Bài giảng môn kỹ thuật điện doc

Bài giảng môn kỹ thuật điện 1 1 NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG 1. Khái niệm chung về Mạch Điện 2. Mạch Điện hình sin 3. Các phương pháp giải Mạch Sin 4. Mạch Điện ba pha 5. Khái niệm chung về Máy Điện 6. Máy Biến Áp 7. Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 8. Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha 9. Máy Điện Một Chiều. CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG 2 3/3 NỘI DUNG CHI TIẾT 1 Khái Niệm Chung về Mạch Điện 1.1 Các Thành Phần của Mạch Điện 1.2 Cấu Trúc của Mạch Điện 1.3 Các Thông Số Chế Độ của 1 Phần Tử 1.4 Các loại Phần Tử Cơ Bản 1.5 Hai Đònh Luật Kirchhoff 2 Mạch Điện Hình Sin 2.1 Khái Niệm Chung về Hàm Sin 2.2 Áp Hiệu Dụng và Dòng Hiệu Dụng 2 3 2.3 Biểu Diễn Áp Sin và Dòng Sin bằng Vectơ 2.4 Quan Hệ Áp - Dòng của Tải. 2.5 Tổng Trở Vectơ và Tam Giác Tổng Trở của Tải 2.6 Công Suất Tiêu Thụ bởi Tải. 2.7 Biểu Diễn Vectơ của Áp, Dòng, Tổng Trở, và Công Suất 2.8 Hệ Số Công Suất 2.9 Đo Công Suất Tác Dụng bằng Watlkế 2.10 Số Phức 2.11 Biểu Diễn Mạch Sin bằng Số Phức 4 3. Các Phương Pháp Giải Mạch Sin 3.1 Khái Niệm Chung 3.2 Phương Pháp Ghép Nối Tiếp. Chia Áp 3.3 Phương Pháp Ghép Song Song. Chia Dòng 3.4 Phương Pháp Biến Đổi Y ↔ ∆ 3.5 Phương Pháp Dòng Mắt Lưới 3.6 Phương Pháp Áp Nút 3.7 Nguyên Lý Tỷ Lệ 3 5 4. Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn và Tải 3 Pha Cân Bằng 4.2 Hệ Thống 3 Pha Y - Y Cân Bằng 4.3 Hệ Thống 3 Pha Y - ∆ Cân Bằng, Z d = 0 4.4 Hệ Thống 3 Pha Y - ∆ Cân Bằng, Z d ≠ 0 4.5 Hệ Thống 3 Pha Y - ∆ Không Cân Bằng, Z n = 0 4.6 Hệ Thống 3 Pha Y - Y Không Cân Bằng, Z d = 0 4.7 Hệ Thống 3 Pha Cân Bằng với Nhiều Tải //. 4.8 Hệ Thống 3 Pha Cân Bằng với Tải là Động Cơ 3 Pha 6 5. Khái Niệm Chung về Máy Điện 5.1. Đònh Luật Faraday. 5.2. Đònh Luật Lực Từ 5.3. Đònh Luật Ampère 5.4. Bài Toán Thuận: Biết Φ, Tìm F 4 7 6. Máy Biến Áp (MBA) 6.1 Khái Niệm Chung 6.2 Cấu Tạo của MBA 6.3 MBA Lý Tưởng 6.4 Các MTĐ và PT của MBA Thực Tế 6.5 Chế Độ Không Tải của MBA 6.6 Chế Độ Ngắn Mạch của MBA 6.7 Chế Độ Có Tải của MBA 8 7. Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 7.1. Cấu Tạo của ĐCKĐB3φ 7.2. Từ Trường Trong ĐCKĐB3φ 7.3. Nguyên Lý Làm Việc của ĐCKĐB3φ 7.4. Các MTĐ1 Và PT của ĐCKĐB3φ 7.5. CS, TH, và HS của ĐCKĐB3φ 7.6. Mômen của ĐCKĐB3φ 5 9 8. Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha 8.1. Cấu Tạo của MPĐB3φ 8.2. Nguyên Lý Làm Việc của MPĐB3φ 8.3. MTĐ và PT của MPĐB3φ 8.4. Phần Trăm Thay Đổi Điện Áp của MPĐB3φ 8.5. CS, TH, và HS của MPĐB3φ 10 9. Máy Điện Một Chiều 9.1. Cấu Tạo của MĐMC 9.2. Nguyên Lý Làm Việc của MPMC 9.3. Sđđ của MĐMC 9.4. MPMC Kích Từ Độc Lập 9.5. MPMC Kích Từ Song Song 9.6. Nguyên Lý Làm Việc của ĐCMC 9.7. Vận Tốc của ĐCMC 9.8. Mômen của ĐCMC 9.9. ĐCMC Kích Từ Song Song 6 11 Chương 1 Khái Niệm Chung Về Mạch Điện 1.1. Các Thành Phần Của Mạch Điện (H1.1) 1. Nguồn Điện: Phát (Cung Cấp) Điện Năng 2. Đường Dây: Dẫn (Truyền) Điện Năng. 3. Thiết Bò Biến Đổi: Biến Đổi Áp, Dòng, Tần Số… 4. Tải Điện: Nhạân (Tiêu Thụ) Điện Năng. H 1.1 12 1. Phần Tử Hai Đầu (PT) là Phần Tử nhỏ nhất của mạch điện.  A và B là 2 Đầu Ra, để nối với các PT khác. 2. Mạch Điện là 1 tập hợp PT nối với nhau (H 1.3) ! NÚT là Điểm Nối của n Đầu Ra (n ≥ 2) ! VÒNG là Đường Kín gồm m PT (m ≥ 2) 1.2 Cấu Trúc Của Mạch Điện H 1.2 H 1.3 7 13 1.3 Các Thông Số Chế Độ Của 1 PT (H 1.4) 1. DÒNG (tức thời) xác đònh bởi: a. Chiều Quy Chiếu Dòng(CQCD)( ) b. Cường Độ Dòng Qua PT: i = i(t)  i > 0 ⇔ Chiều Dòng Thực Tế Cùng CQCD.  i < 0 ⇔ Chiều Dòng Thực Tế Ngược CQCD. 2. ÁP (tức thời) xác đònh bởi: a. Chiều Quy Chiếu Áp (CQCA) (+, –). b. Hiệu Điện Thế qua PT: u=u(t).  u > 0 ⇔ Điện Thế Đầu + Lớn Hơn Điện Thế Đầu –.  u < 0 ⇔ Điện Thế Đầu + Nhỏ Hơn Điện Thế Đầu –. H 1.4 14 3. CÔNG SUẤT (tức thời) (CS). ! Nếu mũi tên ( ) hướng từ + sang – thì CS tức thời tiêu thụ bởi PT là p(t) = u(t)i(t)  p > 0 ⇔ PT thực tế tiêu thụ CS  p < 0 ⇔ PT thực tế phát ra CS 4. ĐIỆN NĂNG (1.1) Điện Năng tiêu thụ bởi PT từ t 1 đến t 2 là 2 2 1 1 ( ) t t t t W p t dt = ò (1.2) 8 15 1.4. Các Loại PT Cơ Bản 1. Nguồn Áp Độc Lập (NL) (H1.5) ! Áp không phụ thuộc Dòng u = -e, ∀i 2. Nguồn Dòng Độc Lập (NDĐL) (H1.6) ! Dòng không phụ thuộc Áp i = i g , ∀u 3. Phần Tử Điện Trở (Điện Trở) (H1.7) ! Áp và dòng Tỷ Lệ Thuận với nhau (1.3) (1.4) H 1.5 H 1.6 H 1.7 16 R R u Ri =  R = Điện Trở (ĐT) của PT Điện Trở (Ω) R R i Gu =  G = Điện Dẫn (ĐD) của PT Điện Trở (S) 1 1 ;G R R G = = (1.5) và (1.6) gọi là Đònh luật Ôm (ĐLÔ) ! CS tức thời tiêu thụ bởi Điện Trở là 2 2 R R R R R p u i Ri Gu = = = ! ! (1.5) (1.6) (1.7) (1.8) 9 17 4. PT Điện Cảm (Cuộn Cảm) (H1.8) 1 ( ) ( ) ( ) L L t L L L t di u L dt i t u d i t L ο ο τ τ = = + ò  L = Điện Cảm của Cuộn Cảm (H) 5. PT Điện Dung (Tụ Điện) (H1.9) 1 ( ) ( ) ( ) C C t C C C t du i C dt u t i d u t C ο ο τ τ = = + ò  C = Điện Dung của Tụ Điện (F) (1.9) (1.10) (1.11) (1.12) H 1.8 H 1.9 18 1.5. Hai đònh luật Kirchhoff 0 i đến Nút å =  Tại nút A (H1.10): 1 2 3 4 0 i i i i - + - = 2. Đònh Luật Kirchhoff Áp (ĐKA) 0 u dọc theo Vòng å =  Trong vòng 1234 (ABCD) (H1.11): 1 2 3 4 0 u u u u - + - = 1. Đònh Luật Kirchhoff Dòng (ĐKD) (1.13) (1.14) H 1.10 H 1.11 [...]... đặc trưng bởi 1 CẶP SỐ (Z, phi) 22 11 1 Mạch a Sơ đồ và đồ thò vectơ (H2.5) a) H 2.5 b TT và góc b) R = Điện Trở của PT Điện Trở ZR = UR = R; ϕ R = θ R - α R = 0ο IR Mạch R ↔ (R, 0o) (2.11) (2.12) (2.13) 23 2 Mạch L a Sơ đồ và đồ thò vectơ (H2.6) a) b TT và góc H 2.6 b) XL = wL = Cảm Kháng của PT Điện Cảm U Z L = L = X L ; ϕ L = θ L - α L = + 90ο IL Mạch L ↔ (XL, 90o) (2.14) (2.15) (2.16) 24 12 3 Mạch... Pk = 0 và Qk = 0 å (2.84) H 2.19 47 Chương 3 Các Phương Pháp Giải Mạch Sin • 3.1 Khái Niệm Chung • 1 Nội Dung Giải Mạch Sin • Cho Mạch Thực gồm 5 loại PT: Nguồn Áp e(t), Nguồn Dòng ig(t), Điện Trở R, Điện Cảm L, Điện Dung C Ta muốn tìm: • a Áp Tức Thời u(t) và Dòng Tức Thời i(t) qua 1 MMC (PT cũng là 1 MMC) • b CSTD P, CSPK Q, CSBK S do 1 MMC Tiêu Thụ hoặc Phát Ra • 2 Hai Phương Pháp giải mạch sin... của Tải a) H 2.14 b) 34 17 Trên H 2.14a, Nguồn Áp có AHD Up cấp điện cho Tải có AHD U và TGCS trên H 2.14b, qua Đường Dây có ĐT Rd Ta có: P (2.42) Dòng dây Id = Dòng tải I = U cos ϕ (2.43) Tổn Hao (TH) trên dây = Pth = Rd I 2 CS phát = PP = P + Pth (2.44) P ´ 100 (2.45) P + Pth ! Nếu cos ϕ - thì I ¯ , Pth ¯ , PP ¯ và % η Hiệu Suất (HS) tải điện = η% = ⇒ Phải tìm cách nâng cao HSCS của tải 35 3 Nâng cao... I R MMch RL C n i iti Tiế « (Z, ϕ) ạ ch RLC Nố p p (2.22) 26 13 5 Mạch RLC song song a Sơ đồ (H2.9) và đồ thò vectơ (H 2.8b) b TT và Góc G = 1/R = Điện Dẫn của R (2.23) BL = 1/XL = Cảm Nạp của L (2.24) BC = 1/XC = Dung Nạp của C (2.25) H 2.9 B = BL – BC = Điện Nạp (ĐN) của Mạch RLCSS Z= U = I 1 2 G + B 2 ; ϕ = θ - α = t an - (2.26) 1 B G Y = 1/Z = I/U = Tổng Dẫn (TD) của Mạch RLCSS (2.27) (2.28) 27... và % η Hiệu Suất (HS) tải điện = η% = ⇒ Phải tìm cách nâng cao HSCS của tải 35 3 Nâng cao HSCS của tải bằng tụ bù b) H 2.15 Ta muốn nâng HSCS của tải trên H 2.15 từ cosj lên cosϕ1 bằng cách ghép 1 tụ điện C // tải để được tải mới (P1, Q1, cosj1) a) P1 = P + Pc ¹ P (2.46) Q1 = Q + Qc Þ Qc = Q1 - Q = P (t an ϕ1 - t an ϕ ) (2.47) C= P (t an ϕ - t an ϕ1 ) ωU 2 (2.48) 36 18 2.9 Đo CSTD Bằng Watthế (H 2.16)...Chương 2 Mạch Điện Hình Sin 2.1 Khái Niệm Chung Về Hàm Sin Từ Chương 2, Áp và Dòng qua PT trên H 2.1 có Dạng Sin u = Um si n(ω t + θ ) i = I m si n(ω t + α ) (2.1) H 2.1 ! ! pha ¸p u « (U m , θ ) ; Um = BiBiªn Đ ộÁ;... A ! AHD và DHD của từng PT được nhân cho k ! Pha Áp và Pha Dòng của từng PT được cộng cho b Nếu tập nguồn {Ek, Igk} ↔ Đáp ứng {Uk, Ik} ! thì tập nguồn {AEk, AIgk} ↔ Đáp ứng {AUk, AIk} 59 Chương 4 Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn Và Tải Ba Pha Cân Bằng (3ÞCB) 1 Ký Hiệu Hai Chỉ Số (H 4.1) H 4.1 a Uab = Áp qua ab U ab = U a - U b = - U ba (4.1) U ab = U ac + U cb (4.2) b Iab = Dòng từ a đến b I ab = - I ba (4.3)... I d 2 S = 3 I p Zp (4.12) (4.13) (4.14) b TH Trên Đường Dây 3Þ 2 2 P = 3 I d Rd ; Qth = 3 I d Xd th (4.15) c CS do Nguồn 3Þ phát ra P = P + P ; QP = Q + Qth ; SP = P th 2 P2 + QP P (4.16) 67 d HS Tải Điện η% = P P ´ 100 = ´ 100 PP P + Pth η% = ! Rp R p + Rd ´ 100 (4.17) (4.18) 4 Tính CSTD, CSPK, CSBK bằng CS Phức a S = 3U AN I *AN = 3Zp I 2 = P + jQ p b 2 Sth = 3U aA I *aA = 3Zd I d = P + j Qth th . Bài giảng môn kỹ thuật điện 1 1 NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG 1. Khái niệm chung về Mạch Điện 2. Mạch Điện hình sin 3. Các phương pháp giải Mạch Sin 4. Mạch Điện ba pha 5. Khái. Mạch Điện 1.1. Các Thành Phần Của Mạch Điện (H1.1) 1. Nguồn Điện: Phát (Cung Cấp) Điện Năng 2. Đường Dây: Dẫn (Truyền) Điện Năng. 3. Thiết Bò Biến Đổi: Biến Đổi Áp, Dòng, Tần Số… 4. Tải Điện: . Phần Tử Điện Trở (Điện Trở) (H1.7) ! Áp và dòng Tỷ Lệ Thuận với nhau (1.3) (1.4) H 1.5 H 1.6 H 1.7 16 R R u Ri =  R = Điện Trở (ĐT) của PT Điện Trở (Ω) R R i Gu =  G = Điện Dẫn (ĐD) của PT Điện