Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

PHẦN 1: KỸ THUẬT ĐIỆN Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản.. Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản.. 1.1 Các đại lượng đặc trưng năng lượng trong mạc

KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BM Cơ Điện Tử

Khoa CKM

GVGD: Cái Việt Anh Dũng

1 01/2015

PHẦN 1: KỸ THUẬT ĐIỆN

Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật

cơ bản

Chương 2: Mạch điện hình sin 1 pha

Chương 3: Các phương pháp giải mạch điện

Chương 4: Mạch điện xoay chiều 3 pha

2 01/2015

Chương 1: Tổng quan về mạch

điện, các định luật cơ bản

1.1 Các đại lượng đặc trưng năng lượng

trong mạch điện

1.2 Các phần tử cơ bản của mạch điện

1.3 Các định luật cơ bản của mạch điện

1.4 Bài tập

3 01/2015

Mục tiêu chương 1:

• Nắm được các khái niệm cơ bản về mạch điện

• Định nghĩa được các phần tử và các đại lượng cơ bản của mạch điện

• Nhận biết được các kí hiệu trong mạch điện

• Phát biểu được các Định luật cơ bản của mạch điện: Định luật Ohm, định luật Kirchhoff 1,2

• Áp dụng các kiến thức và định luật trên để giải bài tập

4 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.0 Khái niệm về mạch điện

• Mạch điện là một mạch vòng hình thành liên tục (không gián

đoạn) bởi các vật dẫn, cho phép dòng electrons đi qua một cách liên tục, không có điểm mở đầu và không có điểm kết thúc

• Mạch điện gián đoạn (hở mạch) khi các vật dẫn không tạo thành mạch vòng khép kín và các electron không thể di chuyển liên tục qua chúng

5 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.0 Khái niệm về mạch điện

6 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.1 Các đại lượng đặc trưng năng lượng trong mạch điện

• Đặc trưng bởi 3 đại lượng sau : dòng điện, điện áp và công

suất

7 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

Trong đó: φA: điện thế tại điểm A [V]

φB: điện thế tại điểm B [V]

UAB: hiệu điện thế giữa A và B, [Volt], [V]

Qui ước: Chiều điện áp là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp

9 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.1.3 Công suất

• Công suất P là đại lượng đặc trưng cho khả năng thu và phát năng lượng điện trường của dòng điện

• Công suất được định nghĩa là tích số của dòng điện và điện áp:

P = U.I

Trong đó : [U]=[V] ; [I] = [A] ; [P] = [W]

 Lưu ý: Đối với mạch điện xoay chiều, công thức tính công suất tác dụng như sau: P = U.I.cosφ

Trong đó: U : là điện áp hiệu dụng [V]

I : là dòng điện hiệu dụng [A]

cosφ: là hệ số công suất,

φ = ψu – ψi (với ψu là góc pha đầu của điện áp và ψi là góc pha đầu của dòng điện)

10 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.2 Các phần tử cơ bản của mạch điện

I.2 Các phần tử cơ bản của mạch điện

I.2.2 Tải

I.2.2.1 Điện trở R (Ω) I.2.2.2 Cuộn dây L (H) I.2.2.3 Tụ điện C (F)

13 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.2.2.2 Cuộn dây

• Đặc trưng cho khả năng tạo nên từ trường của phần tử mạch

điện

• Ký hiệu: L: Điện cảm của cuộn dây

• Đơn vị: [H] (Henry)

• Quan hệ giữa dòng và áp của cuộn dây: u = L*di/dt

Trong đó: i là dòng điện đi qua cuộn dây [A]

u: là điện áp đặt giữa 2 đầu cuộn dây [V]

16 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.2.2.2 Tụ điện

• Đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng lượng điện trường

• Ký hiệu: C: điện dung của tụ điện

• Đơn vị: [F] Farad

• Quan hệ giữa dòng và áp của tụ điện: i=C*du/dt

Trong đó: I là dòng điện đi qua tụ điện [A]

u: là điện áp đặt giữa 2 đầu tụ điện [V]

17 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.3 Các định luật cơ bản của mạch điện

I.3.1 Định Luật Ohm (xem phần 1.2.2.1 Điện trở)

I.3.2 Định Luật Kirchhoff 1

I.3.3 Định Luật Kirchhoff 2

18 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

I.3.2 Định Luật Kirchhoff 1

19 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

Tổng giá trị đại số của dòng điện tại 1 điểm = 0

Lưu ý: Nếu ta quy ước dòng điện đi vào mang dấu + thì dòng

điện đi ra mang dấu – và ngược lại

I.3.3 Định Luật Kirchhoff 2

20 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

Tổng giá trị đại số điện áp của các phần tử trong một vòng kín

 Câu hỏi:

1 Công thức tính cường độ dòng điện dựa trên lượng điện tích?

2 Chiều quy ước của dòng điện?

3 Công thức tính điện áp giữa hai điểm A và B dựa trên điện thế mỗi điểm?

4 Chiều quy ước của điện áp?

5 Công thức tính công suất mạch điện một chiều, xoay chiều?

21 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

 Câu hỏi:

6 Ký hiệu nguồn áp, nguồn dòng (độc lập)

7 Ký hiệu của điện trở, đơn vị?

8 Ký hiệu của cuộn dây, đơn vị?

9 Công thức phụ thuộc dòng và áp của cuộn dây?

10 Ký hiệu của tụ điện, đơn vị?

11 Công thức phụ thuộc dòng và áp của tụ điện?

12 Phát biểu định luật Ohm?

13 Phát biểu định luật Kirchoff 1 và Kirchoff 2?

22 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

 BT 1.1: Xác định các giá trị cường độ dòng điện trong mạch cho như hình:

ĐS: [30A, 35A, -90A, 105A, 80A]

 BT 1.2: Xác định giá trị E?

23 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

 BT 1.3: Xác định dòng lần lượt qua điện trở 2Ω, 4Ω, 1Ω?

ĐS: [0.857A, 0.571A, 0.286A]

 BT 1.4: Xác định dòng lần lượt qua điện trở 0.5Ω, 2Ω, 5Ω?

ĐS: [6.52A, 6.37A, 0.15A]

24 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

 BT 1.7: Xác định dòng lần lượt qua điện trở 2Ω, 14Ω, 32Ω, 11Ω, 3Ω?

ĐS: [5A, 3 A, 1 A, 4 A, 4 A]

 BT 1.8: Xác định dòng lần lượt qua điện trở 3Ω, 10Ω, 2Ω?

ĐS: [2.715 A, 7.410 V, 3.948 V]

26 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản

 BT 1.13: Tính công suất tiêu thụ trên R?

ĐS: [84 W]

29 01/2015 Chương 1: Tổng quan về mạch điện, các định luật cơ bản