biên độ cường độ dòng điện dây là: I I = \/3 Ia (5.96) VÍ D Ụ 5.24 Mạch điện cân A-A Mạch điện kết nối theo kiểu A-A hình 5.38(a) với trở kháng dây dẫn Zi,ne = , + jO, Q, tải có giá trị = 30 + j Các nguồn điện có giá trị; = 1000/30° Vbc = 10007-90° = 1000/150° Xác định dòng điện pha, điện áp dịng điện rên tải, cơng suất tải công suất tiêu hao dây Lời giải Mạch điện 5.38(b) mạch tương đương kiểu Y-Y cíỉa mạch điện A - A hình 5.38(a) Vì mạch ba pha cân bằng, nên cần tính pha, cịn pha khác có kết tương đương Điện áp Van tính sau: = (V „„)/(V 3/30!) = (1000/30°)/í\/3/30°ì = 577,4/0! Trở kháng tương đirơng Z y tính sau; '7 _ _ n I Xét dây pha o mạch điện hình 5.38(b) ta có; i o Quá trình dừng 228 Hình 5.38: (a) Mạch ba pha cân đấu nối theo kiểu A - A ; (b) Mạch tương đương Y -Y Va n = {Zline + Z Ỵ ) la A la A — ^ a n / { Z l i n e ”1" Z y ) = (577,4/Q !)/(0,3 + jO, + 10 + j2) = (577,4Z0!)/(10,3 + j2 ,4 ) = (577,4ZQ!)/(10,58/13,12°) = 54,60 /-1 ,1 ° Điện áp hai đầu tải tính theo định luật Ohm sau: An = ỈA a^y = (54,60/- ,1 ° ) X (10 + j2) = (54,60 /-1 ,1 ° ) X (10,20/1 ,3 °) = 556,9 /- ,8 ° Điện áp hai dây pha tải xác định sau: 5.ÍQ Bài tập 229 V ab = V ^ „ x V ^/30! = 556,9/-1 ° X y/3/30° = 964,6/28,19° Dòng điện chạy qua hai dây pha tải Ĩ a b a b ! 'Z Ĩab là: ‘ 1\ = (964,6/ ,19°)/(30 + ; ) = (964,6 /2 ,19°)/(3 ,59/11,31°) = 31,53/16,88° Công suất nhận tải là: Pab = X 30 = 19,91 kW Công suất tổng cộng ba tải ba lần công suất kênh A B , p = 3P ab = 44,73 Công suất kW th ất đường dây tính cách tương PnneA = Công suất kW 5.10 tự; X 0,3 = 0,447 kw tổng cộngth ất thoát ba đường dây Piine = ^PiineA = 341 B ài tập 5.1 Vẽ đồ thị tín hiệu điện áp dạng sine theo thời gian sau v{t) = VmCos{uit + ớ), cư = 27t/ đ thị thay đổi nếu: a) Giảm biên độ tín hiệu Vm"! b) Tăng tần số / ? c) Tăng pha ban đầu ớ? d) Giảm tần số góc U)1 e) Tăng chu kỳ T? 5.2 Một tín hiệu điện áp cho biểu thức v{t) = 220\/2sm(1007rí + 30°) V Viết lại biểu thức điện áp dạng hàm cosine Xác định biên độ, tần số, chu kỳ, tần Q trình dĩìng 230 số góc pha ban đầu tín hiệu Tìm cơng suất điện áp phân phối inột điện trở 50 fỉ? 5.3 Một tín hiệu dịng điện hình sine i{t) có biên độ A, chu kỳ ins, đạt đỉnh âm ms Viết biểu thức dòng điện i{t) G iả sử dòng điện chạy qua niột điện trở 100 íl, viết biểu thức điện áp v{t) hai đầu điện trở Tính biểu thức cơng suất p(t) cơng suất trung bình phân phối điện trở? 5.4 Xác định dịng điện hiệu dụng dạng tín hiệu xung vng cho hình p.5.1? i(t) mA Hình p.5.1: Hĩnh cho tập 5.5 Xác định điện áp hiệu dụng dạng tín hiệu xung tam giác cho hình p.5.2? vWV 5.6 Xác định điện áp hiệu dụng dạng tín hiệu cho hình p.5.3? 5.7 Xác định giá trị hiệu dụng tín hiệu dòng điện i{t) = + 10sine{207ĩt)? 5.8 Đơn giản tín hiệu điện áp y(í) — 3cos(u;í+ 60°) —4cos(cjí —60°)+ 5sin(a;í+ 30°) dạng VmC0 s{ut + 9) Vẽ biểu đồ pha biểu diễn điện áp thành phần điện áp tổng tín hiệu? 5.10 Bài tập 231 V(t)v Hĩnh p.5.3: Hình cho tập 5.6 Hình p ị: Hĩnh cho tập 5.9 5.9 Cho biểu đồ pha ĩihư hình p.5.4 Tần số tín hiệu / =50 Hz Viết biểu thức theo thời gian tín hiệu điện áp tổng Vs{t) = Vị{t) Vi { t ) , V2 { t ) , V s ị t ) điện áp +V {t) + I'3 (í) theo dạng VmSÌn{u}t + 9) Biểu diễn thêm vectơ điện áp tổng biểu đồ pha? 5.10 Giả sử ta có hai tín hiệu điện áp hình sine tần số, có giá trị biên độ hiệu dụng V ị V Xác định giá trị biên độ hiệu dụng nhỏ lớn xảy tín hiệu điện áp tổng hai điện áp cho Giải thích lý do? 5.11 Giả sử ta có m ột mạch điện điện áp hai đầu mạch điện v{t) = \Osin{u)t — 30°) Hơn nữa, dịng điện i{t) có giá trị biên độ hiệu dụng A trễ pha so với v{t) 30° Vẽ biểu đồ pha xác định biểu thức theo thời gian dòng điện i{t) theo dạng ImCos{ut + 9)7 5.12 Một số phần tử mạch điện biết đến điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện Xác định loại phần tử giá trị (Ohms, Henrys, hay Farads) phần tử biểu thức điện áp dòng điện phần tử cho sau: a) v{t) = 10cos(100í + 60°) V, i{t) = 2cos(100í + 60°) A; b) v{t) = 10cos(200í + 30°) V, i{t) = 5sm e(200í + 30°) A; Quá trình dừng 232 c) v{t) = 10sme(400í + 30°) V, i{t) = 4cos(400í + 30°) A; 5.13 Một điện áp Viit) = 100cos(1207Tí) áp dụng cho cuộn cảm mH Xác định điện áp pha, dòng điện pha xây dựng biểu đồ pha cuộn cảm? 5.14 Một điện áp Vc{t) = 100cos(1207Tí) áp dụng cho tụ điện fj.F Xác định điện áp pha, dòng điện pha xây dựng biểu đồ pha tụ điện? 5.15 Một phần tử mạch điện có điện áp pha V = 0 / ° V dòng điện pha I = 4/45° A Tần số góc 1000 rad/s Xác định tính chất giá trị phần tử đó? 5.16 Cho mạch điện hình p.5.5, với V s { t ) = 100cos(5000í) Xác định dịng điện pha điện áp pha có hình Xây dựng biểu đồ pha biểu diễn Vs, I, V /ỉ V/,, mối quan hệ Vs I khi: ã) R — 100 Q L= 20 mH h) R = 100 Q L= 30 mH R Hĩnh p.5.5: Hĩnh cho tập 5.16 5.17 Cho mạch điện nhií hình p.5.6, với V s { t ) = 100cos(5000í) Xác định dịng điện pha điện áp pha có hình Xây dựng biểu đồ pha biểu diễn Vs, I, V r Vc7, mối quan hệ Y s I a) /? = 100 khi: c = //F b) -R - 100 n c =: 5.18 Cho mạch điện hình p.5.7, với i? = 50 Xác định trở kháng phức mạch điện L = 10 H, c — 10 /iF = 50 Lặp lại a; = 100 cư = 200 5.19 Cho mạch điện hình p.5.8, với R = 1000 ĩì, L = 100 mH, c = 10 ịấF Xác định trở kháng phức mạch điện cư = 500 Lặp lại (Jj = 1000 = 2000 5.10 Bài tập 233 R R z -► Eình p.5.7: Hình cho tập 5.18 R Hình p.5.8: Hình cho tập 5.19 234 Quá trình dừng 5.20 Cho mạch điện hình p.5.9, với i? = kfỉ, L = 10 mH, c = ụ.F is{t) = 0, lcos(10‘^í) A Xác định pha Ig, V, Ih, I I , Ic- So sánh biên độ i i ự) với biên độ is{t) giải thích? Hĩnh p.5.9: Hình cho tập 5.20 5.21 Cho mạch điện hình p.5.10, với i? = 50 Q, L = 100 mH, c = 0, //F Vs{t) = 10005(10"*^ 4- 45°) A Xác định pha v ^ , I, V r, \ I , V c- So sánh biên độ Vt{i) với biên độ Vs{t) giải thích? R + Vr V s(t) Ố Vc + Hình p.5.10: Hĩnh cho tập 5.21 5.22 Cho mạch điện hình p.5.11, với X phần tử mạch điện Xây dựng biểu đồ pha biểu diễn Is, V , I/ỉ Ix ; xác định quan hệ V Is trường hợp sau: a) ỉs{t) = ,5sm(1000í), R = 200 íỉ X cuộn cảrn vời L = 200 mH b) is{t) = 0, l sin{l oH), R = 200 Í2 X tụ điện với c = ụ,F 5.23 Xác định pha I, 1r , Ic mạch điện hình p.5.12? 5.24 Cho mạch điện hình p.5.13, với V\{t) = 100cos(100í + 30°) V V2 Ìt) = lOOsm(lO) V Xây dựng biểu đồ pha pha V i, V 2, V/ỉ, \ I , I 235 5.10 Bài tập ix '■"tb II R v(t) X Hĩnh p.5.11: Hình cho tập 5.22 v,(t) ố >’JỈ R c Vc Hình p.5.12: Hĩnh cho tập 5.23 R =ỉooa ^ + Vỉ(t) Ồ Vi - ^ -C = + V/Ị - ố Hình p.5.13: Hình cho tập 5.24 V2(t) Quá trình dừng 236 Hình p ỏ lị: Hĩnh cho hài tập 5.25 5.25 Giải mạch điện hình p.5.14 sử dụng phương pliáp nút điện áp 5.26 Cho mạch điện hình p.5.15 Xác định dịng điện pha I Tìni cơng suất tác dụng, công suất phảii kháng công suất biểu kiến phân phát nguồn Lặp lại câu hỏi với cuộn cảm 0, H 5.27 M ột tải điện biểu diễn trở kháng z = 100 —j5 ũ Dòng điện chạy qua tải I = \/2 /30° mA Tải cuộn cảm hay tụ điện? Xác địnli hệ số công suất, công suất tác dụng, công suất phản kháng công suất biểu kiến phân phát đến tải 5.28 M ột điện áp pha hai đầu tải cho V = 400\/2/-1 ° V dòng điện pha chạy qua tải I = 20\/2/75° A Xác định công suất phức, hệ số công suất, công suất tác dụng, công suất phản kháng công suất biểu kiến phân phát đến tải 5.29 Xác định công suất tác dụng phần tử mạch điện cho hình p.5.16 Cho biết V i = 2 V /3 ° V V = 260\/2/50° V lú Bài tập 237 + jl2 Q SQ ỏ V j(t) ^ĩịt) Hĩnh p.5.16: Hĩnh cho tập 5.29 + jio ũ SfJ 0"» Hĩnh p.5.17: Hình cho tập 5.30 5.30 Xác định công suất tác dụng phần tử mạch điện cho hình p.5.17 Cho biết V = 240\/2/- ° V I = 5\/2/10° A 5.31 Một nguồn điện xoay chiều 220 V hiệu dụng, tần số GO Hz, cấp công suất cho tải gồm điện trở nối tiếp với rnột tụ điện Công suất thực 2000 w công suấ' biểu kiến 2500 VA Xác định giá trị điện trở tụ điện 5.32 Cho rnạch điện hai đầu cuối hình p.5.18 a) Xác định mạch điện tirơng đương Thévenin Norton b) Xác định công suất tối đa m mạch điện có th ể phân p hát cho m ột tải trở kháng phức 5.33 Lặp lại câu hỏi tậ p 5.32 cho mạch điện hình p.5.19 5.34 Ta có nguồn pha cân thứ tự thuận, đó: Van{i) = 2 ự c o s { ĩ t + 75°) V a) Xảc định tầ n số nguồn b) Xác định biểu thức Vb7i{t) Vcn{t)c) Lặp lại câu hỏi (b) cho nguồn pha cân th ứ tự nghịch Quá trĩnh dừng 238 j5oa w - 100 a Hình p.5.18: Hình cho tập 5.32 -ị ỈOŨ Ị jlOQ ỉ O Q © ĨZ(fA Hình p.5.19: Hĩnh cho tập 5.33 5.35 Mỗi pha tải mắc theo kiểu chữ Y gồm m ột điện trở 50 n mắc song song với tụ điện 100 ụ.F Xác định trở kháng pha tải tương đương mắc theo kiểu A 5.36 Một nguồn mắc theo kiểu chữ Y thứ tự nghịch có điện áp pha \ Tìm điện áp dây v„6, biểu đồ pha tổng hợp điện áp Vbrt = Vv/120° Ven = V y / - ° Vhc an = V y /0 ° > Vca- Xây dựng 5.37 Xác định mạch điện tương đương Thévenin N orton mạch điện hai đầu cuối hình p.5.20 5.38 Vẽ mạch điện tương đương Thévenin N orton mạch điện cho hình p.5.21 239 5.10 Bàt tập -j4 Q /5 Q 'im Hình p.5.20: Hĩnh cho tập 5.37 6Q /r Ị0Z3(f ỉ Ị Q Hĩnh p.5.21: Hình cho tập 5.38