Bài giảng Mạch điện 1

Nguyễn Văn Vinh Trang 2 THÔNG TIN HỌC PHẦN 1Số tín chỉ: 3 2, 1, 0Chuẩn đầu ra của học phần CLO1: Trình bày được khái niệm cơ bản về mạch điện CLO2: Vận dụng được toán học vi tích ph

MẠCH ĐIỆN I Circuits I TS TS TS TS Nguyễn Quang Thuấn Nguyễn Văn Vinh Nguyễn Gia Quân Trần Hùng Cường BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ THÔNG TIN HỌC PHẦN (1)  Số tín chỉ: (2, 1, 0)  Chuẩn đầu học phần  CLO1: Trình bày khái niệm mạch điện  CLO2: Vận dụng tốn học (vi tích phân, vector, số phức, chuỗi Fourier, ma trận), luật KH1,2 để phân tích mạch điện  CLO3: Thực giải phân tích mạch điện & pha chế độ xác lập Tài liệu tham khảo [1] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXBKH&KT, 2006 [2] Nguyễn Bình Thành, Cơ sở kỹ thuật điện 1, NXBKH&KT, 2010 [3] Lê Văn Bảng, Giáo trình lý thuyết mạch điện, NXBKH&KT, 2005 [4] Charles K Alexander and Matthew N O Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, McGraw-Hill Education, 2017 Nội dung phân bổ thời gian Nội dung Tự học SV (giờ) Phân bổ thời gian (tiết) Trên lớp LT BT BTL Tổng số Chương Tổng quan mạch điện 12 Chương Mạch điện pha xác lập sin 30 10 15 Chương Các phương pháp phân tích mạch điện 30 15 Chương Mạch điện xoay chiều pha 18 90 30 10 45 Tổng THÔNG TIN HỌC PHẦN (2)  Phương pháp dạy-học o GV tổng quan ĐCHP, thống phương pháp học tập nhà lớp o Chia nhóm SV tự học, thảo luận lớp thực BT & BTL o GV chuẩn bị BT BTL giao cho nhóm SV thực o GV hướng dẫn, giải đáp BT/BTL  Đánh giá học phần o Điểm trình 30%: Tích cực học, thảo luận, làm BT&BTL, kiểm tra tiết o Điểm thi kết thúc học phần 70%: Trắc nghiệm/Tự luận TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.1 Mạch điện, kết cấu hình học mạch điện 1.2 Các đại lượng đặc trưng cho trình lượng mạch điện 1.3 Mơ hình mạch điện thông số 1.4 Phân loại mạch điện 1.5 Định luật Kirchhoff 1,2 1.1 Mạch điện, kết cấu hình học mạch điện  Mạch điện? “Mạch điện tập hợp phần tử nối với dây dẫn tạo thành vịng kín có dịng điện chạy qua” i1 Tải i2 Nguồn Các phần từ mạch điện:  Nguồn  Tải (phụ tải)  Dây dẫn Ngồi cịn có thiết bị đóng cắt, bảo vệ,… i3 MF ĐC Dây dẫn Kết cấu hình học mạch điện?  Nhánh: Vòng Nút i1 “Nhánh gồm phần tử nối tiếp có dòng điện chạy qua” Nút: i2 MF V1 “Nút điểm giao nhánh trở lên”  Vòng: “Vịng lối khép kín qua nhánh” i3 ĐC V2 V3 Nhánh Nút 1.2 Các đại lượng đặc trưng cho trình lượng mạch điện (i & u nhánh/phần tử: p = u.i) Dòng điện i:  Là dòng chuyển rời điện tích vật dẫn  Về trị số tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua tiết diện ngang vật dẫn: 𝑖𝑖 = 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 Quy ước: Chiều dòng điện chiều chuyển động điện tích (+) điện trường Điện áp u: A i  Tại điểm mạch điện có điện  Hiệu điện điểm gọi điện áp: uAB = φA – φB B uAB Quy ước: Chiều điện áp chiều từ nơi cao đến nơi thấp 1.2 Các đại lượng đặc trưng cho trình lượng mạch điện (tiếp) Công suất p:  Một nhánh (hoặc phần tử mạch điện) nhận lượng phát lượng  Khi chiều i u trùng (HV), nếu: o p = ui > kết luận: nhánh (phần tử) nhận lượng o p = ui < kết luận: nhánh (phần tử) phát lượng A i B uAB  Chú ý:  Có thể chọn chiều dương i & u nhánh mạch điện tùy ý  Khi tính kết thấy thời điểm i & u dương, chứng tỏ chiều chọn trùng với chiều thực tế; ngược lại 10 38 MẠCH ĐIỆN PHA • Tổng quan mạch điện pha • Phương pháp giải mạch điện pha đối xứng • Phương pháp giải mạch điện pha khơng đối xứng • Bài tập 39 4.1 Tổng quan mạch điện pha Mạch điện gì? Quan hệ đại lượng MĐ pha đối xứng Mạch điện pha Tại MĐ pha sử dụng nhiều thực tế? Phân loại MĐ3 pha? 40 Mạch điện pha gì? eA = Umsinωt eB = Umsin(ωt - 1200) eC = Umsin(ωt + 1200) e eA eB Là mạch điện có nguồn, tải pha (Bản chất: Chính mạch điện pha ghép lại) eC Nguồn ꞷt eA eB eC Rd Ld Đường dây Rt Lt Tải 0’ T EE SPRING 2022 41 Tại MĐ pha sử dụng thực tế?  Chế tạo máy phát điện pha công suất lớn  Tiết kiệm dây dẫn truyền tải phân phối điện  ĐCKĐB pha có đặc tính tốt ĐCKĐB pha 42 Phân loại MĐ pha? MĐ3 pha ĐX • Có nguồn, tải đường dây đối xứng: • Nguồn tải: Biên độ e(u)/i nhau, lệch pha góc 1200 khơng gian • Đường dây giống (tổng trở nhau) MĐ3 pha KĐX • Có nguồn, tải đường dây khơng đối xứng: • Bất thông số nguồn, tải đường dây không thỏa mãn điều kiện đối xứng 43 Quan hệ đại lượng MĐ pha ĐX (1)  Dòng điện, điện áp (pha dây)  Đấu Y: “Đầu cuối pha đấu với nhau: Trung tính 0” • EA • EC C Ip A Id EP Pha A Ud = 3Up 120º Dây trung tính X,Y,Z O EA • EB B Up Pha C Pha B Ip = I d Các pha lệch đầu 1200 EC EP • 120º EP 120º • Ud • EB EA + E B + EC = EA = EB = Ec = Ep= UP Các pha lệch đầu 1200 Đối với tải pha tương tự 44 Quan hệ đại lượng MĐ pha ĐX (2)  Đấu ∆: “Đầu pha đấu với cuối pha tạo thành vòng tròn” z Id A EC C y ZCA EA x EB A Ud C B Ip ZAB ZBC Up B Ip = Id Up = Ud 45 Quan hệ đại lượng MĐ pha ĐX (3)  Công suất mạch điện pha: P = PA + PB + PC = U A I A cos ϕ A + U B I B cos ϕ B + U C I C cos ϕC = 3U p I p cos ϕ = 3U d I d cos ϕ Q = QA + QB + QC = U A I A sin ϕ A + U B I B sin ϕ B + U C I C sin ϕC = 3U p I p sin ϕ = 3U d I d sin ϕ Vì mạch pha đối xứng: U A = U B = UC = U p I A = I B = IC = I p cos ϕ A = cos ϕ B = cos ϕC = cos ϕ sin ϕ A = sin ϕ B = sin ϕC = sin ϕ 46 Quan hệ đại lượng MĐ pha ĐX 47 4.2 Phương pháp giải mạch điện pha ĐX  Bản chất mạch điện pha mạch pha ghép lại  Vì tìm cách chuyển mạch điện pha nguồn tải đấu Y tách pha để giải (thường pha A)  Từ đó, suy đại lượng pha lại đại lượng cần tìm khác (P, Q, S) mạch điện pha • • U A = Up∠00 U B = Up∠ − 120 • U C = Up∠120 48 Ví dụ 49 Ví dụ 50 4.3 Phương pháp giải mạch điện pha KĐX  Mạch điện pha KĐX  Khi coi mạch pha có nhiều nhánh, nhiều vịng  Sử dụng PP học (dòng nhánh, dòng vòng, nút,…) để giải 51 Ví dụ 52