Giáo trình Điện kỹ thuật (ngành Điện dân dụng cao Đẳng)

Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm mát số Nái dung gồm 04 chương sau: Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạch điện Chương 2: Mạch điện mát chiều Chương 3: Dòng điện xoay chiều Chương 4

Ban hành kem theo Quy ết định số: 389ĐT/QĐ-CĐXD, ngày 30 tháng 9 năm 2021

C ÿa Hiệu trưởng trường CĐXD số 1

TUYÊN B Þ BÀN QUYÂN

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mßi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

L àI NÓI ĐÀU

sá ngành nh¿m cung cấp các kiến thức về mạch điện, phương pháp giải mạch điện xoay chiều, mát chiều và kiến thức cơ bản để hßc các môn chuyên ngành Điện dân dụng

Trưßng Sinh làm chủ biên và các th¿y cô đã và đang giảng dạy trāc tiếp trong bá môn

thu ¿t đã được Trưßng CĐXD1 ban hành Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm mát số

Nái dung gồm 04 chương sau:

Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạch điện

Chương 2: Mạch điện mát chiều

Chương 3: Dòng điện xoay chiều

Chương 4: Mạch điện ba pha

Trong quá trình biên soạn, nhóm giảng viên Bá môn Điện nước của Trung tâm Thāc hành công nghệ và đào tạo nghề, trưßng Cao đÁng Xây dāng Số 1 - Bá Xây dāng,

đã được sā đáng viên quan tâm và góp ý của các đồng chí lãnh đạo, các đồng nghiệp trong và ngoài trưßng

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tÁp và in ấn khó tránh khái nhÿng thiếu sót Tác giả rất mong nhÁn được các góp ý, ý kiến phê bình, nhÁn xét của ngưßi đßc để giáo trình được hoàn thiện hơn

Trân trßng cảm ơn!

Hà Nái, ngày……tháng……năm 2021 Tham gia biên soạn

1 ThS Nguyễn Trưßng Sinh - Chủ biên

2 KS Nguyễn Văn Tiến

CH¯¡NG TRÌNH MÔN HâC

Tên môn h ãc: ĐIÞN Kþ THU¾T

Mã môn h ãc: MH12

Th ái gian thÿc hißn môn hãc: 60 giß (Lý thuyết: 30 giß; Thāc hành, thí nghiệm, thảo

luÁn, bải tÁp: 26 giß; Kiểm tra: 4 giß)

- Rèn luyện khả năng làm việc đác lÁp và theo nhóm

III Nội dung môn hãc:

1 Nội dung tổng quát và phân bß thái gian :

Th ái gian (giá)

Ch°¢ng 1: Các khái nißm c¢ bÁn và m¿ch đißn

1.2 M ¿ch đißn mô hình

1.2.1 Mạch điện

tạo thành mạch điện gßi là các ph¿n tử của mạch Mạch điện gồm ba ph¿n tử cơ bản là nguồn điện, vÁt tiêu thụ điện (còn gßi là phụ tải), dây d¿n, và các ph¿n tử phụ trợ như thiết bị đóng cắt, đo lưßng, bảo vệ, tā đáng …

lượng điện, như pin, accqui (dùng năng lượng hóa hßc), máy phát điện (năng lượng cơ hßc)

thụ

lượng khác, như ánh sáng (đèn điện), nhiệt (bếp điện, lò điện), cơ ( đáng cơ)…v v Trên

sơ đồ, các tải như đèn điện, bếp điện v.v…được biểu thị b¿ng mát điện trá

để đóng cắt mạch điện, thiết bị bảo vệ (c¿u chì…) dụng cụ đo (ampe-met…) v.v…

1.2.2 Các hiện tượng điện từ

a Biến đổi hóa năng thành điện năng (pin, acquy)

Điện áp giÿa 2 điện cāc của mát ph¿n tử (pin, acquy) không lớn, vì thế để

song các ph¿n tử với nhau

H.1.2 acquy nước

Phin mặt trßi làm việc dāa vào hiệu ứng quang điện, biến đổi trāc

tiếp quang năng thành điện năng

Dưới tác dụng của ánh sáng, hình thành sā phân bố điện tích khác dấu á lớp tiếp xúc giÿa 2 chất bán d¿n khác nhau sẽ tạo ra điện áp giÿa hai cāc

Máy phát điện biến đổi cơ năng dāa vào trụ của máy thành điện năng lấy ra

á các cāc của dây quấn

H.1.4 Máy phát điện 1 chiều

Bá nguồn điện tử công suất không tạo ra điện năng mà chỉ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp mát chiều lấy ra á 2 cāc

Để thành lÁp mô hình mạch điện, đ¿u tiên ta liệt kê các hiện tượng năng lượng xảy ra

theo kết cấu hình hßc của mạch điện

Dòng điện i chạy qua cuán dây có w vòng → sinh ra

từ thông móc vòng với cuán dây

Đặt điện áp lên tụ điện có điện dung C thì tụ điện sẽ

được nạp điện với điện tích q

=

Điện áp biến thiên → điện tích trên các bản cāc của tụ điện thay đổi ↔ có dòng điện chuyển dịch qua tụ điện (giÿa các bản cāc)

= = ( ) =

Công suất trên tụ điện

Đơn vị của điện dung là Fara (F) Thāc tế dung lượng 1F là rất lớn nên ngưßi ta chỉ dùng các đơn vị nhá hơn: mF, μF…

1.3.4 Phần tử nguồn

điện áp U đo được giÿa 2 cāc của nguồn khi há mạch

ngoài Chiều của sức điện đáng quy ước từ điện thế

=

H.1.8

b Nguán dòng đißn J

dòng điện ngắn mạch giÿa 2 cāc của nguồn

H.1.9

1.3.5 Phần tử thực

Mô hình mạch điện (sơ đồ thay thế mạch điện)

- Giÿ nguyên kết cấu hình hßc và quá trình năng lượng

H.1.10

1.4 Các khái ni ßm c¢ bÁn trong m¿ch đißn

1.4.1 Dòng điện và chiều qui ước cÿa dòng điện

Đặt vÁt d¿n trong điện trưßng, dưới tác đáng của lāc điện trưßng, các điện tích dương

sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các điện tích âm di chuyển ngược lại, từ nơi có điện thế thấp đến nơi có điện thế cao hơn, tạo thành dòng điện

Dòng điện là dòng các điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng cÿa lực điện trường Người ta quy ước chiều dòng điện là chiều di chuyển cÿa các điện tích dương, tāc là hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn Đó cũng là chiều cÿa điện trường

C°áng độ dòng đißn là đại lượng đặc trưng cho đá lớn của dòng điện (đôi khi gßi

(thÁng) của dây d¿n trong mát đơn vị thßi gian:

=

à đây, Q là điện tích qua tiết diện dây d¿n trong thßi gian t Nếu điện tích di chuyển qua dây d¿n không đều theo thßi gian sẽ tạo ra dòng điện có cưßng đá thay đổi (ký hiệu là i) Giả sử trong thßi gian rất nhá dt, có lượng điện tích dQ qua tiết diện dây thì cưßng đán dòng điện sẽ là:

i =

Trong hệ SI, đơn vị của điện tích là culông, của thßi gian là giây, thì đơn vị cưßng

đá dòng điện là ampe (kí hiệu là A)

t : đơn vị là giây (s)

Để tiện lợi, ngưßi ta chßn tùy ý mát chiều và ký hiệu b¿ng mũi tên, gßi là chiều dương của dòng điện Nếu tại mát thßi điểm t nào đó, chiều dòng điện trùng với chiều dương thì i mang dấu dương, còn nếu ngược lại sẽ mang dấu âm

(µA)

Ví dā: Trong thßi gian &t = 0.01s, tụ điện nạp được 1023 culong trên cāc Tìm giá trị trung bình của dòng điện nạp cho tụ

L ái giÁi: Trị số dòng điện nạp trung bình:

S là diện tích tiết diện dây Đơn vị mÁt đá dòng điện trong hệ SI là A/ 2 Đơn vị này quá nhá, nên trong thāc hành, thưßng dùng các đơn vị A/ 2 hoặc A/ 2 , tùy theo S tính ra 2 hay 2

Cưßng đá dông điện dßc theo mát đoạn dây d¿n là như nhau á mßi tiết diện, nên á chß nào tiết diện dây nhá, mÁt đá dông điện sẽ lớn, và ngược lại

Ví dā: Dây dẫn tiết diện 95 2 có dòng điện I = 200A qua Tính mật độ dòng điện

L ái giÁi: MÁt đá dòng điện trong dây:

ẟ= = =2,05A

1.5 Các phép bi Án đổi t°¢ng đ°¢ng

Khi biến đổi tương đương, dòng điện, điện áp, tại các bá phÁn không bị biến đổi v¿n giÿ nguyên Dưới đây đưa ra mát số biến đổi tương đương thưßng gặp

Các nguồn sức điện đáng mắc nối tiếp sẽ tương đương với sức điện đáng duy nhất

có trị số b¿ng tổng đại số các sức điện đáng trên đó:

đ = ∑ ±

H.1.12

1.5.2 Nguồn mắc song song

số b¿ng tổng đại số các nguồn dòng

H.1.13

1.5.3 Điện trở mắc nối tiếp, song song

Điện trá tương đương R_tđ của các điện trá R_1, R_2, R_n mắc nối tiếp là:

H.1.14

Điện trá tương đương R_tđ của các điện trá R_1, R_2, R_n mắc song song tính như sau:

H1.15

Khi có 2 điện trá R_1, R_2 mắc song song với điện trá tương đương của chúng

=

B ci 1: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó R1 = R2 = 4 Ω; R3 = 6 Ω; R4 = 3 Ω; R5 =

10 Ω; UAB = 24 V Tính điện trá tương đương của đoạn mạch AB

H1.16

L ái giÁi:

- Phân tích đoạn mạch: R1 nt ((R2 nt R3 ) // R5) nt R4

R23=R2+R3=10Ω

Công thức tính các điện trá nối hình tam giác là:

H1.17

Khi hình sao đßi xāng:

1 = 2 = 3 = R thì ta có :

12 = 23 = 31 =3R

* Đánh lý Thevenin

Mát mạng điện 2 cāc phức tạp có nguồn có thể được thay thế b¿ng mát mạch điện

2 cāc đơn giản gồm sức điện đáng ℎ nối tiếp với điện trá ℎ , trong đó ℎ b¿ng điện áp giÿa 2 cāc khi há mạch ngoài, ℎ là điện trá giÿa 2 cāc A

và B của mạng 2 cāc khi các sức điện đáng của mạng b¿ng không

+ 2 + 8

Sơ đồ thevenin vẽ trên hình

* Đánh lý Noctông

Mát mạng điện 2 cāc phức tạp có nguồn có thể được thay thế b¿ng mạch điện đơn

gi ản gồm nguồn dòng điện nối song song với điện trá ℎ , trong đó b¿ng dòng điện ngắn mạch giÿa 2 cāc A và B, ℎ là điện trá giÿa 2 cāc A và B của mạng 2 cāc khi các sức điện đáng của mạng b¿ng không

Ch°¢ng 2: M¿ch đißn một chiÃu

1.6 Các đánh lu¿t và biểu thāc c¢ bÁn trong m¿ch một chiÃu

Các định luÁt của mạch điện đã hßc á vÁt lý, á đấy nhấn mạnh áp dụng và thāc hành

và vÁn dụng các biểu thức vào tính toán mạch điện

P = A/t = UI

1.6.2.2 Điện năng

Khi đặt mát hiệu điện thế U vào hai đ¿u

đoạn mạch tiêu thụ điện năng, các điện tích tā

do có trong đoạn mạch chịu tác dụng của lāc

điện Sā chuyển dßi có hướng của các điện

tích này tạo thành dòng điện chạy qua đoạn

mạch và khi đó lāc điện thāc hiện công Nếu

dòng điện có cưßng đá I thì sau mát thßi gian t

sẽ có mát điện lượng q = It di chuyển trong

đoạn mạch và khi đó lāc điện thāc mát công Hình 2.3 là:

A = Uq = Uit (2.1)

Dòng điện chạy qua đoạn mạch gây ra các tác dụng khác nhau và khi đó có sā chuyển hóa từ năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác

1.6.3 Định luật Joule – Lenz

năng mà đoạn mạch tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng Kết quả là đoạn mạch nóng lên và táa nhiệt ra môi trưßng xung quanh Từ công thức (2.1), suy ra công thức tính nhiệt lượng Q táa ra á đoạn mạch chỉ có điện trá khi có dòng điện chay qua và như đã biết, mối quan hệ này được Jun – len – xơ phát biểu thành định luÁt:

cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó

Q = RI 2 t

= =

Theo định luật bảo toàn năng lượng, điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công

- Công suất nguồn điện

= =

Định luÁt Joule-Lenz được dùng để xác định mối quan hệ giÿa nhiệt lượng táa ra

và điện trá cũng như cưßng đá dòng điện, từ đó làm cơ sá để thiết kế các thiết bị điện an toàn và ngăn ngừa nhiệt năng quá lớn d¿n đến cháy, nổ

Ngoài ra, dāa trên hệ thức của định luÁt Jun Len xơ, có thể tính toán được lượng nhiệt năng táa ra của vÁt Từ đó, ngưßi ta sẽ lāa chßn đúng được nhÿng nguyên vÁt liệu phù hợp với từng loại thiết bị nhất định

Thông thưßng, các thiết bị có điện năng được chuyển đổi thành nhiệt năng sẽ sử dụng dây d¿n được làm từ Constantan hoặc Nikêlin

Định luật Jun lenxơ được āng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực cuộc sống như:

nhiệt và ánh sáng

làm tan chảy dây chì nó sẽ làm ngắt các mạch quá tải, từ đó hạn chế các rủi ro do háa hoạn, cháy nổ

bốc hơi propylen glycol và glyxerin thāc vÁt từ nhiệt

- Mát số thiết bị vÁn hành dāa trên nguyên lý của nhiệt Jun-len-xơ như: Bàn là, bếp

ủi, máy sấy tóc, lò sưái điện, má hàn,…

Hình 2.4

1.6.4 Định luật Faraday

Ta xét chi tiết nhÿng gì xảy ra á điện cāc của

bình điện phân đã vẽ trên Hình… Bình điện phân này

thuác loại đơn giản nhất, vì chất tan là muối của kim

2+ + 2 2 → Cu

Đồng hình thành á catot sẽ bám vào cāc này

á anot, electron bị kéo về cāc dương của nguồn điện, tạo điều kiện hình thành ion 2+ trên bề

mặt tiếp xúc với dung dịch:

Cu → 2+ + 2 2

Hình 2.5

Các hiện tượng diễn ra á anôt và catôt trong bình điện phân này là cùng mát phản ứng cân b¿ng nhưng xảy ra theo hai chiều ngược nhau:

2+ + 2 2 ⇆ Cu

Nếu phản ứng diễn ra theo chiều này thu năng lượng, thì phản ướng diễn ra theo chiều ngược lại táa năng lượng, nên tổng cáng lại điện năng không bị tiêu hao trong các quá trình phân tích các chất mà chỉ bị tiêu hao vì táa nhiệt Bình điện phân không khác gì mát điện trá

Tình hình sẽ khác hÁn khi ta xét dòng điện qua mát bình điện phân được

vẽ trên hình… Chất điện phân là dung dịch 2 4 và các điện cāc làm b¿ng graphit

(hoặc inôc) Phân tử 2 4 bị phân li thành ion + Và ion ( 4 ) 22 Graphit (cacbon)

d¿n điện nhưng không thạo thành ion có thể tan vào dung dịch khi điện phân,

nên các ph ản ứng á điện cāc phức tạp hơn

Khi có điện trưßng trong bình điện phân, ion + bị đÁy về phía catôt, còn ion ( 4 ) 22 bị

đÁy về phía anôt, gây ra mất cân b¿ng về nồng đá các ion á g¿n điện cāc

Kết quả là chỉ có nước bị phân tách thành hiđrô và ôxi Hiđrô

bay ra á anôt

Hình 2.6

bay ra á catôt, còn ôxi Năng lượng W dùng để thāc hiện việc phân tách lấy từ năng lượng của dòng điện, nên nó

tỉ lệ với điện lượng của dòng điện, nên nó tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình điện phân

Ta có thể viết: W = Eit, trong đó E là suất phản điện của bình điện phân Giá trị của nó phụ thuác vào bản chất của điện cāa và chất điện phân, và được đo b¿ng vôn Trưßng hợp của bình điện phân dương cāc tan thì suất phản điện b¿ng không

1.6.4.2 Định luật Faraday về điện phân

Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vÁt chất (theo nghĩa hẹp) nên khối lượng chất đi đến điện cāc:

- Tỉ lệ thuÁn với khối lượng của ion (hay khối lượng mol nguyên tử A của nguyên tố tạo nên ion ấy);

Fa-ra-đây đã tổng quát hóa các nhÁn xét trên, và má ráng cho cả trưßng hợp các chất được giải phóng á điện cược là do các phản ứng phụ sinh ra, thành hai định luÁt Fa-ra-đây

Thí nghiệm cho thấy, nếu I tính b¿ng ampe, t tính b¿ng giây thì:

F = 96 494 C/mol (tính toán ta thưßng lấy chẵn là 96 500 C/mol) Kết hợp hai định luÁt Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:

Quặng nhôm phổ biến là bôxit giàu nhôm ôxit 2 3 rất cao, = 2 050 C Ngưßi ta pha thêm vào quặng nhôm mát hàm lượng quặng cryôlit 3 6 để hạ nhiệt đá nóng chảy

xuống còn 950 0 C Bể điện phân có điện cāc b¿ng than, dòng điện chạy qua khoảng 10 4 A Năng lượng điện táa ra trong bể điện phân giÿ cho hßn hợp quặng luôn luôn nóng chảy công nghệ luyện nhôm tiêu thụ mát điện năng lớn nên giá thành của cao, vào khoảng 2 đôla mát kiloogam

Để tăng vẻ đẹp và chống gỉ cho các đồ dùng thưßng ngày b¿ng kim loại, ngưßi ta thưßng mạ lên chúng mát lớp kim loại trơ Đối với các vÁn dụng lớn b¿ng thép thì thưßng mạ niken, còn với đồ mĩ nghệ thì mạ bạc, vàng Công nghệ mạ thưßng dùng là công nghệ điện phân Bể điện phân lúc này gßi là bể mạ có anôt là mát tấm kim loại để mạ, catôt là vÁt c¿n mạ Chất điện phân thưßng là dung dịch muối kim loại để mạ (nếu mạ niken ta dùng 4 tan trong nước, còn nếu mạ bạc thì dùng muối 3 ) trong đó có thêm mát số chất phụ gia để làm cho lớp mạ bám vào bề mặt được chắc, bền và bóng đẹp Dòng điện qua bể mạ được chßn mát cách thích hợp

để đảm bảo chất lượng của lớp mạ Khi mạ các vÁt dụng phức tạp, ngưßi ta còn phải quay vÁt trong lúc mạ để lớp mạ được đều

1.6.5 Hiện tượng nhiệt điện

Hình 2.7

Thuyết electron về tính d¿n điện của kim loại còn cho thấy, nếu sợi dây kim loại có mát đ¿u nóng và mát đ¿u lạnh, thì chuyển đáng nhiệt của electron sẽ làm cho mát ph¿n electron tā do á đ¿u nóng dồn về đ¿u lạnh Đ¿u nóng sẽ tích điện dương, đ¿u lạnh tích điện âm Giÿ đ¿u nóng và đ¿u lạnh có mát hiệu điện thế nào đấy Nếu lấy hai dây kim loại khác loại nhau và hàn hai đ¿u với nhau, mát mối hàn giÿ á nhiệt đá cao, mát mối hàn

á nhiệt đá thấp, thì hiệu điện thế giÿa đ¿u nóng và đ¿u lạnh của từng dây không giống nhau, khiến trong mạch có mát suất điện đáng E E gßi là suất điện đáng nhiệt điện, và bá hai dây d¿n hàn hai đ¿u vào nhau gßi là cặp nhiệt điện

Thí nghiệm chứng tá r¿ng E = (T1– T2), Trong đó T1 – T2 là hiệu nhiệt đá á đ¿u

ổn định theo thßi gian và điều kiện thí nghiệm, nên cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để

đo nhiệt đá Ba loại cặp nhiệt điện thưßng dùng là:

1.7 Các ph°¢ng pháp giÁi m¿ch một chiÃu

1.7.1 Phương pháp biến đổi điện trở

Ghép nối tiếp các điện trá là cách ghép

sao cho chỉ có mát dòng điện duy nhất đi

qua các điện trá, hay còn gßi là cách

ghép không phân nhánh

Hình 2.8 Cách tính các thông số:

+ Điện áp đặt vào hai đ¿u mạch:

Theo định luÁt Ôm ta có điện áp đặt trên các điện trá thành ph¿n:

Trong đó: n- số điện trá ghép nối tiếp trong mạch

VÁy điện áp đặt vào hai đ¿u mạch được xác định:

+ Dòng điện đi trong mạch:

+++⋯+

+ Điện trá tương đương toàn mạch:

Nếu thay các điện trá ghép nối tiếp b¿ng mát điện trá sao cho nếu điện áp đặt vào mạch không thay đổi thì dòng điện đi trong mạch cũng không thay đổi Điện trá thay thế đó được gßi là điện trá tương đương, ký hiệu: đ

Ghép song song các điện trá là cách ghép sao

cho tất cả các điện trá đều được đặt vào cùng

mát điện áp, hay còn gßi là cách ghép phân

nhánh như

Hình 2.9

Cách tính các thông số:

====⋯== + Dòng điện đi trong mạch:

- Dòng điện qua mßi điện trá:

- Nếu hai điện trá có trị số b¿ng nhau thì:

- Công suất toàn mạch:

Mạch điện có điện trá đấu song song và nối tiếp, gßi là đấu hßn hợp gồm các bước sau:

B°ßc 1: Đưa mạch điện phân nhánh về mạch điện không phân nhánh b¿ng cách thay

các nhánh b¿ng cách thay các nhánh song song b¿ng mát nhánh có điện trá tương đương

B°ßc 2: Áp dụng định luÁt Ohm cho mạch điện không phân nhánh tìm ra dòng điện

qua nguồn, cũng là dòng điện mạch chính

B°ßc 3: Tìm dòng điện đi trong các nhánh

Phương pháp biến đổi điện trở chỉ dùng thích hợp cho mạch có một nguồn Trường

1.7.2 Phương pháp xếp chồng dòng điện

Đây là tính chất cơ bản của mạch điện tuyến tính

Trong mạch điện tuyến tính nhiều nguồn, dòng điện qua mßi nhánh b¿ng tổng đại số các dòng điện qua nhánh do tác dụng riêng rẽ của từng sức điện đáng (lúc đó các sức điện đáng khác coi b¿ng không) Nguyên lý xếp chồng được ứng dụng nhiều để nghiên cứu mạch điện có nhiều nguồn tác dụng:

Tính b¿ng phương pháp xếp chồng, thāc hiện theo các bước sau:

B°ßc 1 : Thiết lÁp sơ đồ diện chỉ có mát nguồn tác đáng

B°ßc 2 : Tính dòng điện và điện áp trong mạch chỉ có mát nguồn tác đáng

B°ßc 3 : Thiết lÁp sơ đồ mạch điện cho nguồn tiếp theo, lặp lại các bước 1 và 2 cho

mßi nguồn tác đáng

B°ßc 4 : Xếp chồng (cáng đại số) các kết quả tính dòng điện, điện áp của mßi nhánh

đo các nguồn tác dụng riêng rẽ

1.7.3 Các phương pháp āng dụng định luật Kirchooff

Giả sử gặp mạch điện 1 chiều phức tạp Biết các điện trá và các nguồn điện Phải xác định trị số và chiều của các dòng điện chạy trên các đoạn mạch

Để giải mạch điện b¿ng phương pháp Kirchooff, c¿n nắm vÿng mát số qui định sau đây:

khi giải bài toán, kết quả dòng điện nào có giá trị dương thì chiều tùy ý chßn lúc đ¿u là đúng, dòng điện nào có giá trị âm thì chiều tùy ý chßn lúc đ¿u là ngược chiều với chiều thāc của nó

2 – Có bao nhiêu dòng điện chưa biết (mßi đoạn mạch có 1 dòng điện) thì phải biết bấy nhiêu phương trình, trong đó

- Còn thiếu bao nhiêu thì viết nốt với số phương trình Kirchooff 2 (mßi mắt 1 phương trình)

hoặc các ph¿n tử nối tiếp với nhau

Hình 2.11

Biểu diễn b¿ng mát dấu chấm, nếu các nút nối với nhau b¿ng dây d¿n, chúng tạo thành mát nút

Hình 2.12

Hình 2.13

1.7.5 Các định luật Kirchooff

Định luÁt này cho ta quan hệ giÿa các dòng

điện tại mát nút, được phát biểu như sau:

không

Trong đó,quy ước dòng điện đi tới nút lấy dấu

dương, dòng điện rßi khái nút lấy dấu âm

Đi theo mát mạch vòng khép kín theo mát

chiều tùy ý chßn, tổng đại số những sāc điện

động bằng tổng đại số các điện áp rơi trên các

điện trở cÿa mạch vòng

∑RI = ∑E

Quy ước dấu: các sức điện đáng, dòng điện

có chiều trùng chiều mạch vòng lấy dấu dương,

ngược lại lấy dấu âm

à mạch vòng hình 2.12:

R1I1 – R2I2 + R3I3 = E1 + E2 – E3

Hình 2.15

Àn số của hệ phương trình là dòng điện các nhánh

Phương pháp này ứng dụng trāc tiếp 2 định luÁt Kirchooff 1 và 2, và thāc hiện theo các bước sau:

B°ßc 1: Xác định số nút n = …………, số nhánh m = ………… Số Án của hệ phương

trình b¿ng số nhánh m

B°ßc 2: Tùy ý vẽ chiều dòng điện mßi nhánh

B°ßc 3: Viết phương trình Kirchooff 1 cho (n-1) nút đã chßn

B°ßc 4: Viết phương trình Kirchooff 2 cho (m-(n-1)) = (m – n + 1) mạch vòng đác lÁp

B°ßc 5: Giải hệ thống m phương trình đã thiết lÁp, ta có dòng điện các nhánh

Phương pháp dòng điện nhánh giải trāc tiếp được các dòng điện các nhánh, song số phương trình b¿ng số nhánh m, tương đối lớn, đòi hái nhiều thßi gian tính toán giải hệ phương trình

Vì thế dưới đây đưa ra các phương pháp sử dụng các Án số trung gian là dòng điện mạch vòng, điện thế nút, do đó số phương trình sẽ được giảm bớt, nhß vÁy tiết kiệm thßi gian tính toán

1.7.7 Phương pháp dòng điện vòng

à phương pháp này, Án số trong hệ phương trình không phải là dòng điện các nhánh,

mà là mát dòng điện mạch vòng mang ý nghĩa về toán hßc, vì nếu biết chúng, có thể dễ dàng tính dòng điện các nhánh

Các bước theo phương pháp dòng điện mạch vòng như sau: