bài giảng kỹ thuật điện, chương 1 doc

TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP BUÌI TÁÚN LÅÜI BAÌI GIAÍNG MÄN HOÜC KYÎ THUÁÛT ÂIÃÛN 09.2006 1 Lồỡi noùi õỏửu Kyợ thuỏỷt õióỷn nghión cổùu nhổợng ổùng duỷng cuớa caùc hióỷn tổồỹng õióỷn tổỡ nhũm bióỳn õọứi nng lổồỹng vaỡ tờn hióỷu, bao gọửm vióỷc phaùt, truyóửn taới, phỏn phọỳi vaỡ sổớ duỷng õióỷn nng trong saớn xuỏỳt vaỡ õồỡi sọỳng. ióỷn nng ngaỡy nay õổồỹc sổớ duỷng rọỹng raợi trong moỹi laợnh vổỷc vỗ caùc ổu õióứm sau : ióỷn nng õổồỹc saớn xuỏỳt tỏỷp trung vồùi nguọửn cọng suỏỳt lồùn. ióỷn nng coù thóứ truyóửn taới õi xa vồùi hióỷu suỏỳt cao. ióỷn nng dóự daỡng bióỳn õọứi thaỡnh caùc caùc daỷng nng lổồỹng khaùc. Nhồỡ õióỷn nng coù thóứ tổỷ õọỹng hoaù moỹi quaù trỗnh saớn xuỏỳt, nỏng cao nng suỏỳt lao õọỹng. ióỷn nng tuy õổồỹc phaùt hióỷn chỏỷm hồn caùc nng lổồỹng khaùc, nhổng vồùi vióỷc phaùt hióỷn vaỡ sổớ duỷng õióỷn nng õaợ thuùc õỏứy caùch maỷng khoa hoỹc cọng nghóỷ tióỳn nhổ vuợ baợo sang kyớ nguyón õióỷn khờ hoaù vaỡ tổỷ õọỹng hoaù. Vaỡo cuọỳi thóỳ kyớ 19, ngaỡnh kyợ thuỏỷt õióỷn tổớ ra õồỡi vaỡ giổợa thóỳ kyớ 20 chóỳ taỷo õổồỹc linh kióỷn õióỷn tổớ cọng suỏỳt coù õióửu khióứn, tổỡ doù õióỷn tổớ cọng suỏỳt phaùt trióựn õaợ thuùc õỏứy vaỡ laỡm thay õọứi tỏỷn gọỳc róự laợnh vổỷc kyợ thuỏỷt õióỷn. Kyợ thuỏỷt õióỷn vaỡ kyợ thuỏỷt õióỷn tổớ hoaỡ nhỏỷp phaùt trióựn, cuỡng vồùi cọng nghóỷ thọng tin õaợ õổa nóửn saớn xuỏỳt xaợ họỹi sang giai õoaỷn kinh tóỳ tri thổùc. Giaùo trỗnh kyợ thuỏỷt õióỷn naỡy gọửm hai phỏửn : Phỏửn I cung cỏỳp caùc kióỳn thổùc vóử maỷch õióỷn (thọng sọỳ, mọ hỗnh, õởnh luỏỷt) vaỡ caùc phổồng phaùp tờnh toaùn maỷch õióỷn coù chuù yù õóỳn doỡng õióỷn xoay chióửu hỗnh sin vaỡ maỷch ba pha. Phỏửn II cung cỏỳp caùc kióỳn thổùc vóử nguyón lyù, cỏỳu taỷo, õỷc tờnh vaỡ ổùng duỷng cuớa caùc loaỷi maùy õióỷn õang sổớ duỷng phọứ bióỳn hióỷn nay. Giaùo trỗnh kyợ thuỏỷt õióỷn õổồỹc bión soaỷn dổỷa trón kinh nghióỷm giaớng daỷy nhióửu nm ồớ Bọỹ mọn ióỷn Cọng Nghióỷp - Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi Hoỹc Baùch Khoa - aỷi Hoỹc aỡ Nụng vaỡ tham khaớo giaùo trỗnh cuớa caùc trổồỡng baỷn. ỏy laỡ giaùo trỗnh õổa lón maỷng nhũm giuùp cho sinh vión khọng chuyón vóử õióỷn laỡm taỡi lióỷu tham khaớo vaỡ hoỹc tỏỷp. Do trỗnh õọỹ coù haỷn, giaùo trỗnh kyợ thuỏỷt õióỷn khọng traùnh khoới thióỳu soùt, xin hoan nghónh moỹi sổỷ goùp yù cuớa baỷn õoỹc. Caùc yù kióỳn õoùng goùp xin gồới vóử nhoùm chuyón mọn ióỷn Cọng Nghióỷp - Khoa ióỷn - Trổồỡng aỷi Hoỹc Baùch Khoa - aỷi Hoỹc aỡ Nụng. Caùc taùc giaớ 2 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh K thût Âiãûn Biãn soản : Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Pháưn I MẢCH ÂIÃÛN Chỉång 1 KHẠI NIÃÛM CÅ BN VÃƯ MẢCH ÂIÃÛN 1.1. MẢCH ÂIÃÛN V KÃÚT CÁÚU HÇNH HC CA MẢCH ÂIÃÛN 1.1.1. Mảch âiãûn Mảch âiãûn l táûp håüp cạc thiãút bë âiãûn, näúi våïi nhau bàòng cạc dáy dáùn, tảo thnh nhỉỵng vng kên m trong âọ dng âiãûn cọ thãø chảy qua. Mảch âiãûn âỉåüc cáúu trục tỉì nhiãưu thiãút bë khạc nhau, chụng thỉûc hiãûn cạc chỉïc nàng xạc âënh âỉåüc gi l pháưn tỉí mảch âiãûn. Hai loải pháưn tỉí chênh ca mảch âiãûn l ngưn v phủ ti (ti). Hçnh 1.1 l mäüt vê dủ vãư mảch âiãûn, trong âọ : ngưn âiãûn l mạy phạt âiãûn MF; ti l bọng ân  v âäüng cå âiãûn ÂC v dáy dáùn l dáy kim loải. Nhỉ váûy mảch âiãûn gäưm : 1. Ngưn âiãûn : Ngưn âiãûn l thiãút bë phạt ra âiãûn nàng, vãư ngun l l thiãút bë biãún âäøi cạc dảng nàng lỉåüng khạc thnh âiãûn nàng. Vê dủ nhỉ mạy phạt âiãûn biãún cå nàng thnh âiãûn nàng, pin v acquy biãún hoạ nàng thnh âiãûn nàng. . . 2. Phủ ti : Phủ ti l cạc thiãút bë tiãu thủ âiãûn nàng v biãún âäøi âiãûn nàng thnh cạc dảng nàng lỉåüng khạc, nhỉ âäüng cå âiãûn biãún âiãûn nàng thnh cå nàng, ân âiãûn biãún âiãûn nàng thnh quang nàng, bn l v bãúp âiãûn biãún âiãûn nàng thnh nhiãût nàng. . . MF ÂC Hçnh 1.1 Mảch âiãûn  a b I II III 1 2 3 Dáy dáùn Ngoi hai loải chênh trãn, trong mảch âiãûn cn cọ dáy dáùn näúi tỉì ngưn âãún ti âãø tảo thnh mảch vng kên v âãø truưn ti âiãûn nàng tỉì ngưn âãún ti. 1.1.2. Kãút cáúu hçnh hc ca mảch âiãûn. Kãút cáúu hçnh hc ca mảch âiãûn gäưm cọ : Nhạnh, nụt, vng. 3 1. Nhạnh : Nhạnh l bäü pháûn ca mảch âiãûn, gäưm cạc pháưn tỉí màõc näúi tiãúp nhau trong âọ cọ cng mäüt dng âiãûn chảy qua. Mảch âiãûn hçnh 1.1 cọ ba nhạnh âạnh säú 1, 2 v 3. 2. Nụt : Nụt l chäù gàûp nhau ca ba nhạnh tråí lãn. Mảch âiãûn hçnh 1.1 cọ hai nụt k hiãûu a v b. 3. Vng hay mảch vng : Vng l âỉåìng âi khẹp kên qua cạc nhạnh. Mảch âiãûn hçnh 1.1 tảo thnh ba vng k hiãûu I, II v III. 1.2. CẠC ÂẢI LỈÅÜNG ÂÀÛC TRỈNG QUẠ TRÇNH NÀNG LỈÅÜNG Âãø âàûc trỉng cho quạ trçnh biãún âäøi nàng lỉåüng (quạ trçnh nàng lỉåüng) trong mäüt nhạnh hay mäüt pháưn tỉí ca mảch âiãûn ta dng hai âải lỉåüng : Dng âiãûn i v âiãûn ạp u. Cäng sút ca nhạnh hồûc ca pháưn tỉí l p = u.i. 1.2.1. Dng âiãûn Dng âiãûn l dng chuøn dëch cọ hỉåïng ca cạc âiãûn têch. Cỉåìng âäü dng âiãûn i (gi tàõt l dng âiãûn) vãư trë säú bàòng täúc âäü biãún thiãn ca lỉåüng âiãûn têch q qua tiãút diãûn ngang ca mäüt váût dáùn. dt dq i = (1.1) trong âọ, q l âiãûn têch qua tiãút diãûn ngang ca váût dáùn trong thåìi gian t. Trong hãû thäúng âån vë SI (In the standard international system of units), dng âiãûn cọ âån vë l A (Ampre). Hçnh 1.2 Qui ỉåïc vãư chiãưu dng âiãûn B A 2A (b) B A -2A (c) A B i (a) Chiãưu dng âiãûn, theo âënh nghéa, l chiãưu chuøn âäüng ca âiãûn têch dỉång trong âiãûn trỉåìng (hay ngỉåüc chiãưu våïi chuøn âäüng cạc âiãûn têch ám). Âãø tiãûn viãûc tênh toạn, ngỉåìi ta qui ỉåïc chiãưu dng âiãûn trãn mäüt nhạnh bàòng mäüt mi tãn nhỉ hçnh 1.2a gi l chiãưu dỉång dng âiãûn. Nãúu tải mäüt thåìi âiãøm t no âọ, chiãưu dng âiãûn trng våïi chiãưu dỉång thç i s mang dáúu dỉång (i > 0, hçnh 1.2b), cn nãúu chiãưu dng âiãûn ngỉåüc våïi chiãưu dỉång thç i s mang dáúu ám (i < 0, hçnh 1.2c), 4 1.2.2. ióỷn aùp ióỷn aùp laỡ hióỷu õióỷn thóỳ giổợa hai õióứm. Nhổ vỏỷy õióỷn aùp giổợa hai õióứm A vaỡ B trón hỗnh 1.3a coù õióỷn thóỳ A vaỡ B laỡ : u AB = A - B (1.2) Trong hóỷ thọỳng õồn vở SI, õióỷn aùp coù õồn vở laỡ V (volt). Chióửu õióỷn aùp qui ổồùc laỡ chióửu tổỡ õióứm coù õióỷn thóỳ cao õóỳn õióứm coù õióỷn thóỳ thỏỳp. Cuợng õóứ tióỷn vióỷc tờnh toaùn, ngổồỡi ta qui ổồùc chióửu dổồng õióỷn aùp trón mọỹt nhaùnh (thổồỡng truỡng vồùi chióửu dổồng doỡng õióỷn) bũng mọỹt muợi tón vaỡ trón õoù ta ghi kyù hióỷu õióỷn aùp cuớa nhaùnh nhổ hỗnh 1.3a hoỷc õaùnh dỏỳu cọỹng vaỡ dỏỳu trổỡ nhổ hỗnh 1.3b,c. Nóỳu u AB > 0 õióỷn thóỳ A cao hồn õióỷn thóỳ B; coỡn u AB < 0 õióỷn thóỳ A thỏỳp hồn õióỷn thóỳ B. Hỗnh 1.3 Qui ổồùc vóử chióửu õióỷn aùp B A + _ u A B i (c) A B i u A B (a) A B i u A B (b) + _ 1.2.3. Cọng suỏỳt Trong mọỹt phỏửn tổớ, mọỹt nhaùnh hay mọỹt maỷch õióỷn coù thóứ nhỏỷn nng lổồỹng hoỷc phaùt nng lổồỹng. Khi choỹn chióửu doỡng õióỷn vaỡ õióỷn aùp truỡng nhau, sau khi tờnh toaùn cọng suỏỳt p cuớa nhaùnh, ta coù thóứ kóỳt luỏỷn nhổ sau vóử quaù trỗnh nng lổồỹng cuớa nhaùnh. mọỹt thồỡi õióứm naỡo õoù : p(t) = u(t).i(t) (1.3) Nóỳu p(t) > 0 : u vaỡ i cuỡng chióửu: nhaùnh nhỏỷn nng lổồỹng. p(t) < 0 : u vaỡ i ngổồỹc chióửu: nhaùnh phaùt nng lổồỹng. 1.2.4. ióỷn nng Nóỳu õióỷn aùp u vaỡ doỡng õióỷn i trón mọỹt phỏửn tổớ phuỷ thuọỹc thồỡi gian t, õióỷn nng tióu thuỷ bồới phỏửn tổớ tổỡ t o õóỳn t laỡ : ì== t t t t dt)t(i)t(udt.pA 00 (1.4) ồn vở cuớa õióỷn nng laỡ J (Joule), Wh (Watt.giồỡ). Bọỹi sọỳ cuớa noù laỡ kWh, õỏy chờnh laỡ õồn vở õóứ tờnh tióửn õióỷn. 5 1.3. CẠC THÄNG SÄÚ V MÄ HÇNH MẢCH Mảch âiãûn gäưm nhiãưu pháưn tỉí näúi våïi nhau. Khi lm viãûc nhiãưu hiãûn tỉåüng âiãûn tỉì xy ra trong cạc pháưn tỉí. Khi tênh toạn ngỉåìi ta thay thãú mảch âiãûn thỉûc bàòng mä hçnh mảch. Mä hçnh mảch gäưm nhiãưu pháưn tỉí l tỉåíng âàûc trỉng cho quạ trçnh âiãûn tỉì trong mảch v âỉåüc ghẹp näúi våïi nhau tu theo kãút cáúu ca mảch. Dỉåïi âáy ta s xẹt cạc pháưn tỉí l tỉåíng ca mä hçnh mảch gi l cạc thäng säú ca mảch âiãûn. 1.3.1. Cạc thäng säú (pháưn tỉí) ca mảch âiãûn 1. Ngưn âiãûn ạp u(t) Hçnh 1.4 K hiãûu chiãưu ngưn ạp e(t) u(t)+ − i(t) e(t) u(t) + i(t) + _ (a) (b) − Ngưn âiãûn ạp u(t) l thäng säú ca mảch âiãûn âàûc trỉng cho kh nàng tảo nãn v duy trç trãn hai cỉûc cu ngưn mäüt âiãûn ạp, khäng phủ thüc vo giạ trë dng âiãûn cung cáúp tỉì ngưn. Ngưn ạp âỉåüc k hiãûu nhỉ hçnh 1.4a hồûc 1.4b v âỉåüc biãùu diãùn bàòng mäüt sỉïc âiãûn âäüng (sââ) e(t). Chiãưu âiãûn ạp u(t) tỉì âiãøm cọ âiãûn thãú cao âãún âiãøm cọ âiãûn thãú tháúp, vç thãú âiãûn ạp u(t) chênh bàòng sỉïc âiãûn âäüng e(t) ca ngưn : u(t) = e(t) (1.5) 2. Ngưn dng âiãûn j(t) Ngưn dng âiãûn j(t) âàûc trỉng cho kh nàng ca ngưn âiãûn tảo nãn v duy trç mäüt dng âiãûn cung cáúp cho mảch ngoi, khäng phủ thüc vo âiãûn ạp trãn hai cỉûc ca ngưn : j(t) = i(t) (1.6) Ngưn dng âiãûn âỉåüc k hiãûu nhỉ hçnh 1.5. Hçnh 1.5 Ngưn dng âiãûn j(t) u(t) + _ i(t) 3. Âiãûn tråí R Cho dng âiãûn i qua âiãûn tråí R (hçnh 1.6) v nọ gáy ra âiãûn ạp råi u R trãn âiãûn tråí. Theo âënh lût Ohm, quan hãû giỉỵa dng âiãûn i v âiãûn ạp u R l : u R = Ri hồûc R G u i = (1.7) 6 Trong õoù : R 1 G = goỹi laỡ õióỷn dỏựn. A B i u R Hỗnh 1.6 ióỷn trồớ R + Cọng suỏỳt tióu thuỷ trón õióỷn trồớ : p R = u R i = Ri 2 (1.8) Nhổ vỏỷy õióỷn trồớ R õỷc trổng cho quaù trỗnh tióu taùn trón õióỷn trồớ. Trong hóỷ õồn vở SI, õióỷn trồớ coù õồn vở laỡ (Ohm), õióỷn dỏựn laỡ S (Simen). ióỷn nng tióu thuỷ trón õióỷn trồớ R trong khoaớng thồỡi gian t: == t 0 2 t 0 R dtRidtpA (1.9) vồùi i = const, ta coù: A = Ri 2 t (1.10) 4. ióỷn caớm L Cho qua cuọỹn dỏy coù N voỡng mọỹt doỡng õióỷn i i Hỗnh 1.7 Cuọỹn dỏy u L + L e L + _ thỗ seợ sinh ra tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy laỡ : = N (1.11) ióỷn caớm L cuớa cuọỹn dỏy õổồỹc õởnh nghộa laỡ: L = i N i = (1.12) ồn vở cuớa õióỷn caớm laỡ H (Henry). Nóỳu doỡng õióỷn i bióỳn thión theo thồỡi gian t thỗ tổỡ thọng cuợng bióỳn thión theo thồỡi gian t vaỡ cuọỹn dỏy caớm ổùng sõõ tổỷ caớm e L khi L = Const (hỗnh 1.7) : dt di L dt d e L = = (1.13) ióỷn aùp rồi trón õióỷn caớm: dt di Leu LL == (1.14) Cọng suỏỳt cuọỹn dỏy nhỏỷn: dt di Liiup LL == (1.15) Nng lổồỹng tổỡ trổồỡng tờch luợy trong cuọỹn dỏy: == t 0 ) t (i 0 Ltt diLidtpW (1.16) Vỏỷy 2 tt iL 2 1 W = . (1.17) Nhổ vỏỷy õióỷn caớm L õỷc trổng cho hióỷn tổồỹng tờch luyợ nng lổồỹng tổỡ trổồỡng cuớa cuọỹn dỏy. 7 5. Họự caớm M Hióỷn tổồỹng họự caớm laỡ hióỷn tổồỹng xuỏỳt hióỷn tổỡ trổồỡng trong mọỹt cuọỹn dỏy do doỡng õióỷn bióỳùn thión trong cuọỹn dỏy khaùc taỷo nón. Trón hỗnh 1.8a laỡ hai cuọỹn dỏy coù lión hóỷ họự caớm vồùi nhau. Tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 1 gọửm hai thaỡnh phỏửn : 1 = 11 + 12 (1-18) trong õoù : 11 laỡ tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 1 do chờnh doỡng õióỷn i 1 taỷo nón. 12 laỡ tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 1 do doỡng õióỷn i 2 taỷo nón. Tổồng tổỷ, tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 2 : 2 = 22 + 21 (1-19) trong õoù : 22 laỡ tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 2 do chờnh doỡng õióỷn i 2 taỷo nón. 21 laỡ tổỡ thọng moùc voỡng vồùi cuọỹn dỏy 2 do doỡng õióỷn i 1 taỷo nón. M + _ + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1 L 2 (b) 21 11 (a) i 1 u 2 1 1 + _ 2 2 + _ i 2 u 1 Hỗnh 1.8 Hai cuọỹn dỏy gheùp họự caớm M + _ + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1 L 2 (c) M + _ + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1 L 2 (d) Trổồỡng hồỹp trong mọi trổồỡng laỡ tuyóỳn tờnh, ta coù : 11 = L 1 i 1; 12 = M 12 i 2 (1-20) 22 = L 2 i 2; 21 = M 21 i 1 (1-21) vồùi L 1 , L 2 tổồng ổùng laỡ hóỷ sọỳ tổỷ caớm cuớa cuọỹn dỏy 1 vaỡ 2. M 12 = M 21 = M laỡ hóỷ sọỳ họự caớm giổợa hai cuọỹn dỏy. Khi thay (1-20) vaỡ (1-21) vaỡo (1-18) vaỡ (1-19), ta vióỳt laỷi nhổ sau : 8 1 = L 1 i 1 Mi 2 (1-22) 2 = L 2 i 2 Mi 1 (1-23) Vióỷc choỹn dỏu + hoỷc dỏỳu trổồùc M trong bióứu thổùc trón phuỷ thuọỹc vaỡo chióửu quỏỳn caùc cuọỹn dỏy cuợng nhổ choỹn chióửu dổồng doỡng õióỷn i 1 vaỡ i 2 . Nóỳu cổỷc tờnh cuớa caùc õióỷn aùp u 1 , u 2 vaỡ chióửu dổồng doỡng õióỷn i 1 , i 2 õổồỹc choỹn nhổ hỗnh 1.8a, thỗ theo õởnh luỏỷt caớm ổùng õióỷn tổỡ Faraday, ta coù : d t di M d t di L d t d d t d d t d u 21 1 12111 1 = + = = (1-24) d t di M d t di L d t d d t d d t d u 12 2 21222 2 = + = = (1-25) Cuợng nhổ õióỷn caớm L, õồn vở cuớa họự caớm M laỡ Henry (H). Ta thổồỡng kyù hióỷu họự caớm giổợa 2 cuọỹn dỏy bũng chổợ M vaỡ muợi tón hai chióửu nhổ hỗnh 1.8b, vaỡ duỡng caùch õaùnh dỏỳu hai cổỷc cuỡng tờnh cuớa cuọỹn dỏy bũng dỏỳu chỏỳm (*) õóứ xaùc õởnh dỏỳu cuớa phổồng trỗnh (1.24) vaỡ (1.25). Nóỳu hai doỡng õióỷn i 1 vaỡ i 2 cuỡng õi vaỡo (hoỷc cuỡng õi ra) caùc cổỷc tờnh õaùnh dỏỳu ỏỳy thỗ tổỡ thọng họự caớm 12 vaỡ tổỷ caớm 11 cuỡng chióửu. Cổỷc cuỡng tờnh phuỷ thuọỹc chióửu quỏỳn dỏy vaỡ vở trờ caùc cuọỹn dỏy. Tổỡ õởnh luỏỷt Lentz, vồùi qui ổồùc õaùnh dỏỳu caùc cổỷc cuỡng tờnh nhổ trón, coù thóứ suy ra qui từc sau õỏy õóứ xaùc õởnh dỏỳu + hoỷc trổồùc bióứu thổùc M.di/dt cuớa õióỷn aùp họự caớm. Nóỳu doỡng õióỷn i coù chióửu dổồng õi vaỡo õỏửu coù dỏỳu chỏỳm trong mọỹt cuọỹn dỏy vaỡ õióỷn aùp coù cổỷc tờnh + ồớ õỏửu coù dỏỳu chỏỳm trong cuọỹn dỏy kia thỗ õióỷn aùp họự caớm laỡ M.di/dt, trổồỡng hồỹp ngổồỹc laỷi M.di/dt. Vờ duỷ nhổ hỗnh 1-8b, ta coù : d t di M d t di Lu 21 11 += d t di M d t di Lu 12 22 += Vồùi hỗnh 1-8c, ta coù : d t di M d t di Lu 21 11 = d t di M d t di Lu 12 22 += Vồùi hỗnh 1-8d, ta coù : d t di M d t di Lu 21 11 += d t di M d t di Lu 12 22 = 9 6. ióỷn dung C ỷt mọỹt õióỷn aùp u C lón tuỷ õióỷn thỗ qua tuỷ seợ coù doỡng dởch chuyóứn i vaỡ ồớ hai baớn cổỷc tuỷ õióỷn tờch luợy õióỷn tờch q (hỗnh 1.9). i Hỗnh 1.9 Tuỷ õióỷn u C i C + ióỷn dung C cuớa tuỷ õióỷn laỡ: C = C u q (1.26). ồn vở cuớa õióỷn dung laỡ F (Fara). Doỡng õióỷn i qua tuỷ laỡ: dt du C dt dq i C == (1.27). Tổỡ (1.20), ta coù õióỷn aùp rồi trón tuỷ õióỷn coù õióỷn dung C laỡ : )0(uidt C 1 u C t 0 C += . (1.28a) Nóỳu ồớ thồỡi õióứm t = 0 maỡ u C (0) = 0, ta coù: = t 0 C idt C 1 u (1.28b) Cọng suỏỳt trón tuỷ õióỷn C laỡ: dt du Cuiup C CCC == (1.29) Nng lổồỹng õióỷn trổồỡng tờch luợy trong tuỷ õióỷn : 2 C t 0 u 0 CCCtõ Cu 2 1 duCudtpW C === (1.30) Vỏỷy õióỷn dung C õỷc trổng cho hióỷn tổồỹng tờch luyợ nng lổồỹng õióỷn trổồỡng trong tuỷ õióỷn. 1.3.2. Mọ hỗnh maỷch õióỷn Mọ hỗnh maỷch laỡ sồ õọử thay thóỳ maỷch õióỷn maỡ trong õoù quùa trỗnh nng lổồỹng vaỡ kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc giọỳng nhổ maỷch õióỷn thổỷc, song caùc phỏửn tổớ cuớa maỷch õióỷn õổồỹc thay thóỳ bũng caùc thọng sọỳ lyù tổồớng e, j, R, L,M, C. Vờ duỷ, thaỡnh lỏỷp sồ õọử thay thóỳ maỷch õióỷn coù maỷch õióỷn thổỷc nhổ hỗnh 1.10a. óứ thaỡnh lỏỷp mọ hỗnh maỷch õióỷn, õỏửu tión ta lióỷt kó caùc hióỷn tổồỹng nng lổồỹng xaớy ra trong tổỡng phỏửn tổớ vaỡ thay thóỳ chuùng bũng caùc thọng sọỳ lyù tổồớng rọửi sau õoù nọỳi vồùi nhau tuyỡ theo kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc cuớa maỷch. Hỗnh 1.10b laỡ sồ õọử thay thóỳ cuớa maỷch õióỷn hỗnh 1.10a, trong õoù nóỳu maùy phaùt õióỷn MF laỡ maùy phaùt xoay chióửu thỗ õổồỹc thay bũng thóỳ bũng e MF nọỳi tióỳp vồùi R MF vaỡ L MF , õổồỡng dỏy õổồỹc thay thóỳ bũng R d vaỡ L d , boùng õeỡn õổồỹc thay thóỳ bũng R , [...]... -RoI Khi khäng ti I=0: E = Uo = 220V + Ro R − U o 220 − 210 Khi cọ ti I =10 A : R o = = = 1 U I 10 + E _ _ Cäng sút ngưn: Png = E.I = 220 .10 =2200W Cäng sút ti : Pt = U.I = 210 .10 = 210 0W Cäng sút täøn hao trong ngưn : Pth = Ro.I2 = 1. 102 =10 0W Hçnh VD 1. 1 11 1. 4 PHÁN LAI V CẠC CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC CA MẢCH ÂIÃÛN 1. 4 .1 Phán loải mảch âiãûn 1 Phán theo dảng ca dng âiãûn + Mảch âiãûn mäüt chiãưu l mảch âiãûn cọ... khäng Hai âënh lût Kirchhoff diãùn t âáưy â quan i3 e2 C3 i2 R3 L2 − 1 di 2 R 3i 3 + + R1i1 = e 2 − e1 ∫ i 3dt − L 2 C3 dt e1 + R1 i1 Hçnh 1- 16 Mäüt mảch vng kên 14 hãû dng âiãûn v âiãûn ạp trong mảch âiãûn Dỉûa trãn hai âënh lût ny ngỉåìi ta cọ thãø xáy dỉûng cạc phỉång phạp gii mảch âiãûn BI TÁÛP Bài số 1. 1 Cho biết mạch điện hình 1- 1 có bao nhiêu nhánh, bao nhiêu nút và bao nhiêu mạch vòng Hãy nêu... bàòng khäng ∑ ± uk = 0 (1. 32) vng Nãúu chiãưu mảch vng âi tỉì cỉûc + sang − ca mäüt âiãûn ạp thç âiãûn ạp âọ mang dáúu +, cn ngỉåüc lải mang dáúu − VÊ DỦ 1. 3 : Nhỉ trãn hçnh 1- 15, ạp dủng âënh lût Kirchhoff vãư âiãûn ạp viãút phỉång trçnh âiãûn ạp cho hai mảch vng I v II, nhỉ sau : 13 u1 - u2 + e2 - e1 = 0 u1 - u3 + e3 - e1 = 0 Chuøn vãú cạc sââ, ta cọ : u1 - u2 = e1 - e2 u1 - u3 = e1 - e3 Nhỉ váûy ta viãút... thỉåìng ráút ngàõn Trãn hçnh 1. 13a,b, trỉåïc thåìi âiãøm t = 0 l chãú âäü xạc láûp c, sau thåìi âiãøm t = Δt l chãú âäü xạc láûp måïi, cn 0 < t < Δt l chãú âäü quạ âäü 12 i I2 i i2 i1 I1 t 0 t 0 Δt Δt (a) (b) Hçnh 1. 13 Chãú âäü xạc láûp v quạ âäü a Dng âiãûn mäüt chiãưu; b Dng âiãûn xoay chiãưu 1. 5 HAI ÂËNH LÛT KIRCHHOFF 1. 5 .1 Âënh lût Kirchhoff 1 (K1) Âënh lût Kirchhoff 1 cn gi l âënh lût Kirchhoff... nhánh nào ? Bài số 1. 2 Cho mạch điện như hình 1- 2 1 Mạch điện có bao nhiêu L3 R3 nhánh, bao nhiêu nút và bao nhiêu mạch vòng ? 2 Hãy nêu ra các nhánh gồm L2 những phần tử nào ? Các R1 R5 vòng qua các nhánh nào và các nút là điểm gặp nhau + + − e1 − e2 của các nhánh nào ? 3 Hãy viết biểu thức điện áp trên các phần tử và các Hình 1- 1 nhánh ? R4 C4 Bài số 1. 3 Cho mạch điện ở hình 1- 2 & hình 1- 3 1 Giả thiết... phần tử 2 Áp dụng định luật Kirchhoff 1& 2 để viết các phương trình về dòng cho các nút và các phương trình về điện áp cho các L6 R6 mạch vòng ? R3 L3 R4 L2 R1 + − e1 R5 + − R4 R1 R5 L2 L3 C4 e2 + − Hình 1- 3 e1 + − e2 Hình 1- 2 + − e3 15 Bài số 1. 4 Hãy tự vẽ một mạch điện gồm 3 nhánh nối song song Mỗi nhánh đều có một nguồn sđđ và hai phần tử 1 Dùng định luật Kirchhoff 1& 2 để viết các phương trình về dòng... säú cạc dng âiãûn tải mäüt nụt báút k bàòng khäng ∑± ik = 0 (1. 31) nụt trong âọ, nãúu qui ỉåïc dng âiãûn âi âãún nụt mang dáúu dỉång (+) thç dng âiãûn råìi khi nụt phi mang dáúu ám (-) v ngỉåüc lải i2 VÊ DỦ 1. 2 : p dủng âënh lût Kirchhoff 1, viãút tải nụt K åí hçnh 1. 14 Ta cọ : i1 - i2 - i3 = 0 1. 5.2 Âënh lût Kirchhoff 2 (K 2) i1 K i3 Hçnh 1. 14 Mäüt nụt ca mảch âiãûn Âënh lût ny cn gi l âënh lût Kirchhoff... v chiãưu khäng thay âäøi theo thåìi gian (hçnh1 .11 ) + Mảch âiãûn xoay chiãưu l mảch âiãûn cọ dng âiãûn xoay chiãưu Dng âiãûn xoay chiãưu l dng âiãûn cọ chiãưu biãún âäøi theo thåìi gian Dng âiãûn xoay chiãưu âỉåüc sỉí dủng nhiãưu nháút l dng âiãûn hçnh sin, biãún âäøi hm sin theo thåìi gian (hçnh1 .12 ) i i I t 0 t 0 Hçnh 1. 11 Dng âiãûn mäüt chiãưu Hçnh 1. 12 Dng âiãûn xoay chiãưu 2 Phán theo tênh cháút... 13 u1 - u2 + e2 - e1 = 0 u1 - u3 + e3 - e1 = 0 Chuøn vãú cạc sââ, ta cọ : u1 - u2 = e1 - e2 u1 - u3 = e1 - e3 Nhỉ váûy ta viãút lải phỉång trçnh (1. 32) nhỉ sau : ∑ ± u pt = ∑ ± e k vng − u1 + R1 + − − u2 + R2 (I) + − e1 − u3 + R3 (II) + − e2 e3 Hình 1- 15 (1. 33) vng trong âọ upt l âiãûn ạp trãn cạc pháưn tỉí khäng phi l ngưn sââ Âënh lût Kirchhoff 2 âỉåüc phạt biãøu lải nhỉ sau : Âi theo mäüt vng kên.. .10 cün dáy Cd âỉåüc thay thãú bàòng RCd v LCd Trỉåìng håüp mạy phạt MF l mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu thç mảch âiãûn thay thãú trãn hçnh 1. 10c Mä hçnh mảch âiãûn âỉåüc sỉí dủng ráút thûn låüi trong viãûc nghiãn cỉïu v tênh toạn mảch âiãûn v thiãút bë âiãûn Lâ  MF Cd Rd LMF LCd RMF (a) eMF R + − Lâ Rd RCd Rd (b) RMF eMF R + − RCd Rd (c) Hçnh 1. 10 Mä hçnh mảch âiãûn VÊ DỦ 1. 1 : Mäüt mạy . + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1 L 2 (d) Trổồỡng hồỹp trong mọi trổồỡng laỡ tuyóỳn tờnh, ta coù : 11 = L 1 i 1; 12 = M 12 i 2 (1- 20) 22 = L 2 i 2; 21 = M 21 i 1 (1- 21) . + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1 L 2 (b) 21 11 (a) i 1 u 2 1 1 + _ 2 2 + _ i 2 u 1 Hỗnh 1. 8 Hai cuọỹn dỏy gheùp họự caớm M + _ + _ u 1 u 2 i 1 i 2 L 1. vồùi L 1 , L 2 tổồng ổùng laỡ hóỷ sọỳ tổỷ caớm cuớa cuọỹn dỏy 1 vaỡ 2. M 12 = M 21 = M laỡ hóỷ sọỳ họự caớm giổợa hai cuọỹn dỏy. Khi thay (1- 20) vaỡ (1- 21) vaỡo (1- 18) vaỡ (1- 19), ta