Bài giảng điện gia dụng chương 2 đh SPKT TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương : Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA Chương 2.1.Một số khái niệm 1.Cường độ dòng điện xoay chiều NỘI DUNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA Giản đồ thời gian dòng điện xoay chiều: i Im ωt ϕi -Im sau: i = I m Sin(ωt + ϕ i ) n Trong đó: • Im : cường độ dòng điện cực đại [A] Va - : vận tốc góc [rad/s] ω = 2π f • • • π = 3.14 : số gu ye n • N Tần số f chu kỳ của dòng điện giêy, đơn vò [Hz] Chu kỳ T khoảng thời gian ngắn để dòng điện lặp lại trò số chiều biến thiên, T = [s] Trong chu kỳ dòng điện xoay chiều đổi chiều lần f ϕi : gọi góc pha ban đầu dòng điện by • Th Dòng điện xoay chiều hình sin dòng điện biến đổi cách chu kỳ theo quy luật hình sin với thời gian, biểu diễn hình vẽ Cường độ dòng điện tức thời : trò số dòng điện ứng với thời điểm t, phụ thuộc vào giá trò dòng điện cực đại Im góc pha (ωt + ϕ i ) biểu diễn - Cường độ dòng điện hiệu dụng : trò số hiệu dụng dòng điện đại lượng quan trọng mạch điện xoay chiều, nói đến trò số dòng điện ampe tức giá trò hiệu dụng dòng điện đó, thông số dòng điện ghi nhãn thiết bò điện trò hiệu dụng Công thức tính trò hiệu dụng dòng điện sau: I I = m [A] Giản đồ thời gian hiệu điện xoay chiều: u C om pi le d - 2.Hiệu điện xoay chiều Um ωt ϕu -Um - Hiệu điện tức thời : u = U m Sin(ωt + ϕ u ) Trong đó: Um • : hiệu điện cực đại [V] : gọi góc pha ban đầu hiệu điện U Hiệu điện hiệu dụng : U = m [V] • - ϕu - 10 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NỘI DUNG Điện áp dòng điện biến thiên tần số, song phụ thuộc vào tính chất mạch điện, góc lệch pha chúng không trùng nhau, chúng có lệch pha ký hiệu ϕ, công thức tính góc lệch pha ϕ sau: ϕ = ϕu −ϕi ϕ > điện áp vượt trước dòng điện ϕ < điện áp chậm sau dòng điện ϕ = điện áp trùng pha dòng điện ϕ = ± π điện áp ngược pha với dòng điện gu ye n u,i Va n Khi: Th 3.Góc lệch pha điện áp dòng điện Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương u,i u u i t t d by N i ϕ0 pi u,i u,i om u u i C i t ϕ=0 t ϕ=±π Góc lệch pha điện áp dòng điện - 11 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT 4.Biểu diễn dòng điện điện áp xoay chiều hình sin vectơ Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG Giả sử cho giá trò tức thời dòng điện điện áp sau: i = I Sin(ωt + ϕ i ) u = U Sin(ωt + ϕ u ) - Độ lớn vectơ dòng điện điện áp trò hiêu dụng I U chúng Góc vectơ với trục Ox góc pha đầu I I ⊕ ϕi O x ϕu U c U Hãy biểu diễn dòng điện, điện áp vectơ góc lệch pha ϕ u i Biết : Ví dụ: ( ) i = 20 sin ωt − 10 [A] ( ) Lời giải: Dòng điện hiệu dụng: - Hiệu điện hiệu dụng: U = Im = 20 Um gu ye n Biểu diễn vectơ u i là: = 100 ⊕ N ϕ = 40 +10 = 500 -100 x I le d by = 100V 400 20A U 100V = 20 A Va I= n - Th u = 100 sin ωt + 40 [V ] om Cho dòng điện i1, i2 i3 hình vẽ, biết C Ví dụ: Góc lệch pha u i: ϕ = 40 + 10 = 50 pi - ( ) i1 = 16 sin ωt i2 = 12 sin ωt + 90 Tính dòng điện i3 i1 i3 i2 Lời giải: Áp dụng đònh luật Kiêcshôp nút ta có: i3 = i1 + i2 r r r I3 = I1 + I2 => I2 I3 ϕ I1 x - 12 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG I 1m 16 - Trò số hiệu dụng dòng i1 là: I = - Trò số hiệu dụng dòng i2 là: I = - Trò số hiệu dụng dòng i3 là: I = - Góc lệch pha i3 so với trục ngang Ox : tgϕ = = I 2m = 12 2 = 16 A = 12 A I 12 + I 22 = 16 + 12 = 20 A I 12 = = ,75 ⇒ ϕ = 36 ,87 I 16 ( Như trò số tức thời dòng điện i3 là: i = 20 sin ωt + 36 ,87 ) 2.2 Mạch điện nối tiếp 1.Mạch điện trở R Dòng điện chạy qua R là: i R = i = I m Sinωt - Điện áp hai đầu điện trở là: u R = U m Sinωt - Hiệu điện cực đại: U m = I m R Th - gu ye n Va n U = I R - Hiệu điện hiệu dụng: Như hiệu điện hai đầu điện trở pha với dòng điện chạy qua điện trở Đồ thò vectơ dòng điện điện áp mạch trở hình vẽ: I Một bàn ủi điện có điện trở R = 48,4Ω, điện áp cấp cho bàn ủi điện điện áp xoay chiều có U = 220V Tính trò số dòng điện hiệu dụng I công suất điện mà bàn ủi tiêu thụ Vẽ đồ thò vectơ dòng điện i điện áp u Lời giải: U 220 = ,54 A Trò số hiệu dụng dòng điện: I = = R 48 ,4 d by N Ví dụ: U om pi le Công suất điện mà bàn ủi tiêu thụ là: P = R I = 48 ,4.4 ,54 = 1000W Do bàn ủi điện thiết bò điện coi trở nên góc lệch pha dòng điện qua điện áp cung cấp cho Do đồ thò vectơ vẽ sau: C Ibàn ủi Ubàn ủi 2.Mạch điện cảm L - Dòng điện chạy qua cuộn dây là: i L = i = I m Sinωt - π⎞ ⎛ Điện áp hai đầu cuộn dây là: u L = U m Sin⎜ ωt + ⎟ 2⎠ ⎝ U m = I m Z L Hiệu điện cực đại: - Hiệu điện hiệu dụng: - U = I Z L - 13 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Trong : Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG + ZL tổng trở cuộn dây, Z L = L ω , đơn vò Ω + L điện cảm cuộn dây, đơn vò Henry, ký hiệu H + ω vận tốc góc, đơn vò Rad/s Như hiệu điện hai đầu cuộn dây nhanh pha so với dòng điện chạy qua cuộn dây góc π/2 Đồ thò vectơ dòng điện điện áp mạch cảm hình vẽ: UL IL Ví dụ: Một cuộn dây điện cảm (bỏ qua giá trò điện trở cuộn dây) có L = 0,015H đóng π⎞ ⎛ vào nguồn điện có điện áp u = 100 sin⎜ 314 t + ⎟V 3⎠ ⎝ Um = 2 = 100V U 100 = = 21 ,23 A Z L ,71 Va Trò số hiệu dụng dòng điện: I = 100 n Hiệu điện hiệu dụng: U = Th Tìm giá trò dòng điện tức thời i Vẽ đồ thò vectơ dòng điện điện áp Lời giải: Tổng trở cuộn dây: Z L = L ω = ,015.314 = ,71Ω gu ye n Do mạch cảm góc lệch pha u i +900, góc lệch pha π π π π dòng điện so với trục ngang Ox: ϕ = ϕ u − ϕ i ⇒ ϕ i = ϕ u − = − = − π⎞ ⎛ i = 21 ,23 sin⎜ 314 t − ⎟ 6⎠ ⎝ Đồ thò vectơ vẽ sau: by N => U le d π pi om ϕi = π − π =− π x C I 3.Mạch điện dung C - Dòng điện chạy qua tụ điện là: - Điện áp hai đầu tụ điện là: - Hiệu điện cực đại: π⎞ ⎛ uC = U m Sin⎜ ωt − ⎟ 2⎠ ⎝ U m = I m Z C - Hiệu điện hiệu dụng: U = I Z C Trong : i C = i = I m Sinωt , đơn vò Ω C ω + C điện dung tụ điện, đơn vò Fara, ký hiệu F 1F = 106μF; 1F = 109nF; 1F = 1012pF + ZC tổng trở cuộn dây, Z C = - 14 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG Như hiệu điện hai đầu tụ điện chậm pha so với dòng điện chạy qua tụ điện góc π/2 Đồ thò vectơ dòng điện điện áp mạch dung hình vẽ: IC UC Cho tụ điện có giá trò điện dung C = 2.10-3F, dòng điện chạy qua tụ có giá trò tức thời π⎞ ⎛ i = 100 sin⎜ 314 t + ⎟ A 4⎠ ⎝ Ví dụ: Tìm giá trò điện áp tức thời u Vẽ đồ thò vectơ dòng điện điện áp Lời giải: 1 = = ,59Ω Tổng trở tụ điện: Z C = C ω 2.10 − 314 Im = 100 = 100 A = 100.1 ,59 = 159V Th Trò số hiệu dụng dòng điện: I = Trò số hiệu dụng điện áp: U = I Z C Do mạch dung góc lệch pha u i -900, góc lệch pha Va n điện áp so với trục ngang Ox: ϕ = ϕ u − ϕ i ⇒ ϕ u = ϕ i − gu ye n π⎞ ⎛ u = 159 sin⎜ 314 t − ⎟ => 4⎠ ⎝ Đồ thò vectơ vẽ sau: N π − π =− π I π ϕi = by = π − π =− π x pi le d U C om 4.Mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp π - Dòng điện chạy mạch : - Điện áp hai đầu tụ điện là: u = u R + u L + uC - Hiệu điện cực đại: U m = I m Z i R = i L = i C = i = I m Sinωt Đồ thò vectơ dòng điện điện áp mạch R,L,C mắc nối tiếp hình vẽ: UL U = UR + UL + UC UL + UC ϕ UR I UC - 15 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG Trong : + Z tổng trở toàn mạch, đơn vò Ω Z= R + (Z L − Z C )2 + ϕ góc lệch pha u i tgϕ = Ví dụ: U L − UC Z I − Z C I Z L − Z C ⎛ Z − ZC ⎞ = L = ⇒ ϕ = arctg⎜ L ⎟ UR R I R R ⎝ ⎠ Th Cho mạch điện hình vẽ, cho biết điện áp đầu cực nguồn u = 10 sin ωt Tính trò hiệu dụng điện áp phần tử R, L C Tìm giá trò dòng điện tức thời i chạy mạch Vẽ đồ thò vectơ dòng điện i điện áp u Um = 10 gu ye n Trò hiệu dụng điện áp: U = R + (Z L − Z C ) = 75 + (25 − 60 ) = 82 ,76 Ω Va Tổng trở toàn mạch: Z = n Lời giải: 2 = 10V U 10 = = ,12 A Z 82 ,76 = R I = 75.0 ,12 = 9V Trò hiệu dụng dòng điện chạy toàn mạch: I = N Điện áp phần tử điện trở R: U R by Điện áp phần tử cuộn dây L: U L = Z L I = 25.0 ,12 = 3V C om pi le d Điện áp phần tử tụ điện C: U C = Z C I = 60.0 ,12 = ,2V Z − ZC 25 − 60 = = −0 ,46 ⇒ ϕ = −24 ,7 ≈ −25 Góc lệch pha u i: tgϕ = L R 75 Đồ thò vectơ dòng điện điện áp: ( Dòng điện tức thời chạy mạch chính: i = ,121 sin ωt + 25 ) - 16 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG Cho mạch điện hình vẽ Điện áp đầu cực nguồn U = 20V Tính dòng điện mạch tần số là: a) f = 1kHz b) f = 2kHz Ví dụ: Lời giải: a) Khi f = 1kHz Tổng trở cuộn dây: Z L = L ω = L 2.π f = 100.10 −3 2.3 ,14.10 = 628Ω Tổng trở tụ điện: ZC = 1 = = = 7961 ,78 Ω − C ω C 2.π f ,02.10 2.3 ,14.10 R + (Z L − Z C ) = 3300 + (628 − 7961 ,78 ) = 8042 ,03Ω Z L = L ω = L 2.π f = 100.10 −3 2.3 ,14.2.10 = 1256 Ω gu ye n b) Khi f = 2kHz Tổng trở cuộn dây: U 20 = = ,48.10 − A Z 8042 ,03 Va Giá trò hiệu dụng dòng điện: I = n Z= Th Tổng trở toàn mạch: Tổng trở tụ điện: ZC = 1 = = = 3980 ,89 Ω − C ω C 2.π f ,02.10 2.3 ,14.2.10 Tổng trở toàn mạch: N Z = R + (Z L − Z C ) = 3300 + (1256 − 3980 ,89 ) = 4279 ,6 Ω by Giá trò hiệu dụng dòng điện: I = Cho mạch điện hình vẽ, biết I = 0,2mA, tần số dòng điện f = 10kHz a) Xác đònh điện áp U, UR UL Vẽ đồ thò vectơ mạch b) Thay L C, cho biết dòng điện I có trò số không đổi Xác đònh C vẽ đồ thò vectơ mạch trường hợp C om pi le d Ví dụ: U 20 = = ,67.10 − A Z 4279 ,6 Lời giải: a) Mạch RL nối tiếp Tổng trở cuộn dây: Z L = L ω = L 2.π f = 100.10 −3 2.3 ,14.10.10 = 6280 Ω Tổng trở toàn mạch: Z= R2 + ZL2 = (10.10 ) + 6280 = 11808 ,4 Ω Hiệu điện hiệu dụng toàn mạch: U = I Z = ,2.10 −3 11808 ,4 = ,36V Hiệu điện hiệu dụng phần tử R: U R = I R = ,2.10 −3 10.10 = 2V Hiệu điện hiệu dụng phần tử L: U L = I Z L = ,2.10 −3 6280 = ,256V Z − ZC 6280 = = ,628 ⇒ ϕ = 32 ,12 Góc lệch pha u i: tgϕ = L R 10.10 - 17 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương NỘI DUNG Đồ thò vectơ mạch: U ϕ = 32,120 I UL UR a) Mạch RC nối tiếp U Theo giả thiết đề I không Z đổi, Z phải không đổi để đảm bảo I không đổi Vậy Z = 11808,4Ω Trò hiệu dụng dòng điện chạy mạch là: I = R2 + ZC Từ công thức tính tổng trở toàn mạch: Z = ) Th ( Z C = Z − R = 11808 ,4 − 10.10 => Từ công thức tính tổng trở tụ điện: n ZC = = 6279 ,99Ω 1 = C ω C 2.π f Va 1 = = ,53.10 − F = ,53 nF Z C 2.π f 6279 ,99.2.3 ,14.10.10 Z − Z C − 6279 ,99 = = ,628 ⇒ ϕ = −32 ,12 Góc lệch pha u i: tgϕ = L R 10.10 => gu ye n C= Đồ thò vectơ mạch: N UR I by ϕ = -32,120 pi le d U Là công suất điện trở R tiêu thụ, đặc trưng cho trình biến đổi lượng điện thành dạng lượng khác nhiệt năng, quang năng, năng, … Công thức tính công suất tác dụng P: C om 2.3.Công suất dòng điện hình sin 1.Công suất tác dụng P UC P = UI cos ϕ P = I R - Đơn vò U [V] - Đơn vò I [A] - Đơn vò P Watt, ký hiệu W, 1kW = 1000W Với cos ϕ hệ số công suất Có cách tính cos ϕ : R - Cách 1: cos ϕ = , Z tổng trở toàn mạch Z - Cách 2: dùng đồ thò vectơ xác đònh góc lệch ϕ pha u i, từ tính cos ϕ 2.Công suất phản kháng Q Để đặc trưng cho cường độ trình trao đổi, tích lũy lượng điện từ trường mạch điện người ta đưa khái niệm công suất phản kháng Q Q gồm có công suất phản kháng cuộn dây QL công suất phản kháng tụ điện QC Công thức tính công suất phản kháng Q: Q = UI sin ϕ - Với sin ϕ = ± − cos ϕ Q = Q L + QC = I Z L − I Z C Đơn vò Q [VAR], 1kVAR = 1000VAR - 18 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT 3.Công suất biểu kiến S Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG Để đặc trưng cho trình tiêu thụ biến đổi lượng điện sang dạng lượng khác (công suất tác dụng) trình trao đổi, tích lũy lượng điện từ trường mạch (công suất phản kháng) người ta đưa khái niệm công suất biểu kiến S Công thức tính công suất biểu kiến S: S= = P2 +Q2 = (UI cos ϕ ) + (UI sin ϕ )2 (UI )2 (cos ϕ + sin ϕ ) = UI - Đơn vò S [VA], 1kVA = 1000VA Để đo công suất tác dụng P, người ta thường dùng oát kế Hệ số công suất tiêu kỹ thuật quan trọng, có ý nghóa lớn mặt kinh tế Ví dụ: máy phát điện có công suất đònh mức Sđm = 10.000kVA, hệ số công suất tải cosϕ = 0,5, công suất tác dụng máy phát cho tải P = Sđmcosϕ = 10000.0,5 = 5000kW Nếu cosϕ = 0,9, công suất tác dụng máy phát cho tải P = Sđmcosϕ = 10000.0,9 = 9000kW Như hệ số công suất cosϕ ảnh hưởng lớn đến công suất tác dụng Để nâng cao hệ số công suất dùng tụ điện mắc song song với tải hình vẽ: Va n Th 4.Đo công suất tác dụng P 2.4.Nâng cao hệ số công suất Chương N gu ye n Khi chưa bù hệ số công suất mạch cosϕ1 Khi bù hệ số công suất mạch cosϕ Công thức tính giá trò tụ C: P (tgϕ − tgϕ ) C= ωU Một tải gồm R = 6Ω, ZL = 8Ω mắc nối tiếp, nguồn cấp cho mạch có U = 220V, tần số lưới f = 50Hz C om pi le d by Ví dụ: a) Tính dòng điện I1, công suất P, Q, S hệ số công suất cosϕ1 tải b) Tính giá trò tụ điện C mắc song song với tải để nâng cao hệ số công suất cosϕ lên 0,93 Lời giải: a) Tổng trở tải: Z = R + Z L2 = + = 10 Ω Hệ số công suất cosϕ1: cos ϕ = R = = ,6 Z 10 U 220 = = 22 A Z 10 Công suất tác dụng tải: P = U I cos ϕ = 220.22.0 ,6 = 2904W Dòng điện tải: I = Công suất phản kháng tải: sin ϕ = − cos ϕ = − ,6 = ,8 => Q = U I sin ϕ = 220.22.0 ,8 = 3872VAR Công suất biểu kiến tải: S = U I = 220.22 = 4840VA - 19 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG b)Tính C cos ϕ = ,6 ⇒ tgϕ = ,33 cos ϕ = ,93 ⇒ tgϕ = ,39 C= => = (tgϕ − tgϕ ) = 2904 2.3 ,14.50.220 P 2.π f U (tgϕ − tgϕ ) (1 ,33 − ,39 ) = ,79.10 −4 F U 100 = = 10 A ZC 10 N IC = n Lời giải: Dòng điện nhánh: U 100 = 10 A IR = = R 10 U 100 IL = = = 20 A ZL Th Cho mạch điện hình vẽ Hãy tính dòng điện nhánh, công suất P, Q, S hệ số công suất cosϕ mạch Va 1.Giải phương pháp đồ thò vectơ ω U gu ye n 2.5.Phương pháp giải mạch điện xoay chiều hình sin Ví dụ: P C om pi le d by Vẽ đồ thò vectơ mạch sau: Áp dụng đònh luật Kiêcshôp nút A: r r r r I − I R − I L − IC = r r r r I = I R + I L + IC => r r Mun vectơ I L + I C là: 20 A − 10 A = 10 A r Từ đồ thò vectơ tơ tính môđun vectơ I : I = 10 + 10 = 14 ,14 A Công suất tác dụng tải: P = U I cos ϕ = 100.14 ,14 cos 45 = 1000W Công suất phản kháng tải: Q = U I sin ϕ = 100.14 ,14 sin 45 = 1000VAR Công suất biểu kiến tải: S = U I = 100.14 ,14 = 1414VA - 20 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT 2.Giải phương pháp công suất Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG Dòng điện nhánh: U 100 IR = = = 10 A R 10 U 100 = = 20 A IL = ZL IC = U 100 = = 10 A ZC 10 Công suất tác dụng tải: P = R I = 10.10 = 1000W Công suất phản kháng tải: Q = Q L + QC = Z L I L2 − Z C I C2 = 5.20 − 10.10 = 1000VAR S = U I P = S cos ϕ P 1000 cos ϕ = = = ,707 => S 1414 Dòng điện chạy mạch chính: S = U I S 1414 I= = = 14 ,14 A U 100 => C om pi le d by N gu ye n Va => n Hệ số công suất: P = U I cos ϕ Th P + Q = 1000 + 1000 = 1414VA Công suất biểu kiến tải: S = - 21 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương ) n ( ( ) i = 10 sin ωt − 15 u = 200 sin ωt + 25 Hãy xác đònh giá trò cực đại hiệu dụng dòng điện điện áp nhánh mạch Xác đònh góc pha đầu dòng điện điện áp Xác đònh góc lệch pha dòng điện điện áp Cho biết nhánh mạch có tính chất cảm kháng hay dung kháng? Hãy biểu diễn dòng điện điện áp vectơ 2.9 Cho mạch điện RL nối tiếp, R = 57Ω; ZL = 100Ω Nguồn điện cấp cho mạch có U = 230V Tính I, UR , UL , cosϕ, P, Q mạch Xác đònh góc lệch pha u i 2.10 Một nguồn điện có tần số f = 10kHz cung cấp điện cho mạch RL mắc nối tiếp có R = 10kΩ L = 100mH Xác đònh giá trò điện áp nguồn để dòng điện chạy mạch 0,2mA 2.11 Một nguồn điện U = 15V, tần số f = 10kHz cung cấp điện cho mạch RC mắc nối tiếp có R = 1kΩ C = 0,005μF Tính I, cosϕ, UR, UC, P, Q Xác đònh góc lệch pha u i 2.12 Một nguồn điện có điện áp U, cung cấp điện cho mạch RC nối tiếp có R = 15Ω ZC = 20Ω Biết công suất tác dụng mạch điện P = 240W Tính I, UR , UC , U, cosϕ, Q Xác đònh góc lệch pha u i 2.13 Cho mạch điện hình vẽ, biết UL = 150V C om pi le d by N gu ye n Va CÂU HỎI ÔN TẬP Th NỘI DUNG 2.1 Dòng điện xoay chiều hình sin gì? Biểu thức trò số tức thời, trò số hiệu dụng dòng điện? Ý nghóa trò số hiệu dụng? 2.2 Đònh nghóa góc pha đầu ϕi, ϕu, góc lệch pha ϕ Đại lượng phụ thuộc vào việc chọn gốc tọa độ? Đại lượng phụ thuộc vào thông số R, X mạch? 2.3 Hãy viết biểu thức điện áp u vẽ đồ thò vectơ cho mạch sau: - Mạch có R - Mạch có L - Mạch có C - Mạch RL nối tiếp - Mạch RC nối tiếp - Mạch LC nối tiếp - Mạch RLC nối tiếp 2.4 Biểu thức tính công suất tác dụng P? P công suất tiêu thụ phần tử mạch điện? Ý nghóa công suất tác dụng P? Đơn vò P? 2.5 Biểu thức tính công suất phản kháng Q? Q công suất tiêu thụ phần tử mạch điện? Ý nghóa công suất phản kháng Q? Đơn vò Q? 2.6 Biểu thức tính công suất biểu kiến S? Ý nghóa công suất biểu kiến S? Đơn vò S? 2.7 Nêu cách biểu diễn dòng điện điện áp xoay chiều hình sin vectơ 2.8 Biểu thức tức thời dòng điện điện áp nhánh mạch điện Tính I1, I2, I3, I, P, Q , cosϕ mạch điện - 22 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG 2.14 Cho mạch điện hình vẽ, biết I3 = 50A CÂU HỎI ÔN TẬP gu ye n Va n Th a) Tính UAB; I1; I2; I4; P; Q; S; cosϕ; U mạch b) Xác đònh phần tử (R, ZL ZC) mắc nối tiếp vào nhánh dòng điện I4 = Tính trò số phần tử dòng điện I,U,P,Q ,S, cosϕ trường hợp 2.15 Cho cuộn dây có R = 4Ω, ZL = 25 mắc nối tiếp với tụ điện có ZC = 22Ω đấu vào nguồn U = 220V a) Tính I, QL , QC , Q , cosϕ mạch b) Tính điện áp đặt lên cuộn dây điện áp đặt lên tụ điện 2.16 Cho mạch điện hình vẽ Tính dòng điện I1, I2, I, UAB mạch C om pi le d by N 2.17 Một tải có R = 6Ω, ZL = 8Ω a) Tính hệ số công suất tải Tải đấu vào nguồn có U = 120V b) Tính công suất P, Q tải Để nâng cosϕ mạch điện lên người ta mắc thêm tụ song song với tải Tính công suất phản kháng QC tụ điện Tính giá trò điện dung C tụ điện, biết tần số nguồn điện f = 50Hz - 23 - [...]... Dòng điện chạy trong mạch chính: S = U I S 1414 I= = = 14 ,14 A U 100 => C om pi le d by N gu ye n Va => n Hệ số công suất: P = U I cos ϕ Th ai P 2 + Q 2 = 1000 2 + 1000 2 = 1414VA Công suất biểu kiến của tải: S = - 21 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Môn ĐIỆN GIA DỤNG Chương 2 ) n ( ( ) i = 10 2 sin ωt − 15 0 và u = 20 0 2 sin ωt + 25 0 Hãy xác đònh giá trò cực đại và hiệu dụng của dòng điện và điện. .. I = 100.14 ,14 = 1414VA - 20 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT 2. Giải bằng phương pháp công suất Chương 2 Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG Dòng điện trong các nhánh: U 100 IR = = = 10 A R 10 U 100 = = 20 A IL = ZL 5 IC = U 100 = = 10 A ZC 10 Công suất tác dụng của tải: P = R I 2 = 10.10 2 = 1000W Công suất phản kháng của tải: Q = Q L + QC = Z L I L2 − Z C I C2 = 5 .20 2 − 10.10 2 = 1000VAR S = U I P = S ... điện? Ý nghóa của công suất phản kháng Q? Đơn vò của Q? 2. 6 Biểu thức tính công suất biểu kiến S? Ý nghóa của công suất biểu kiến S? Đơn vò của S? 2. 7 Nêu cách biểu diễn dòng điện và điện áp xoay chiều hình sin bằng vectơ 2. 8 Biểu thức tức thời của dòng điện và điện áp của một nhánh mạch điện là Tính I1, I2, I3, I, P, Q , cosϕ của mạch điện - 22 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương 2 Môn ĐIỆN GIA. .. PHẠM KỸ THUẬT Chương 2 Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG b)Tính C cos ϕ 1 = 0 ,6 ⇒ tgϕ 1 = 1 ,33 cos ϕ = 0 ,93 ⇒ tgϕ = 0 ,39 C= => = (tgϕ 1 − tgϕ ) = 29 04 2. 3 ,14.50 .22 0 2 P 2. π f U 2 (tgϕ 1 − tgϕ ) (1 ,33 − 0 ,39 ) = 1 ,79.10 −4 F U 100 = = 10 A ZC 10 N IC = n Lời giải: Dòng điện trong các nhánh: U 100 = 10 A IR = = R 10 U 100 IL = = = 20 A ZL 5 Th ai Cho mạch điện như hình vẽ Hãy tính dòng điện các nhánh,... Xác đònh giá trò điện áp nguồn để dòng điện chạy trong mạch là 0,2mA 2. 11 Một nguồn điện U = 15V, tần số f = 10kHz cung cấp điện cho một mạch RC mắc nối tiếp có R = 1kΩ và C = 0,005μF Tính I, cosϕ, UR, UC, P, Q Xác đònh góc lệch pha giữa u và i 2. 12 Một nguồn điện có điện áp U, cung cấp điện cho một mạch RC nối tiếp có R = 15Ω và ZC = 20 Ω Biết công suất tác dụng của mạch điện P = 24 0W Tính I, UR ,... dòng điện và điện áp Xác đònh góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp Cho biết nhánh mạch trên có tính chất cảm kháng hay dung kháng? Hãy biểu diễn dòng điện và điện áp trên bằng vectơ 2. 9 Cho một mạch điện RL nối tiếp, R = 57Ω; ZL = 100Ω Nguồn điện cấp cho mạch có U = 23 0V Tính I, UR , UL , cosϕ, P, Q của mạch Xác đònh góc lệch pha giữa u và i 2. 10 Một nguồn điện có tần số f = 10kHz cung cấp điện cho... ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG 2. 14 Cho một mạch điện như hình vẽ, biết I3 = 50A CÂU HỎI ÔN TẬP gu ye n Va n Th ai a) Tính UAB; I1; I2; I4; P; Q; S; cosϕ; U của mạch b) Xác đònh phần tử nào của (R, ZL hoặc ZC) mắc nối tiếp vào nhánh 2 để cho dòng điện I4 = 0 Tính trò số phần tử ấy và dòng điện I,U,P,Q ,S, cosϕ trong trường hợp này 2. 15 Cho một cuộn dây có R = 4Ω, ZL = 25 mắc nối tiếp với tụ điện có ZC = 22 Ω đấu... có ZC = 22 Ω đấu vào nguồn U = 22 0V a) Tính I, QL , QC , Q , cosϕ của mạch b) Tính điện áp đặt lên cuộn dây và điện áp đặt lên tụ điện 2. 16 Cho mạch điện như hình vẽ Tính dòng điện I1, I2, I, UAB của mạch C om pi le d by N 2. 17 Một tải có R = 6Ω, ZL = 8Ω a) Tính hệ số công suất của tải Tải được đấu vào nguồn có U = 120 V b) Tính công suất P, Q của tải Để nâng cosϕ của mạch điện lên bằng 1 người ta mắc... i 2. 13 Cho một mạch điện như hình vẽ, biết UL = 150V C om pi le d by N gu ye n Va CÂU HỎI ÔN TẬP Th ai NỘI DUNG 2. 1 Dòng điện xoay chiều hình sin là gì? Biểu thức trò số tức thời, trò số hiệu dụng của dòng điện? Ý nghóa của trò số hiệu dụng? 2. 2 Đònh nghóa góc pha đầu ϕi, ϕu, góc lệch pha ϕ Đại lượng nào phụ thuộc vào việc chọn gốc tọa độ? Đại lượng nào phụ thuộc vào các thông số R, X của mạch? 2. 3... đồ thò vectơ ω U 2 gu ye n 2. 5.Phương pháp giải mạch điện xoay chiều hình sin Ví dụ: P C om pi le d by Vẽ đồ thò vectơ của mạch như sau: Áp dụng đònh luật Kiêcshôp 1 tại nút A: r r r r I − I R − I L − IC = 0 r r r r I = I R + I L + IC => r r Mun của 2 vectơ I L + I C là: 20 A − 10 A = 10 A r Từ đồ thò vectơ tơ tính được môđun của vectơ I : I = 10 2 + 10 2 = 14 ,14 A Công suất tác dụng của tải: P = ... vectơ 2. 8 Biểu thức tức thời dòng điện điện áp nhánh mạch điện Tính I1, I2, I3, I, P, Q , cosϕ mạch điện - 22 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG 2. 14 Cho mạch điện. .. − ,6 = ,8 => Q = U I sin ϕ = 22 0 .22 .0 ,8 = 3872VAR Công suất biểu kiến tải: S = U I = 22 0 .22 = 4840VA - 19 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Chương Môn ĐIỆN GIA DỤNG NỘI DUNG b)Tính C cos ϕ =... dụng dòng i1 là: I = - Trò số hiệu dụng dòng i2 là: I = - Trò số hiệu dụng dòng i3 là: I = - Góc lệch pha i3 so với trục ngang Ox : tgϕ = = I 2m = 12 2 = 16 A = 12 A I 12 + I 22 = 16 + 12 = 20