CÔNG THỨC DÒNG điện XOAY CHIỀU

GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Từ thơng qua khung dây: Cho khung dây phẳng có diện tích S gồm N vòng dây quay với tốc độ góc  quanh trục vng góc với đường sức từ từ trường có cảm ứng từ B ( cách cấu tạo máy phát điện xoay chiều pha);   NBS cos(t   )  0 cos(t   ) Suất điện động cảm ứng khung: d    '  e  NBS sin(t   ) = E sin(t   )  E cos(t    ) dt Dòng điện xoay chiều : e  I0 ;U Các giá trị hiệu dụng: I Tần số góc dòng điện xoay chiều:   2 f  U0 ; E 2 (rad/s) T E0 Đoạn mạch RLC nối tiếp: Cảm kháng: ZL  L  L 2 f () ; Dung 1 kháng: ZC   () C C 2 f Chú ý: Cuộn cảm L cho dòng điện chiều qua hồn tồn khơng cản trở ( Z L  ) Tụ điện C khơng cho dòng điện chiều qua (cản trở hồn tồn: ZC   ) 6.1 Tổng trở: Z AB  R  (Z L  Z C )2 6.2 Độ lệch pha  u i:  Z L  ZC : u sớm pha i Z L  ZC UL  UC  tan      Z L  ZC : u pha với i R UR  Z  Z : u trễ pha i C  L * Độ lệch pha u i :   u  i ;    (  ; ) U U 6.3 Định luật Ohm: I  A B ; I  A B Z AB Z AB 2 u  u R  u L  uC 6.4 Giản đồ véc tơ: Ta có:  A B U A B  U R U L U C ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 * Liên hệ hiệu điện hiệu dụng đoạn mạch RLC nối tiếp: Từ Z AB  R  (Z L  Z C )2 hay U AB  U R2  (U L U C )2 Tương tự : Z RL  R2  Z L2 hay URL  UR2  UL2 Tương tự Z RC  R2  ZC2 hay URC  UR2  UC2 Tương t hay ZLC  ZL  ZC ULC  UL  UC Cơng suất tiêu thụ đoạn mạch chứa phần tử R,L,C lí tưởng * Cơng suất tức thời : Một đoạn mạch xoay chiều cơng suất tức thời hai đầu mạch có cơng thức : Với lưu ý cơng suất tức thời âm dương lúc mạch nhận lượng nguồn trả lại lượng cho nguồn  U R2 p  U I cos   I R  U I  ;  AB R  R * Cơng suất trung bình :  Hệ số công suất: cos   R  U R  Z AB U AB  Lưu ý cuộn dây cảm tụ điện dung lí tưởng mà ta học nhận lượng nguồn lại trả lại nên trung bình khơng tiêu thụ cơng suất Chỉ có điện trở R vay khơng trả liên tục tỏa nhiệt mơi trường Do cơng suất trung bình mạch điện xoay chiều lí tưởng cơng suất tỏa nhiệt R Cơng suất tiêu thụ động điện xoay chiều pha * Cơng suất tiêu thụ tồn đoạn đoạn mạch : Trong : : Là cơng suất tiêu thụ tồn phần đoạn mạch : Cơng suất hao phí tỏa nhiệt điện trở R đoạn mạch : Cơng suất có ích động – cơng học * Hiệu suất tiêu thụ điện đoạn mạch : ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 MẠCH R,L,C NỐI TIẾP II DẠNG 1: MẠCH CĨ R THAY ĐỔI Mạch R,L,C có R thay đổi: tìm R để cơng suất tiêu thụ biến trở R đại cực đại (PR max) R  Z L  ZC PRMax  U2 Z L  ZC Ngồi ta có: √ Mạch R,L,C có R thay đổi: R=R1 R=R2 cơng suất mạch khơng đổi ( P1=P2) Tìm mối liên hệ R1 , R2 , cosφ1 , cosφ2 cơng suất đó: R1 R2  ( Z L  Z C ) √ √ U2 P1  P2  R1  R √ Để cơng suất cực đại : √ Mạch R, (L,r), C: có R thay đổi: tìm R để: a, Cơng suất tiên thụ tồn mạch đạt cực đại :Ptm- max R  Z L  ZC  r PMax  Z L  ZC  r Nếu U2 Z L  ZC PMax R=0 lúc b, Cơng suất tiên thụ biến trở đạt cực đại :PR max R  r  (Z L  ZC ) 2 PRMax U2  2(r  R) ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 4.Mạch R,L,C có R thay đổi: tìm biểu thức liên hệ ZL Zc khi: a, URL khơng phụ thuộc vào R: b,URC khơng phụ thuộc vào R: DẠNG 2: MẠCH CĨ L THAY ĐỔI 1.Tìm L để UL-max: R  Z C2 ZL  ZC Khi ULmax : U LMax  U R  Z C2 R => √ hay U L2  U LU C  U AB 0 3.Khi ULmax : 4.Khi L = L1 L = L2 UL1 = UL2 tìm L để UL max: L L1 L2 L1  L2 L thay đổi tìm L để URL Max: √ Đặt: y √ √ ( Z c  x) R2  x2 Khảo sát hàm số ta có : + Khi 𝑍𝐿 + Khi 𝑍𝐿 𝑍𝐶 √4𝑅 𝑈𝑅𝐿 𝑀𝑖𝑛 𝑍𝐶 𝑅 √𝑅 𝑈𝑅𝐿 𝑀𝐴𝑋 𝑍𝐶 𝑍𝐿 𝑈 𝑅 𝑈 𝑈 √ 𝑍𝑐 𝑍𝐿 ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 DẠNG : MẠCH CĨ C THAY ĐỔI 1.Tìm C để UCmax: R  Z L2 ZC  ZL ; U CMax  U R  Z L2 2.Khi UCmax : 3.Khi UCmax : R => √ hay U C2  U LU C  U AB 0 C 4.Khi C = C1 C = C2 UC1 = UC2 tìm C để UC max: C1  C2 C thay đổi tìm C để URC Max: √ √ √ Đặt: Khảo sát hàm số ta có : √ √4 √ Mạch R, (L,r), C nối tiếp có C (hoặc L f) thay đổi, xác định điều kiện để UCd min: Điều kiện: Khi đó: 7.Tìm C( L f) để điện tích Cực đại tụ điện đạt giá trị lớn Ta có: √ Vậy Q0 lớn khi: ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 8.MẠCH R,C, (L,r) NỐI TIẾP CĨ C THAY ĐỔI TÌM C ĐỂ URCmax ( √( ) ) √ DẠNG 4: MẠCH CĨ f THAY ĐỔI 1.Tìm f để Imax (Hoặc URmax ; Pmax) f  Khi f =f1 f = f2 I1 = I2( hay UR1=UR2) tìm f để Imax( hay URmax) : 2 LC f  f1 f 3.Tìm f để : a ULmax: suy ra: √ – ( ) Hay Lúc ta có : b UC max: √ suy ra: ( ) – Hay Lúc ta có : ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 4.f thay đổi: Khi f = fR UR-max Khi f = fC UC-max f R2  fC f L Khi f = fL UL-max Tìm liên hệ fR, fC, fL: Chú ý : f tăng dần thứ tự điện áp đạt cực đại : C,R,L ( Có Rượu Lậu) Tất nhiên UR cực đại dòng điện I cực đại f thay đổi: a, Khi f = f1 f = f2 UL1 = UL2 tìm f để ULmax: b, Khi f = f1 f = f2 UC1 = UC2 tìm f để UC-max: 1  2 2 f f1 f2 f2 f12  f 22 f thay đổi: Tìm f để   Khi Hay: ( ) Hay: ( ) √ ( ) Khi √ ( DẠNG 5: MÁY PHÁT ĐIỆN CĨ TỐC ĐỘ QUAY CỦA ROTO (n) THAY ĐỔI * Khi tốc độ quay roto thay đổi dẫn đến tần số góc ω suất điện động hiệu dụng hai đầu máy phát điện thay đổi Mạch R,L,C mắc trực tiếp vào hai đầu máy phát điện xoay chiều pha nên: ( √ √ Tìm tốc độ quay n roto để IMax (hay PMax, hayURMax): √ Biến đổi ta kết để IMax là: ĐÀ NẴNG 2015 ) GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 ( giống kết ω thay đổi ULMax) Lúc : (√ ) √ Khi tốc độ quay roto n1 n2 mạch có giá trị dòng điện hiệu dụng I( hay UR hay P) Xác định n để IMax 3.Tìm tốc độ quay n roto để UCMax: √ √ Từ dễ thấy UCMax khi: ( √ √ Khi tốc độ quay roto n1 n2 điện áp hai đầu tụ điện Xác định n để UCMax: √ III MÁY BIẾN THẾ - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 1.Máy biến 1.1, Khái niệm: Là thiêt bị dùng để biến đổi hiệu điện xoay chiều; 1.2, Ngun tắc hoạt động: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ 1.3, Cấu tạo: - Cuộn sơ cấp: Gồm N1 vòng dây quấn khung thép kĩ thật điện (tơn silic) Hai đầu cuộn sơ cấp nối vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng U1 ( đầu vào ); - Cuộn thứ cấp: Gồm N2 vòng dây khung thép cuộn sơ cấp Hai đầu dây cuộn thứ cấp đưa dòng điện ngồi với hiệu điện hiệu dụng đầu dây cuộn thứ cấp U2 ( đầu ); - Khung thép máy biến thế: Gồm nhiều thép kĩ thuật, ghép cách điện với để tránh dòng điện Fucơ; 1.4, Cơng thức: * Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp làm phát sinh từ trường biến thiên lõi thép =>gây từ thơng xun qua vòng dây hai hai cuộn   0 cos t ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 - Suất điện động tự cảm cuộn sơ cấp: - Suất điện động cảm ứng cuộn thứ cấp: d  N10 cos t dt d    N2  N 20 cos t dt 1   N1 e1 N1  e2 N +) Nếu cuộn sơ cấp thứ cấp có điện trở r1 & r2 thì: e1  U1  i1r1 U i r N  1   U  i2 r2 N e2  U  i2 r2 +) Nếu bỏ qua điện trở cuộn sơ cấp thứ cấp thì: U N k  Tỉ số máy biến áp: U1 N1 - Nếu k < 1: máy hạ áp - Nếu k > 1: máy tăng áp 1.5 Cơng suất, hiệu suất máy biến áp: * Cơng suất: P1  U1I1cos1 - Sơ cấp: * Hiệu suất: P2  U I 2cos2 - Thứ cấp: P H  100% P1 * Nếu máy biến áp lí tưởng: Bỏ qua hao phí ( r1 , r2  ), cos1  cos2  thì: - Hiệu suất: H  U N I => P1  P2    U N I1 1.6 Một số máy biến áp đặc biệt : - Nếu cuộn dây có N vòng mà có n vòng dây theo chiều ngược lại so với đa số vòng lại mặt điện xem cuộn dây có ( N  2n ) vòng dây; - Đối với máy biến áp lí tưởng: cuộn sơ cấp có cơng suất P, N vòng dây mắc vào hiệu điện sơ cấp U Thứ cấp nhiều cuộn dây riêng rẽ có số vòng dây là: N1 , N , ; cơng suất hiệu điện cuộn dây thứ cấp P1, P2, U1, U2,… +) Cơng suất bảo tồn: P  P1  P2  ; N U U  N  1  U  N U N 2 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA Gọi: : Là cơng suất điện nhà máy phát điện cần truyền tải - U : Là điện áp nơi phát điện - I: Cường độ dòng điện hiệu dụng dây truyền tải - R: Điện trở tổng cộng dây truyền tải p p  UI cos  2.1 Cơng suất phát điện nhà máy: ĐÀ NẴNG 2015 GV: LÊ TRUNG TIẾN DĐ: 0901.959.959 – 0905.752.052 2.2 Cơng suất hao phí đường dây tải điện: p  I R  2.3 Độ giảm đường dây tải điện: U  IR 2.4 Hiệu suất tải điện: H p 2p (U cos  )2 R P  P 100% P ĐÀ NẴNG 2015 ... tc ta nhit mụi trng Do ú cụng sut trung bỡnh ca mt mch in xoay chiu lớ tng chớnh l cụng sut ta nhit trờn R Cụng sut tiờu th ca ng c in xoay chiu mt pha * Cụng sut tiờu th ca ton on on mch : Trong... i hiu in th xoay chiu; 1.2, Nguyờn tc hot ng: Da vo hin tng cm ng in t 1.3, Cu to: - Cun s cp: Gm N1 vũng dõy qun trờn khung thộp k tht in (tụn silic) Hai u cun s cp c ni vo mng in xoay chiu cú... gúc v sut in ng hiu dng hai u mỏy phỏt in cng thay i Mch R,L,C mc trc tip vo hai u mỏy phỏt in xoay chiu mt pha nờn: ( Tỡm tc quay n ca roto IMax (hay PMax, hayURMax): Bin i ta c kt qu