Giải bài tập Điện kỹ thuật ( Công Nhân ) part 2 pptx

TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN Bài 1 : Điện trở mỗi đèn : r 1 = 1đm 2 1đm P U = 40 120 2 = 360Ω ; r 2 = 2đm 2 2đm P U = 60 120 2 = 240Ω Điện trở toàn mạch : R = r 1 + r 2 = 360 + 240 = 600Ω Dòng qua mạch : I = R U = 600 200 = 3 1 A Điện áp trên từng đèn : U 1 = Ir 1 = 3 1 x360 = 120V ; U 2 = Ir 2 = 3 1 x240 = 80V Công suất mỗi đèn tiêu thụ : P 1 = I 2 r 1 = ( 3 1 ) 2 x360 = 40W ; P 2 = I 2 r 2 = ( 3 1 ) 2 x240 = 26,7W Bài 2 : Cần n = đèn U U = 3,6 125 = 20 đèn Bài 3 : Điện dẫn thay thế tương đương 3 điện dẫn g 1 //g 2 //g 3 : g = g 1 + g 2 + g 3 = 1 r 1 + 1 r 1 + 1 r 1 = 25 1 + 10 1 + 50 1 = 0,04 + 0,1 + 0,02 = 0,16S Suy ra điện trở thay thế tương đương 3 điện trở r 1 //r 2 //r 3 : r = g 1 = 16,0 1 = 6,25Ω Điện trở toàn mạch : R = r d + r = 0,25 + 6,25 = 6,5Ω Dòng trên đường dây : I = R U = 5,6 234 = 36A Tổn thấ áp trên đường dây : ∆U d = Ir d = 36x0,25 = 9V Điện áp trên tải : U r = Ir = 36x6,25 = 225V Công suất các tải tiêu thụ : P 1 = 1 2 r r U = 25 225 2 = 2,02KW P 2 = 2 2 r r U = 10 225 2 = 5,06KW ; P 3 = 3 2 r r U = 50 225 2 = 1,01KW Bài 4 : Sđđ bộ ắc quy : E bộ = = 3E o = 3x2,2 = 6,6V Nội trở bộ ắc quy : r bộ = 3r o = 3x0,01 = 0,03Ω Bài 5 : Số nhánh ắc quy cần ghép song song để được I max = 35A : n = o max I I = 10 35 = 3,5 tức 4 nhánh Số ắc quy trong mỗi nhánh để được U = 231V : m = o E U = 2,2 231 = 105 ắc quy Tổng cộng số ắc quy cần dùng : N = mxn = 4x105 = 420 ắc quy Nội trở bộ ắc quy : r bộ = n mr o = 4 008,0x105 = 0,21Ω Bài 6 : Tiết diện S của dây dẫn tính theo tổn thất áp ∆U : 5 TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN S = U I2 ∆γ l , với I = đèn U P = 110 200 = 55 100 A → S = 2x8,56 20x 55 100 x2 = 0,64mm 2 Bài 7 : r 4 //r 5 được thay bởi r 45 = 54 54 rr rr + = 630 6x30 + = 36 180 = 5Ω r 3 nối tiếp r 45 được thay bởi r 345 = r 3 + r 45 = 15 + 5 = 20Ω r 345 //r 2 được thay bởi R = 2345 2345 rr rr + = 520 5x20 + = 25 100 = 4Ω Dòng do nguồn cung cấp : I 1 = Rr E 1 + = 48 12 + = 1A Dòng trong nhánh 3 : I 3 = I 1 3452 2 rr r + = 1x 205 5 + = 25 5 = 0,2A → I 2 = I 1 – I 3 = 1 – 0,2 = 0,8A Dòng trong nhánh 4 : I 4 = I 3 54 5 rr r + = 0,2x 630 6 + = 36 2,1 = 30 1 ≈ 0,033A → I 5 = I 3 – I 4 = 0,2 - 30 1 = 6 1 ≈ 0,167A Bài 8 : Phương pháp điện áp 2 nút Gọi nút cực dương là nút A và nút cực âm là B . Coi ϕ B = 0 thì điện áp giữa 2 nút A , B : U = 321 2211 ggg gEgE ++ + = 24 1 6,0 1 1 1 6,0 1 x117 1 1 x130 ++ + = 4,14 6,02424x6,0 195130 ++ + = 39 4,14x325 = 120V Dòng trong các nhánh : I 1 = ( E 1 – U )g 1 = (130 – 120)( 1 1 ) = 10A I 2 = ( E 2 – U )g 2 = (117 – 120)( 6,0 1 ) = - 5A , nghóa là chiều thực của I 2 là từ A về B → ắc I 3 = Ug 3 = 120( 24 1 ) = 5A quy E 2 đang nạp Phương pháp dòng nhánh Mạch điện có 3 nhánh → cần có một hệ 3 phương trình . Trong đó gồm : 2 phương trình vòng tương ứng với 2 mắt của mạch điện Và 1 phương trình nút tương ứng với 1 trong 2 nút của mạch điện Mắt bên trái với chiều chọn theo chiều E 1 cho ta : I 1 r 1 – I 2 r 2 = E 1 – E 2 → I 1 – 0,6I 2 = 130 – 117 = 13 (1) Mắt bên phải với chiều chọn theo chiều E 2 cho ta : I 2r2 + I 3 r 3 = E 2 → 0,6I 2 + 24I 3 = 117 (2) Đònh luật Kirchoff 1 tại nút A cho ta : I 1 + I 2 – I 3 = 0 (3) Giải hệ 3 phương trình (1 ) ; (2) ; (3) : Từ (1) → I 1 = 13 + 0,6I 2 (*) và từ (2) → I 3 = 24 I6,0117 2 − . Thay tất cả vào (3) : 6 TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN 13 + 0,6I 2 + I 2 – ( 24 I6,0117 2 − ) = 0 → 312 + 14,4I 2 + 24I 2 – 117 + 0,6I 2 = 0 → 195 + 39I 2 = 0 → I 2 = - 39 195 = - 5A . Thay vào (*) : I 1 = 13 + 0,6(- 5) = 13 – 3 = 10A . Thay tất cả vào (3) : 10 + (- 5) – I 3 = 0 → I 3 = 5A Tóm lại kết quả giống như đã tìm được bằng phương pháp điện áp 2 nút Kiểm tra cân bằng công suất trong mạch : • Nhánh 1 gồm công suất phát của E 1 : P E1 = E 1 I 1 = 130x10 = 1300W Và tổn hao công suất trên nội trở r 1 : ∆P r1 = I 1 2 r 1 = 10 2 x1 = 100W Do đó công suất nhận được từ 2 đầu nhánh 1 chỉ còn 1300 – 100 = 1200W 1200W này được phân phối cho mạch ngoài như sau : • E 2 tiêu thụ P E2 = E 2 I 2 = 117x5 = 585W Và tổn hao công suất trên nội trở r 2 : ∆P r2 = I 2 2 r 2 = 5 2 x1 = 25W Do đó tổng công suất nhánh 2 tiêu thụ là 585 + 25 = 600W • Tải r 3 trên nhánh 3 tiêu thụ P r3 = I 3 2 r 3 = 5 2 x24 = 600W Tóm lại có sự cân bằng công suất trong mạch Bài tập 9 : Chọn điện thế nút cực âm của các máy phát là 0V , ta có : = 6 1 1,0 1 1,0 1 1,0 1 1,0 1 1,0 1 x117 1,0 1 x122 1,0 1 x120 1,0 1 x123 ++++ +++ 54321 44332211 ggggg gEgEgEgE ++++ +++ U = = 40 4820 = 166,40 1170122012001230 + ++ = 120V Chọn chiều trong mỗi nhánh có nguồn đều hướng từ cực âm đến cực dương của nguồn , dòng trong từng nhánh sẽ là : I 1 = (E 1 – U)g 1 = (123 – 120)( 1,0 1 ) = 30A I 2 = (E 2 – U)g 2 = (120 – 120)( 1,0 1 ) = 0A ; I 3 = (E 3 – U)g 3 = (122 – 120)( 1,0 1 ) = 20A I 4 =(E 4 – U)g 1 = (117 – 120)( 1,0 1 ) = - 30A (I 4 có chiều đúng là hướng ngược lại → E 4 là động cơ) Riêng đối với nhánh không nguồn , chọn chiều dòng nhánh ngược với dòng trong các nhánh có nguồn : I 5 = Ug 5 = 120x 6 1 = 20A Bài 10 : Khi mắc nối tiếp : I NT = 21 RR U + = 21 RR 120 + = 3 → R 1 + R 2 = 40 Khi mắc song song : I // = 12 R U = 21 21 RR RR U + = 21 21 RR )RR(U + = 21 RR 40x120 = 16 → R 1 R 2 = 16 4800 = 300 → R 1 (40 – R 1 ) = 300 → R 1 2 – 40R 1 + 300 = 0 7 TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN Giải phương trình bậc 2 này và chỉ lấy nghiệm dương : R 1 = 1 3002020 2 −+ = 30Ω → R 2 = 40 – 30 = 10Ω Bài 11 : Sđđ bộ ắc quy : E = 5x2 = 10V . (a) Để tính dòng qua bình điện giải , ta dùng đònh luật Kirchoff 2 áp dụng cho mạch vòng như hình vẽ : IR + IR’ = E – E’ → I(R + R’) = E- E’ → I = 'RR 'EE + − = 105,0 210 + − = 0,76A (b) Để tìm giá trò của điện trở X , ta cần tính điện áp U giữa 2 nút A , B ( coi điện thế nút B bằng 0 ) : U = X g'gg 'g'EEg ++ + = X 1 10 1 5,0 1 ) 10 1 (2) 5,0 1 (10 ++ + = 1X1,0X2 )2,020(X ++ + = X1,21 X2,20 + Dòng qua bình điện giải khi có mắc thêm điện trở X là I’ . Vì I’ có chiều trái với chiều E’ nên : I’ = - (E’ – U)g’ = 0 → - (2 - X1,21 X2,20 + )( 10 1 ) = 0 → X1,21 X2,20 + = 2 → 20,2X = 2 + 4,2X → X = 16 2 = 0,125Ω Bài 12 : Chọn chiều dòng điện trong các nhánh như hình vẽ : Coi điện thế tại B bằng 0 , ta có ngay điện áp U trên 2 cực A và B của nguồn E 1 : U = E 1 = 35V Từ đó ta suy ra dòng trong mỗi nhánh như sau : I 3 = Ug 3 = 35( 10 1 ) = 3,5A I 4 = (E 4 – U)g 4 = (44 – 35)( 12 1 ) = 0,75A Riêng đối với nhánh 2 , vì E 2 và U cùng chiều nhau nên : U BA = - U = E 2 – I 2 r 2 → I 2 = (E 2 +U)( 2 r 1 ) = (95 + 35)( 50 1 ) = 2,6A Cuối cùng , đònh luật Kirchoff 1 tại nút A cho ta : I – I 2 – I 3 + I 4 = 0 → I = I 2 + I 3 – I 4 = 2,6 + 3,5 – 0,75 = 5,35A 8 TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN BÀI TẬP CHƯƠNG 4 – ĐIỆN TỪ Bài 1 : Cường độ từ trường tại điểm A cách dây dẫn mang dòng I = 12A , một đoạn a = 8cm = 8.10 -2 m : H A = a2π I = 2 10.8x2 − π 12 = 23,9A/m Bài 2 : Cường dộ từ trường trong lòng cuộn dây : H = l Iw = 2 10.35 300x6,14 − ≈ 12514A/m Từ cảm trong lòng cuộn dây lõi không khí (µ =1) : B = µµ o H = 1x125.10 -8 x12514 = 0,0156T Từ thông trong lòng cuộn dây : φ = BS = 0,0156x4.10 -4 = 6,24.10 -6 Wb Bài 3 : Dòng điện qua các vòng của ống dây : I = w H l = 100 10.10x4000 2− = 4A Cảm ứng từ trong ống dây lõi không khí (µ =1) : B = µµ o H = 1x125.10 -8 x4000 = 5.10 -3 T Tiết diện ống dây : S = 4 D 2 π = 4 )10.2(x 22− π = 10 -4 π m 2 Từ thông trong ống dây : φ = BS = 5.10 -3 x10 -4 π = 1,57.10 -6 Wb Bài 4 : Dòng từ hóa : I = w H l = 500 10.25x500 2− = 0,25A Sức từ động : F = Iw = 0,25x500 = 125A Bài 5 : Tiết diện lõi thép : S = B φ , với B = µµ o H → S = H o µµ φ = 2000x10.125x593 10.2 8 5 − − = 13,5.10 -6 m 2 = 13,5mm 2 Bài 6 : Dòng từ hóa : , với H = 750A/m ; l tb = πD tb = 10.10 -2 π = 10 -1 π m ; w = 200 → I = 200 10x750 1 π − = 1,18A w H tb l I = Bài 7 : Cảm ứng từ trong lõi thép : B = µµ o H = 2400x125.10 -8 x500 = 1,5T Từ thông trong lõi thép : φ = BS = 1,5x4.10 -4 = 6.10 -4 Wb Bài 8 : Hai dòng điện ngược chiều nhau nên lực tác dụng là lực đẩy : F 1 = F 2 = µµ o I 1 I 2 a2π l = 1x125.10 -8 x5000x5000x 3 10.200x2 1 − π = 25N Bài 9 : Từ cảm của từ trường tác dụng lên dây dẫn : B = lI F = 2 10.10x20 98,0 − = 0,49T Bài 10 : Chiều dài đoạn dây trong từ trường : l = BI F , với I = δ S = 10x2 = 20A → l = 20x1,0 5,0 = 0,25m Bài 11 : Từ cảm của từ trường tác dụng lên dây dẫn : B = lI F , với I = r U = 10 50 = 5A → B = 1x5 5,0 = 0,1T 9 . (E 1 – U)g 1 = (1 23 – 120 )( 1,0 1 ) = 30A I 2 = (E 2 – U)g 2 = (1 20 – 120 )( 1,0 1 ) = 0A ; I 3 = (E 3 – U)g 3 = (1 22 – 120 )( 1,0 1 ) = 20 A I 4 =(E 4 – U)g 1 = (1 17 – 120 )( 1,0 1 ). trình (1 ) ; (2 ) ; (3 ) : Từ (1 ) → I 1 = 13 + 0,6I 2 (* ) và từ (2 ) → I 3 = 24 I6,0117 2 − . Thay tất cả vào (3 ) : 6 TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN 13 + 0,6I 2 + I 2 – ( 24 I6,0117 2 − ). U)g’ = 0 → - (2 - X1 ,21 X2 ,20 + )( 10 1 ) = 0 → X1 ,21 X2 ,20 + = 2 → 20 ,2X = 2 + 4,2X → X = 16 2 = 0, 125 Ω Bài 12 : Chọn chiều dòng điện trong các nhánh như hình vẽ : Coi điện thế tại