Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản

Đề cương giảng thực hành mạch điện ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG MƠN: THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN Bài 1: MẠCH ĐIỆN VÀ MÔ HÌNH 1.1: Mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bò điện nối với dây dẫn tạo thành vòng kín để dòng điện chạy qua Mạch điện gồm ba phần bản: Nguồn điện, phụ tải dây dẫn Ví dụ: Sơ đồ mạch điện đơn giản Rd + _ E I ro Rt Hình 1-1 * Nguồn điện: Là thiết bò biến đổi dạng lượng năng, hóa v.v… thành điện Ví dụ: Máy phát điện, pin, ắc qui v.v… + - Ký hiệu: E E _ + _ r0 r0 Hình 1-2 Trong đó: - E sức điện động nguồn điện, có chiều từ (-) nguồn (+) nguồn - ro điện trở nguồn (nội trở) - Dòng điện nguồn điện tạo có chiều trùng với chiều sức điện động E * Dây dẫn: Để dẫn dòng điện từ nguồn tới nơi tiêu thụ, thường dây đồng nhôm Trên sơ đồ thường ký hiệu Rd * Phụ tải : Là thiết bò tiêu thụ điện năng, biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang v.v… Ví dụ: Động điện, đèn điện, bàn điện v.v… Khi tính toán, phụ tải đèn điện, bàn điện v.v… biểu diễn điện trở R (Hình 1-3.a), phụ tải động điện biểu diễn điện trở r o nối tiếp với sức điện động E có chiều ngược với chiều dòng điện I chạy mạch (Hình 1-3.b) * Ngoài mạch điện có phần tử phụ trợ thiết bò đóng cắt ( Cầu dao, rơ le…), thiết bò bảo vệ( Cầu chì, áp tô mát…), thiết bò đo lường (Vôn kế, Ampe kế…) Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện 1.2: Các tượng cảm ứng điện từ Các tượng cảm ứng điện từ nhiều vẻ, tượng chỉnh lưu, biến áp, khuếch đại… Tuy nhiên xét theo quan điểm lượng trình điện từ mạch điện quy hai tượng lương : -Hiện tượng biến đổi lượng -Hiện tượng tích phóng lượng điện từ………………………………… 1.3: Hiện tượng biến đổi lượng Hiện tượng biến đổi lượng chia làm hai loại loại: -Hiện tượng nguồn : tượng biến đổi từ dạng lượng khác năng, hóa năng, nhiệt … thành lượng điện từ -Hiện tượng tiêu tán: tượng biến đổi lượng điện từ thành dạng lượng khác nhiệt, cơ, quang, hóa …tiêu tán không hoàn trở lại mạch 1.4: Hiện tượng tích phóng lượng điện từ Hiện tượng tích phóng lượng điện từ tưởng lượng điện từ tích vào vùng không gian có tồn trường điện từ đưa từ vùng trở lại bên Để thuận tiện cho việc nghiên cứu người ta coi tồn trường điện từ thống gồm hai mặt thể hiện: + Trường điện trường từ Vì tượng tích phóng lượng điện từ gồm tượng tích phóng lượng trường từ tượng tích phóng lượng trường điện Bởi dòng điện trường điện có liên quan chặt chẽ với nên thiết bò điện xẩy hai tượng biến đổi tích phóng lượng thiết bò tưởng lượng xẩy mạch so với tưởng lượng + Ví dụ: Trong tụ điện, tượng lượng chủ yếu xẩy tượng tích phóng lượng trường điện, điện môi hai cực tụ có độ dẫn hữu hạn nên tụ xẩy tượng tiêu tán biến điện thành nhiệt Trong cuôn dây xẩy chủ yếu tượng tích phóng lượng trường từ Ngoài dòng điện dẫn gây tổn hao nhiệt dây dẫn cuộn dây nên cuộn dây xẩy tượng tiêu tán Trong cuộn dây xẩy tượng tích phóng lượng trường điện thường yếu bỏ qua tần số làm việc (và tốc độ biến thiên trường điện từ ) không lớn Trong điện trở thực ,hiện tượng chủ yếu xẩy tượng tiêu tán biến đổi lượng trường từ thành điện năng.nếu trường điện từ biến thiên không lớn lắm, bỏ qua dòng điện dòch (giữa vòng dây quấn lớp điện trở ) so với dòng điện dẫn bỏ qua sức điện động cảm ứng so với sụt áp điện trở, nói cách khác bỏ qua tượng tích phóng lượng điện từ Trong ăc qui xẩy nguồn biến đổi từ hóa sang điện năng, đồng thời xẩy tượng tiêu tán 1.5: Mô hình mạch điện Mô hình mạch dùng lý thuyết mạch điện, xây dựng từ phần tử mạch lý tưởng sau đây: 1.5.1: Phần tử điện trở : Là phần tử đặc trưng cho tượng tiêu tán lượng điện từ Kí hiệu phần tử điện R i + Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng u H ình 1-4 - Page Đề cương giảng thực hành mạch điện Quan hệ dòng áp hai cực phần tử điện trở dạng u=Ri R làmột thông số mạch điện đặc trương cho tượng tiêu tán lượng ,gọi điện trở I cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch 1.5.2: Phần tử điện cảm : Là phần tử đặc trương cho tượng tích phong lượng trường từ Kí hiệu: L i + u - H ình 1-5 di L thông dt số mạch điện đặc trưng cho tượng tích phong lượng trường từ gọi điện cảm 1.5.3: Phần tử điện dung: Là phần tử đặc trưng cho tượng tích phóng lượng trường điện Quan hệ dòng áp phần tử điện cảm thường có dạng u = L i C + u H ình 1-6 Quan hệ dòng điện điện áp thường có dạng i=Cdu/dt C gọi điện dung thông số mạch điện đặc trương cho tượng tích phóng lượng trường điện 1.5.4: Phần tử nguồn : Là phần tử đặc trưng cho tượng nguồn Phần tử nguồn gồm loại Phần tử nguồn áp phần tử nguồn dòng Phương trình trạng thài phần tử nguồn áp có dạng u (t) = e(t), đố e(t) không phụ thuộc dòng i(t) chảy qua phần tử gọi sức điện động Phương trình trạng thái phần tử nguồn dòng có dạng i (t) = j(t0 j(t) không phụ thuộc áp u(t) cực phần tử e(t) j(t) thông số mạch điện đặc trưng cho tượng nguồn, đo khả phát nguồn R, L, C, e, j thông số mạch điện, đặc trương cho chất trình điện từ ( tiêu tán, tích phóng lượng điện trường từ trường tượng nguồn) Các phần tử điện trở, điện cảm, điện dung, nguồn áp, nguồn dòng phần tử lý tưởng mạch điện Chúng phần tử cực, để tiện lợi xác mô hình phần tử thực có nhiều cực như: transistor, khuếch đại thuật toán, biến áp… Người ta xây dựng thêm phần tử lý tưởng nhiều cực như: phần tử nguồn phụ thuộc, phần tử có Z hỗ cảm, máy biến áp lý tưởng… 1.5.5: Phần tử thực Một phần tử thực mạch điện mô hình gần hay tập hợp nhiều phần tử mạch lý tưởng ghép nối với theo cách để mô tả gần hoạt động phần tử thực tế Hình mô hình phần tử thực điện trở, tụ điện, cuộn dây Các phần tử lý tưởng điện cảm L, điện dung C, điện trở R theo thứ tự phản ánh trình điện từ xẩy cuộn dây, tụ điện, điện trở thực Ngoài điều kiện cụ thể phải lưu ý đến trình phụ xẩy phần tử thực cách bổ sung thêm vào mô hình phần tử phụ tương ứng Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện Trong mô hình cuộn dây, phần tử điện cảm L đặc trương cho trình cuộn dây trình tích phóng lượng trường từ, nhiều trường hợp cần lưu ý đến điện trở r L phản ánh tổn hao lượng cuộn dây lõi thép tần số cao phải kể đến điện dung kí sinh vòng dây Mô hình tụ điện đa số trương hợp gồm phần tử điện dung C điện trở r C, phần tử điện dung phần tử quan trọng đặc trưng cho trình chủ yếu tụ điện trình tích phóng lượng trường điện, điện trở r C tính đến tổn hao điện môi Nếu tần số làm việc cao phải lưu ý đến điện cảm lC dây nối tần số cao mô hình điện trở thực phải lưu ý điến tham số điện cảm L r điện dung Cr mà đa số trường hợp bỏ qua Mỗi phần tử mạch lý tượng tương ứng với cách biểu diện hình học ví dụ: hình 1-7 R i + L i u + - u - j e C + u c) điệ n dung b) điện cảm a) điện trở i i i + + u + - d) nguồn áp u - e) nguồn dòng H ình 1-7 Mô hình phần tử thực mô tả hình học sở đồ gồm nhiều phần tử lý tưởng ghép nối với gọi sơ đồ thay sơ đồ tương đương phần tử thực sơ đồ nối dây phần tử thực vi dụ hình 1.2.6 sơ đồ thay điện trở, cuộn dây, tụ điện Bởi mạch điện trực gồm phần tử thực ghép nối với theo sơ đồ nối dây cụ thể 165 Mơ hình mạch điện.(tham khảo) 1.6.1 Phần tử điện trở Ta biết dòng điện dòng điện tích chuyển dời có hướng, di chuyển vật dẫn điện tích va chạm với phân tử, nguyên tử truyền bớt động cho chúng Đại lượng đặc trưng cho mức độ va chạm gọi điện trở vật dẫn Ký hiệu: R R = ρ l S Trong đó: - ρ điện trở suất vật dẫn (Ωmm2/m = 10-6Ωm) - l chiều dài (m) - S tiết diện (mm2) Vậy: Điện trở vật dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghòch với tiết diện phụ thuộc vào vật liệu làm nên vật dẫn Đơn vò: Ω (Ôm) Các ước số bội số Ω là: mΩ, µΩ, MΩ, KΩ 1Ω = 10-6MΩ Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện 1Ω = 10-3KΩ 1Ω = 103mΩ 1Ω = 106µΩ * Nghòch đảo điện trở gọi điện dẫn: g 1 S S g = = =γ R ρ l l Trong đó: - γ điện dẫn suất (Sm/mm2), γ = 1/ρ Điện dẫn suất phụ thuộc vào chất dẫn điện tứng vật liệu, điện dẫn suất lớn vật đẫn điện tốt Đơn vò: S (Simen) (1S = 1/Ω) 1.6.2 Phần tử điện cảm - Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên từ thông móc vòng ( ψ) cuộn dây thay đổi, tỷ số ψ/I số, gọi hệ số tự cảm hay điện cảm cuộn dây Ký hiệu: L ψ L= I Trong đó: - I dòng điện chạy qua cuộn dây (A) - ψ từ thông móc vòng cuộn dây(Wb) Đơn vò: H (Henry) Các ước số H là: mH, µH 1H = 103mH 1H = 106µH - Điện cảm đại lượng đặc trưng cho khả luyện từ cuộn dây (trao đổi tích lũy lượng từ trường cuộn dây) 1.6.3 Phần tử điện dung: Ta biết điện luôn tỷ lệ với điện tích gây điện trường Khi điện tích vật dẫn nhiễm điện tăng lên điện vật tăng theo, tỷ số điện tích điện vật số Tỷ số đặc trưng cho khả tích điện vật gọi điện dung vật dẫn Vậy: Điện dung vật dẫn đại lượng đo tỷ số điện tích vật dẫn điện nó, đại lượng đặc trưng cho khả tích điện vật dẫn Ký hiệu: C C= q ϕ Trong đó: - q điện tích vật dẫn ( C) - ϕ điện vật dẫn (V) - C điện dung vật dẫn Đơn vò: F (Fara) Các ước số F là: µF, nF, pF 1F = 106µF 1F = 109nF Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện 1F = 1012pF 1.6.4.Phần tử nguồn: Bao gåm tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ®iƯn ®Ĩ biÕn ®ỉi c¸c d¹ng n¨ng lỵng kh¸c nh: C¬ n¨ng, ho¸ n¨ng, nhiƯt n¨ng, thủ n¨ng thµnh ®iƯn n¨ng VÝ dơ : + Pin, ¾c quy: BiÕn ®ỉi ho¸ n¨ng thµnh ®iƯn n¨ng + M¸y ph¸t ®iƯn: BiÕn ®ỉi c¬ n¨ng thµnh ®iƯn n¨ng + Pin mỈt trêi biÕn ®ỉi n¨ng lỵng bøc x¹ cđa mỈt trêi thµnh ®iƯn n¨ng KÝ hiƯu: E, e Đơn vò : V (Vôn) Các ước số bội số V là: µV, mV, KV, MV µV = 10-6V 1mV = 10-3V 1KV = 103V 1MV = 106V Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện Bài CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN 2.1 Dòng điện chiều quy ước dòng điện * Khái niệm Trong vật dẫn (kim loại hay dung dòch điện ly), phần tử điện tích (điện tử tự do, ion +, ion -) chuyển động nhiệt theo hướng số phần tử trung bình qua đơn vò tiết diện thẳng vật dẫn Khi đặt vật dẫn điện trường, tác dụng lực điện trường làm cho điện tích chuyển dời thành dòng, điện tích +q chuyển dòch từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp, điện tích –q dòch chuyển ngược lại, tạo thành dòng điện Vậy: Dòng điện dòng chuyển dời có hướng điện tích tác dụng lực điện trường * Chiều dòng điện: Qui ước chiều dòng điện trùng chiều dòch chuyển điện tích (+) Nghóa mạch ngoài, dòng điện từ nơi điện cao đến nơi điện thấp * Điều kiện để có dòng điện: Hai đầu dây dẫn hay vật dẫn phải có hiệu điện ( điện áp) Thiết bò trì điện áp nguồn điện Vậy muốn trì dòng điện vật dẫn phải nối chúng với nguồn điện (pin, ăc qui, máy phát…) 2.2 Cường độ dòng điện: Đại lượng đặc trưng cho độ lớn dòng điện gọi cường độ dòng điện - Kí hiệu: I Cường độ dòng điện lượng điện tích dòch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn đơn vò thời gian I= q t Trong đó: q: điện tích qua tiết diện thẳng (C) t : thời gian (s) - Đơn vò: A(Ampe) Các ước số bội số A là: µA, mA, KA, MA µA = 10-6A 1mA = 10-3A 1KA = 103A 1MA = 106A - Nếu lượng điện tích di chuyển qua vật dẫn không theo thời gian tạo dòng điện có cường độ thay đổi(dòng điện biến đổi) ∆q ∆t - Nếu lượng điện tích di chuyển qua vật dẫn theo hướng đònh, với tốc độ không đổi tạo dòng điện chiều(dòng điện chiều) Dòng điện chiều dòng điện có chiều trò số không đổi theo thời gian 2.3 MËt ®é dßng ®iƯn Mật độ dòng điện trị số dòng điện đơn vị diện tích Ký hiệu: J Đơn vị: A/ mm2 I= Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện Bài CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG 3.1 Nguồn áp ghép nối tiếp - Thực cần tăng điện áp cung cấp cho tải - Giả sử có n nguồn giống (E, r0), ghép nối tiếp nguồn (Hình – 8.a): Ebộ = n.E r0bộ = n r0 +E+ - +- +- E + … U A + + - + B A a - U B b Hình - 3.2 Nguồn dòng ghép song song - Thực cần tăng dòng điện cung cấp cho tải Giả sử có n nguồn giống (E, r0), ghép song song nguồn (Hình –8b) r0 Ebộ = E r0bộ = n 3.3 Điện trở ghép nối tiếp, song song 3.3.1 Ghép nối tiếp (ghép không phân nhánh) Là cách ghép cho có dòng điện chạy qua phần tử (Hình 1– 10.a) R1 I + R1 … R2 U Rn I - a) + A - Dòng điện:) I = I1 = I2 = … = In - Điện áp: U = U1 + U2 + … + Un - Điện trở: R = R1 + R2 + … + Rn Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng R2 b U Rn B Hình – 10 Page Đề cương giảng thực hành mạch điện 3.3.2 Ghép song song (ghép phân nhánh) Là cách ghép cho tất phần tử đặt vào điện áp (Hình – 10.b) - Điện áp: U = U1 = U2 = … = Un - Dòng điện: I = I1 + I2 + … + In - Điện trở: n 1 1 = + + + =∑ R R1 R2 Rn i =1 Ri * Bài tập: Có ba nguồn điện có E = 1.5 V, r o = 1Ω, cần ghép nối tiếp nguồn điện? Khi cần ghép song song nguồn điện? Hãy tính nguồn tổng trường hợp? * Ngoài đấu hỗn hợp điện trở - Là kết hợp đấu nối tiếp đấu song song Ví dụ: Có ba điện trở R1, R2, R3, thực đấu hỗn hợp Hình – 11.a R2 R1 R3 a) R1 R23 b) Hình - 11 * Cách giải: + Đưa mạch điện phân nhánh mạch điện không phân nhánh cách thay nhánh song song nhánh có điện trở tương đương ( Hình 1- 11.b) + p dụng đònh luật Ôm cho mạch không phân nhánh để tìm dòng điện mạch + Tìm dòng điện nhánh 3.4 Biến đổi – tam giác (Υ - ∆) - Đấu (Υ): cách đấu điện trở có đầu đấu chung, đầu lại đấu với điểm khác mạch (Hình – 12.a) A A RA C RAB RCA RB RC a C B RBC B b Hình 1-12 Hình - 14 Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page Đề cương giảng thực hành mạch điện - Đấu tam giác (∆): cách đấu điện trở thành tam giác kín, cạnh tam giác điện trở, đỉnh tam giác nút mạch điện nối tới nhánh khác mạch điện (Hình – 12.b) Trong nhiều trường hợp việc thay đổi điện trở đấu hình tam giác thành điện trở đấu hình tương đương ngược lại làm cho việc phân tích mạch điện dễ dàng Điều kiện để biến đổi không làm thay đổi dòng điện, điện áp phần mạch điện lại R R 3.4.1 Biến đổi – tam giác (Υ - ∆) R AB = R A + R B + A B RC - Công thức biến đổi từ hình sang hình tam giác: 3.4.2 Biến đổi tam giác - ( ∆ - Y) - Công thức biến đổi từ hình tam giác sang hình sao: RA = R AB R CA R AB + R BC + R CA RB = R BC R AB R AB + R BC + R CA RC = R CA R BC R AB + R BC + R CA R BC = R B + RC + R B RC RA RCA = RC + R A + RC R A RB *Trường hợp điện trở nhau: RY = RB = RC = RA; R∆ = RBC = RCA = RAB - Đối với mạch chuyển đổi từ sang tam giác ta có: R∆ = RY - Đối với mạch chuyển đổi từ tam giác sang ta có: B R RΥ = ∆ * Bài tập 1: Cho mạch điện hình vẽ: Hình - 13 Biết E = 4,4 V, R1 = 20Ω, R2 = 60Ω, R3 = 120Ω, R4 = 8Ω, R5 = 44Ω Xác đònh dòng điện nhánh chÝnh I = ? Giải: - Thay tam giác giả sử tam giác ABD gồm điện trở R1, R2, R3 thành điện trở đấu là: RA, RB, RD ta có: - Điện trở tương đương đọan CO là: R4 R1 R3 C R5 A R2 Hình 1-13 D E I RCO = (R4 nt RB) // (R5 nt RD) Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 10 Đề cương giảng thực hành mạch điện 3.1.6 Biểu diễn lượng hình sin véc tơ: - Việc biĨu diƠn ®¹i lỵng hinh sin b»ng biĨu thøc tøc thêi vµ ®êng cong trÞ sè tøc thêi ,kh«ng thn lỵi cÇn so s¸nh hc thùc hiƯn c¸c phÐp tÝnh céng, trõ c¸c lỵng h×nh sin Tõ to¸n häc ta ®· biÕt viƯc céng trõ c¸c lỵng h×nh sin cïng tÇn sè, t¬ng øng víi viƯc céng trõ c¸c vÐc t¬ y • C¸ch biĨu diƠn : NÕu c¸c lỵng h×nh sin cïng tÇn sè  U th× ta biĨu diƠn chóng b»ng vÐc t¬ cã ®é dµi (m«dul) b»ng trÞ sè hiƯu dơng vµ t¹o ϕu víi trơc hoµnh (ox)1 gãc ϕ b»ng gãc pha x ϕi ®Çu cđa lỵng h×nh sin  I H×nh -   Trªn h×nh 3-5 vÏ c¸c vÐc t¬ dßng ®iƯn I vµ ®iƯn ¸p U øng víi ϕu > 0, ϕi < VÝ dơ: Cho søc ®iƯn ®éng: e1 = sin ( 314 t + 150 ) V e2 = sin ( 314 t + 750 ) V H·y t×m søc ®iƯn ®éng tỉng: e = e1 + e2 b»ng ®å thÞ vÐc t¬ Gi¶i: BiĨu diƠn e1 b»ng vÐc t¬ OA BiĨu diƠn e2 b¨ng vÐc t¬ OB Th× vÐc t¬ tỉng e lµ OC ( H×nh 3-6)  e2 Ta cã : OC = OA + AC - 2OA.AC.cosOAC AOB = 750 - 150 = 600 OAC = 1200 OA = 3, OB = AC = 4, ⇒ OC = 6,22 MỈt kh¸c ta cã : AC = OA + OC - OA.OC.cos ϕ ⇒ cos ϕ = ΟΑ + OC − 2.OA.OC AC  e C y B A 750 150  e1 x H×nh 3-6 = 0,805 ⇒ ϕ = 36 30’ BiĨu thøc cđa søc ®iƯn ®éng e lµ : e = 6,22 sin(314 t +150 + 360 30’) V = 6,22 sin (314 t + 510 30’) V 3.2: Giải mạch điện xoay chiều không phân nhánh 3.2.1 Giải mạch R,L,C: 3.2.1.1 Giải mạch điện trở R: • Đònh nghóa: Là mạch điện có thành phần điện trở lớn, thành phần điện cảm, điện dung bé bỏ qua Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 37 Đề cương giảng thực hành mạch điện Trong thực tế mạch điện bóng đèn, bếp điện, tủ sấy v.v… Được coi mạch điện trở 3.2.1.1.1 Quan hệ dòng điện điện áp - Đặt điện áp xoay chiều u = U msinωt vào hai đầàu mạch trở(Hình – 9), mạch có dòng điện i chạy qua i u R Hình -7 Ở thời điểm theo đònh luật Ôm ta có: u U i = = m sin ωt R R Um Đặt I = : biên độ dòng điện R ⇒ i =Imsinωt Dòng điện điện áp biến thiên tần số trùng pha * Quan hệ trò hiệu dụng(Đònh luật Ôm): U Chia hai vế I = m cho ta có : R U I= R * Đồ thò véc tơ đồ thò hình sin: u,i u I U t i a b Hình -8 3.2.1.1.2 Công suất mạch - Công suất tức thời: p = ui = UmImsin2ωt = UI(1 – cos2ωt) Từ đồ thò (Hình – 9), ta thấy công suất tức thơiø dương nghóa mạch hoàn toàn tiêu tán năng lượng dạng nhiệt - Công suất tác dụng: trò số trung bình công suất tức thời chu kỳ: T T 1 P = ∫ pdt = ∫ UI(1 − cos 2ωt)dt T T0 ⇔ P = UI = I R = U2 R p P t Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 38 Đề cương giảng thực hành mạch điện Hình – 3.2.1.2 Mạch điện xoay chiều điện cảm • Đònh nghóa - Là mạch điện có thành phần điện cảm lớn, thành phần điện trở, điện dung bé bỏ qua - Trong thực tế mạch điện MBA không tải, mạch điện cuộn kháng hộp số quạt trần xem mạch điện cảm 3.2.1.2.1 Quan hệ dòng điện điện áp i - Đặt vào hai đầu mạch cảm điện áp xoay chiều u (Hình – 10), mạch xuất dòng điện: i = Imsinωt u eL L Hình -10 di Dòng điện biến thiên làm xuất sức điện động tự cảm: e L = -L dt Điện áp nguồn đặt vào mạch: di d(I sin ωt) U = -e1 = L =L m dt dt Π = ωLImcosωt = ωLImsin(ωt + ) Đặt Um = ωLIm: biên độ điện áp Π ⇒ u =Umsin(ωt + ) Dòng điện điện áp biến thiên tần số, song điện áp vượt pha trước dòng điện góc 900 U * Quan hệ trò hiệu dụng(Đònh luật Ôm): u,i Chia hai vế Um = ωLIm cho ta có : i u U U =ωLI = XLI hay I = XL π π I Với XL =ωL = 2πfL: cảm kháng mạch ( đơn vò Ω ) - Nếu đặt cuộ 2u thì: a n dây cảm vào nguồn chiề b U I= = ∞ , dòng chiều có f = → XL = 2πf = XL Hình 3-11 p * Đồ thò véc tơ đồ thò hình sin: ( Hình – 11.a,b) π O + Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng c + _ _ c t + t Page 39 Π hay Đề cương giảng thực hành mạch điện 3.2.1.2.2 Công suất * Công suất tức thời: UmIm sin 2ωt = UIsin2ωt Công suất tức thời biến thiên với tần số gấp đôi tần số dòng điện Nhìn đồ thò (Hình – 1-5.c), ta thấy: + Ở ¼ chu kỳ thứ thứ ba, dòng điện tăng, u i chiều, p = u i> 0, lượng từ nguồn tích lũy từ trường cuộn dây + Ở ¼ chu kỳ thứ hai thứ tư, dòng điện giảm, u i ngược chiều, p = ui < 0, mạch phóng trả lượng nguồn mạch Quá trình tiếp diễn tương tự * Công suất tác dụng: T p = ∫ pdt = T0 p = ui = UmImωtωt = Vậy mạch điện cảm tượng tiêu tán lượng mà có tượng trao đổi lượng cách chu kỳ nguồn từ trường cuộn dây * Công suất phản kháng: Q - Đặc trưng cho mức độ trao đổi lượng cuộn cảm: U2 Q = UI = I XL = XL Đơn vò: VAR ( Vôn – Ampe – phản kháng = Va – rờ ) KVAR ( Kilô vôn – Ampe – phản kháng = Ka – va – rờ) MVAR (Mêga vôn – Ampe – phản kháng = Mê ga – va – rờ) 1KVAR = 103VAR 1MVAR = 106VAR 3.2.1.3 Mạch điện xoay chiều điện dung • Đònh nghóa - Là mạch điện có thành phần điện dung lớn thành phần R, L nhỏ bỏ qua - Thực tế dây cáp dẫn điện, tụ điện xem mạch điện dung 3.2.1.3 Quan hệ dòng điện điện áp Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 40 Đề cương giảng thực hành mạch điện - Đặt điện áp xoay chiều u = Umsinωt vào hai đầu tụ điện (Hình -12) i u C Hình -12 Xuất dòng điện chạy qua mạch: dq du d(U m sin ωt) i= =C =C dt dt dt = C.ω Umcosωt = C.ω Umsin(ωt + Đặt Im = C.ω Um : biên độ dòng điện Π ⇒ i =Imsin(ωt + ) Π ) Dòng điện điến áp biến thiên tần số, song dòng điện vượt pha trước điện áp góc Π hay 900 Lưu ý: Nếu tụ đặt vào điện áp chiều, dòng điện tồn thời gian độ (khi tụ nạp điện lúc đóng phóng điện lúc cắt) * Quan hệ trò hiệu dụng(Đònh luật Ôm): U Chia hai vế Im = C.ω Um cho ta được: I = C.ω U hay I = XC 1 Với: Xc = = : Là dung kháng mạch, đơn vò: Ω ωC 2Π fC * Đồ thò véc tơ đồ thò tức thời:( Hình -13 a.b) u,i I O u π − U π i π t b a p p + Hình –13 + _ b_ t c Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 41 Đề cương giảng thực hành mạch điện 3.2.1.3 Công suất * Công suất tức thời p = ui = UmImsinωt cosωt = UIsin2ωt Công suất tức thời biến thiên với tần số gấp đôi tần số dòng điện - Từ đồ thò (Hình – 15.c) ta thấy: + Ở ¼ chu kỳ thứ thứ ba điện áp, u i chiều, p > 0, tụ tích điện, lượng nguồn tích lũy điện trường tụ + Ở ¼ chu kỳ thứ hai thứ tư điện áp, u i ngược chiều, p < 0, tụ phóng điện, lượng phóng trả nguồn Quá trình tiếp diễn tương tự * Công suất tác dụng T P = ∫ pdt = T0 Mạch điện dung tượng tiêu tán lượng, có tượng trao đổi lượng nguồn điện trường cách chu kỳ * Công suất phản kháng: Q - Đặc trưng cho mức độ trao đổi lượng điện dung: U2 Q = U.I = I2XC = (VAR) XC 3.2.2 Mạch điện xoay chiều có R – L – C nối tiếp 3.2.2.1 Quan hệ dòng điện điện áp - Đặt điện áp xoay chiều vào mạch R- L – C nối tiếp (Hình – 14.a), dòng điện chạy qua mạch i = Imsinωt gây điện áp uR,uL,uC (Điện áp giáng) phần tử R – L – C + Điện áp giáng điện trở R: uR = URmsinωt, UR = I.R + Điện áp giáng điện điện cảm L: π uL = ULmsin(ωt + ) , UL = I.XL + Điện áp giáng điện điện cảm L: π uC = UCmsin(ωt - ) , UC = I.XC Vì mạch nối tiếp nên: u = uR + uL + uC U = UR + UL + UC Các đại lượng dòng áp biến thiên hình sin với tần số, biểu diễn đồ thò véc tơ (Hình – 2-8.b) Vì dòng điện chung cho phần tử, nên trước hết ta vẽ véc tơ I sau dựa vào kết luận góc lệch pha trò hiệu dụng để vẽ véc tơ điện áp: UR,UL,UC Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 42 Đề cương giảng thực hành mạch điện U L u u U C L R i u R U L U ϕ L u C C I U - U = U L C X U R U C a b Hình 3-14 Các thành phần U,UR,UX, tạo thành tam giác vuông gọi tam giác điện áp - Từ tam giác điện áp: U = U 2R + (U L −U C ) = U 2R + U 2X UX = UL – UC : thành phần điện áp phản kháng - Góc lệch pha dòng điện điện áp (ϕ): U − U C I(X L − X C ) X L − X C U tgϕ = X = L = = UR UR IR R - Biểu thức điện áp có dạng: u = Umsin(ωt + ϕ) + Nếu XL > XC ϕ > 0, mạch có tính chất điện cảm, dòng điện chậm pha sau điện áp góc ϕ + Nếu XL < XC ϕ < 0, mạch có tính chất điện dung, dòng điện sớm pha điện áp góc ϕ + Nếu XL = XC ϕ = 0, dòng điện trùng pha với điện áp, lúc mạch có tượng cộng hưởng điện áp * Quan hệ trò hiệu dụng: Ta có: U = U 2R + (U L − U C ) = (IR) + (IX L − IX C ) = I R + (X L − X C ) = I.Z U Z Trong đó: ⇒I= Z = R + (X L − X C ) = R + X tổng trở mạch (Ω) X = XL – XC điện kháng mạch (Ω) - Nếu chia cạnh tam giác điện áp cho I ta tam giác vuông đồng dạng gọi tam giác Z trở kháng (Hình –15) XL – XC = X Từ tam gíac trở kháng, xác đònh được: ϕ Z = R + (X L − X C ) = R + X X X − XC tgϕ = = L R R R= Zcosϕ X= Zsinϕ 3.2.2.2 Công suất Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng R Hình -15 Page 43 Đề cương giảng thực hành mạch điện • Công suất tác dụng (P) P = UIcosϕ = I2R ≠ (W) Đặc trưng cho tượng biến đổi điện sang dạng lượng khác năng, nhiệt … • Công suất phản kháng (Q) Q = UIsinϕ = I2R (VAR) Đặc trưng cho mức độ trao đổ lượng nguồn với từ trường cuộn dây điện trường tụ điện • Công suất biểu kiến hay công suất toàn phần (S) S = UI = I Z Đơn vò: VA ( Vôn – Am pe) Bội số KVA (Kilô vôn – Am pe), MVA (Mêga Vôn – Ampe) 1KVA = 103VA 1MVA = 106VA Đặc trưng cho khả chứa công suất thiết bò điện Quan hệ P,Q,S mô tả băng tam giác vuông gọi tam giác công suất (Hình 3- 16) (Nhân cạnh tam giác trở kháng với I2) Từ tam giác công suất, ta có: S Q S = P2 + Q2 P = S.cosϕ Q = P.sinϕ Q tgϕ = P ϕ Hình 3-16 P 3.2.3 Hiện tượng cộng hưởng điện áp 3.2.3.1 Hiện tượng tính chất Trong mạch xoay chiều, thành phần điện áp U L UC ngược pha nhau, thời điểm UL = UC mạch xảy tượng cộng hưởng điện áp Khi đó: UL = UC ⇒ XL = XC UL Z = R + (X L − X C ) = R U = UR XL − XC tgϕ = = 0⇒ϕ = Hình 3-17 R U C Nghóa tổng trở điện trở, dòng điện đồng pha với điện áp * Mạch có tính chất sau: - Dòng điện mạch cộng hưởng điện áp đạt giá trò lớn nhất, ứng với điện áp nguồn cho U U I= = Z R Nếu điện trở R nhỏ so với X L XC điện áp giáng điện cảm U L giáng tụ điện UC lớn so với điện áp nguồn - Tỷ số: U X U X q= L = C = L = C U U R R Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 44 Đề cương giảng thực hành mạch điện gọi hệ số phẩm chất mạch cộng hưởng, hệ số phẩm chất cho biết cộng hưởng, điện áp cục giáng điện cảm hay điện dung lớn gấp q lần so với điện áp nguồn * Công suất tức thời điện cảm điện dung đối pha nhau: PL = uLi = -PC = - uCi Nghóa là: + Khi PL > 0, PC 0: cuộn dây phóng điện, tụ điện tích lũy lượng ( nạp điện) Vậy mạch cộng hưởng, điện áp có trao đổi lượng hoàn toàn từ trường điện trường, lượng nguồn tiêu hao điện trở R 3.2.3.2 Điều kiện cộng hưởng Từ UL = UC ⇒ XL = XC ⇒ ωL = ωC = ω0 Tần số góc cộng hưởng: ω = LC ω = = f0 Và tần số cộng hưởng: f = 2π 2π LC ω0 f0 gọi tần số riêng mạch cộng hưởng, phụ thuộc vào kết cấu mạch Vậy điều kiện để có cộng hưởng tần số sức điện động nguồn tần số riêng mạch: ω = ω0 hay f = f0 Ở ω f tần số sức điện động nguồn 3.2.3.3 Ứng dụng Hiện tượng cộng hưởng điện áp có nhiều ứng dụng thực tế: - Chọn tần số cộng hưởng Radio tạo điện áp lớn cuộn cảm hay tụ điện điện áp nguồn nhỏ, dùng phòng thí nghiệm, mạch lọc theo tần số … - Tuy nhiên, xảy cộng hưởng mạch không ứng vối chế độ làm việc bình thường dẫn đến hậu có hại điện áp cục cuộn dây, tụ điện tăng trò số cho phép gây nguy hiểm cho người thiết bò 3.3: Giải mạch điện xoay chiều phân nhánh 3.3.1 Phương pháp đồ thi véc tơ (giản đồ fre-nen) 3.3.1 Khái niệm: Đồ thò véc tơ cách biểu diễn hình học quan hệ biện độ phức (hoặc hiệu dụng phức ) dòng áp mạch điện theo đònh luật kirchooff 3.3.1 Phương pháp : Để tìm biểu thức u ta có thể dùng phương pháp giản đồ frenen biểu thức điện áp xoay chiều băng véc tơ quay tương ứng uuu r uuur uuu r ur u ↔ U , u R ↔ U R , u L ↔ U L ,uC ↔ U C ur uuu r uur uuu r ta tìm : U = U R + U L + U C uuuruur uuu r π π góc hợp véc tơ U R ,U L , U C với trục ox vào thời điểm t=0 là:0, , − 2 việc tổng hợp véc tơ quay tiến hành theo quy tắc hình bình hành (hình 3-18) hay quy tắc đa giác (hình 3-3-1) giả đồ hình viết cho trường hợp U L > U C Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 45 Đề cương giảng thực hành mạch điện Tổng trở : xét tam giác OPS giản đồ véc to ta có: OS = U , OP = U R , PS = U L − U C OP = OP + PS U = U R2 + ( U L − U C ) ur UL ur ur U L −U C S ur U ψ I O U = IR, U L = ILω , U C = , Lω ur Thay vào biểu thức * ta tìm đước cường độ hiệu dụng UC U U I= = R2 + ( Z L − ZC )   R +  Lω − ÷ Cω   ur UR P r I x Hình:3-18   Nếu đặt : Z = R +  Lω − ÷ Cω   U Thì: I = Z Độ lệch pha điện áp so với cường độ dòng điện: Xét tam giác vuông OPS trê giản đồ ta có: Lω − PS U L − U C Cω tgψ = = = UR R OP ψ độ lệch pha u so với i ur Nếu mạch có tính cảm khángUthì: ψ >0 cường độ dòng điện trễ pha u C Lω > Cω Nếu mạch có tính dung kháng thì: Lω < ψ < cường độ dòng điện nhanh pha u Cω 3.3.1.3: Ví du 1ï: uu r Cho mạch điện hình 3-19a IC I 100 V IL R 100Ω IC XL 5Ω XC uu r uu r I L + IC uu r IR ur U 450 r I 10Ω r IL Hình 3-19b Hình 3-19a dòng điện nhánh U 100 = = 10( A) IR = R 10 Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 46 Đề cương giảng thực hành mạch điện IL = U 100 = = 20( A) XL IC = U 100 = = 10( A) X C 10 Vẽ đồ thò véc tơ mạch điện hình 3-19b uu r r Chọn pha ban đầu điện áp ψ u = ,véc tơ u trùng với trục õ vẽ véc tơ dòng điện I R trùng pha với uu r uu r ur ur véc tơ điện áp U ,véc tơ dong điện I L chậm pha sau véc tơ U goc 900 ,véc tơ dòng điện I C vượt uu r ur trước véc tơ điện áp góc 900 ,véc tơ dòng điện I C vượt trước véc tơ điện áp U góc 900 p dụng đònh luật K1 cho nút A ta có : r uu r uu r uu r I = I R + I L + IC r Trực tiếp cộng véc tơ đồ thò ta có I mạch Trò hiệu dụng I= = 102 + 102 = 14,14A Công suất tác dụng P mạch P =R IR = 10*102 =1000W Công suất phản kháng Q mạch 2 Q=QL +QC =XL I L - XC I C =1000 VAr Công suất biểu kiến: S = P + Q = 10002 + 10002 = 1414VA Ví du 2ï: Cho mạch điện hình 3-20a Tính dòng điện I1 ,I2,I, cho U= 100V R1=5 Ω , R2=5 R1=5 Ω , X1=5 Ω , X2=5 Ω Dòng điện U I1 = = 10 A R1 + X 12 X1 U Góc lệch pha : X ϕ1 = arctg = 450 R1 Dòng điện: I = I2 I1 I R1 Hình 3-20a U R22 + X 22 = 10 A y Góc lệch pha : −X2 ϕ2 = arctg = −300 R2 vẽ véc tơ điện áp dòng điện trước hết vẽ véc tơ điện áp Góc lệch pha : ur U vào Góc lệch pha : uu ruu r ϕ1 , ϕ2 , I1 , I vẽ véc tơ I1 , I dựa uu ruu r ur đònh luật K1 cộng véc I1 , I ta I r I2 −300 450 r I1 r I ur U x Hình 3-20b Hình 3-3-4 ur ur uu r I = I1 + I Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 47 Đề cương giảng thực hành mạch điện ur Để tính I ta chiếu véc tơ lên hai trục ox oy chọn trục õ trùng với điện áp U : ur Hình chiếu véc tơ I lên trục ox : Ix = I1 cos(-450) +I2cos (300) =10 +5 ur Hình chiếu véc tơ I lên trục oy : Iy = I1sin(-450) +I2sin (300) = -10 +5 = - Trị hiệu dụng dòng điện I : I= I x2 + I y2 = 19,32 A Góc ϕ = arctg Iy Ix = −150 Bằng hình học uruu r I = I12 + I 22 + I1 I cosI1 I = ( 10 ) + 10 + 2.10 2cos750 = 19,32 A 3.3.2 Phương pháp tổng dẫn: 3.3.2.1 khái nệm : Phương pháp tổng dẫn dùng để xác đònh thành phần dòng điện ,điện áp thành phần công suất mạch 3.3.2.2 Phương pháp: Giả sử cho mạch điên hình 3-21a Dòng điện chạy qua nhánh ur U I IR IL iR = I Rm sin ωt , I R = R R ur U R L π U iL = I Lm sin(ωt − ), I L = L XL IC ur U π C iC = I Cm sin(ωt + ), I C = C XC Hình 3-21a r p dụng đònh luật K1 ta có IC i = iR + iL + iC Biểu diễn đồ thò véc tơ r uu r uu r uu r I = I R + I L + IC Từ đồ thò véc tơ ta thấy thành phần I., IR,IX làm thành tam giác vuông gọi tam giác dòng điện nhánh ,có cạnh huyền véc tơ tổng I cần tìm 2 ϕ r IR r r r IL − IC = I X  1  I = I + ( I L − IC ) =  ÷ +  − ÷ * U = Y *U  R   X L XC  R ur U r IL Hình 3-21b  1  Y =  ÷ + − ÷  R   X L XC  Là tổng dẫn mạch R-L-C song song Đặt: - G=1/R điện dẫn tác dụng - BL= 1/XL điện dẫn cảm kháng (cảm dẫn) Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Y B G Hình 3-22 Page 48 Đề cương giảng thực hành mạch điện - BC = 1/XC điện dẫn dung kháng (dung dẫn) Vậy tổng dẫn có dạng Y = G + ( BL − BC ) = G + B 2 Trong B=BL-BC=1/XL-1/XC điện đẫn phản kháng (điện nạp) Chia ba cạnh tam giác dòng điện nhánh cho U ,ta tam giác đồng dạng gọi tam giác điện dẫn Góc lệch pha u i : I −I B B I tgϕ = X = L C = L − C IR IR G Nếu XL> XC BL< BC ϕ < i vượt trước u Nếu XL< XC BL> BC ϕ > i chậm sau u Nếu XL= XC BL= BC ϕ = i u pha có tượng cộng hưởng dòng điện Công suất mạch: P = UI cos ϕ = UI R = U g Q = UI sin ϕ = UI X = U 2b S = UI = U 2Y 3.3.2.3 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho mạch điện hình 3-21a Có R= Ω , XL= Ω đặt vào điện áp xoay chiều U =10(V) Xác định thành phần tam giác điện dẫn , tam giác điện dẫn dòng điện , tam giác cơng suất Giải: Tổng trở nhánh : Z = R + X = 32 + 42 = 5(Ω) Điện dẫn tác dụng phản kháng : R g = = = 0,12( s) Z X b = bL = 2L = = 0,16( s) Z Tổng dẫn nhánh : 1 Y= = = 0, 2( s ) Y = g + b = 0,122 + 0,162 = 0, 2( s) Z Dòng điện nhánh : IR = Ug = 10*0.12 = 1,2 (A) Thành phần tác dụng phản kháng dòng điện IR = U g =10*0,12 = 1,2 (A) Ix = U b = 10*0,16 = 1,6 (A) Cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng : P = U2 g = 102 *0,12 = 12W Q = U2b = 102*0,16 = 26W Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng I3 R3 I1 X3 X1 U12 U R1 Hình 3-23a Page 49 I2 X2 R2 Đề cương giảng thực hành mạch điện Cơng suất biểu kiến : S = U2y =102*0,2 =20 (A) Ví dụ : Cho mạch điện hình vẽ: Có R1= 0,5 Ω ,R2= 0,8 Ω ,R3= 0,42 Ω XL1= 1,2 Ω ,XL2= 0,6 Ω ,XL3= 0,15 Ω Xác định dòng điện ,điện áp góc lệch pha dòng điện điện áp nhánh Giải : Để giải mạch trước hết ta thay hai nhánh X L1,R1 XL2,R2 nhánh tương đương Z12 Các thành phần điện dẫn nhánh nhánh : X3 I3 R3 g1 = R1 0,5 = = 0,3(s ) 2 R + X 0,5 + 1, 22 U1 U 2 X 1, b1 = 2 = = 0, 7( s ) R1 + X 0,5 + 1, 2 g2 = R2 0,8 = = 0,8( s ) 2 R + X 0,8 + 0, 2 X2 0, = = 0, 6( s ) 2 R + X 0,8 + 0, 62 Các thành phần điện dẫn nhánh tương đương : g12 = g1 + g2 =0,3 +0,8 =1,1(s) b12 = b1 + b2 =0,7 +0,6 =1,3(s) b2 = 2 I3 = I U Z y12 = g122 + b122 = 1,12 + 1,32 = 1, 7( s ) Các thành phần trở kháng nhánh tương đương : g 1,1 R12 = 122 = = 0,38( s) y12 1, X 12 = b12 1,3 = = 0, 45( s ) y122 1, 1 = = 0,59( s) y12 1, Các thành phần trở kháng tồn nhánh : R=R12 + R3 = 0,38 + 0,42 = 0,8 Ω X=X12 + X3 = 0,45 + 0,15 = 0,6 Ω Z12 = Z = R + X = 0,82 + 0, 62 = 1(Ω) dòng điện ,điện áp R3 góc lệch pha chúng I = I 3= U 125 = = 125( A) Z U = I Z = I R32 + X 33 = 125 0, 422 + 0,152 = 55, 75(V ) tgϕ3 = X 0,15 = = 0,357 → ϕ3 = 190 40' R3 0, 42 Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Z12 Page 50 Đề cương giảng thực hành mạch điện Điện áp nhánh Z1 Z2 : U1 = U = U12 = IZ12 = 125*0,59 = 73, 75(V ) Góc lệch pha điện áp U12 dòng điện I : X 0, 45 tgϕ12 = 12 = = 1,184 → ϕ12 = 490 40' R12 0,38 Dòng điện góc lệch pha nhánh Z1 Z2 U12 73, 75 I1 = = =56, 7( A) 2 R1 +X 0, 52 +1, 2 tgϕ = I2 = X1 1, = =2, → ϕ1 =67 20 ' R1 0, U12 R22 +X 22 tgϕ2 = = 73, 75 0, 82 +0, 62 =73, 75( A) X2 0, = =0, 75 → ϕ1 =35050' R2 0, Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 51 [...]... Hùng Page 12 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản CHƯƠNG II: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU BÀI 1 CÁC ĐỊNH LUẬT VÀ BIỂU THỨC CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Định luật Ohm 1.1.1 Đònh luật Ôm cho đoạn mạch Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế U, có dòng điện chạy qua đoạn mạch (Hình 2 – 1) Hình 2 - 1 R A B I A U Hình 2 - 1 Nội dung đònh luật: Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch tỷ lệ... i+ i1 BÀI TẬP CHƯƠNG I Bài 1: Cho mạch điện có điện áp nguồn là U = 218V cung cấp cho tải có dòng điện chạy qua làI = 2,75A, trong thời gian 3 giờ Biết giá tiền điện là 500đ/1kWh Tính công suất tiệu thụ của tải, điện năng tiêu thụ và tiền phải trả? Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 11 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản Bài 2: Cho mạch điện gồm: E = 24V, r0 = 0.3Ω, cung cấp cho phụ tải điện. .. kỹ thuật mỏng có sơn cách điện ghép lại với nhau Bài 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 17 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản 2.1 PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI ĐIỆN TRỞ : 2.1.1: Khái quát: Phương pháp biến đổi điện trở chủ yếu dùng để giải mạch điện có một nguồn Dùng các phép biến đổi tương đương ,đưa mạch điện phân nhánh về mạch điện không phân nhánh và do... năng trong mạch điện một chiều Điện năng là công suất mạch điện tiêu thụ trong một đơn vò thời gian Điện năng tác dụng trong thời gian t là Wr • Wr = Pt (W/h) Điện năng phản kháng trong thời gian t là Wx • Wx = Q.t (VAR/ h ) Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 14 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản 1.3 Đònh luật Joule – LenZ 1.3.1 Đònh luật Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn, các điện tích sẽ... dòng điện do các nguồn khác nhau cung cấp, thì dòng điện tổng của nhánh sẽ bằng tổng đại số các dòng điện qua nhánh đó (H-2.8a,b,c) Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 19 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản I2 E1 R1 I1 R2 E2 R3 I3 = EE 2 1 R1 Hình 2-8a I1’ I2’ I2’’ I1’’ ’ I3 E2 + R2 R3 I3’’ R2 R1 Hình 2-8b R3 Hình 2-8c (a) Mạch điện đầy đủ; (b) Mạch điện chỉ có nguồn E 1 tác dụng ; (c) Mạch điện. .. Page 24 C Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản dòng nhánh I1, I2, I3, I4 ,I5 Vì dòng điện có tính liên tục và mạch điện tuyến tính có tính xếp chồng dòng điện, nên ta coi như trong mạch có ba dòng điện khép kín trong từng vòng độc lập với nhau, là các dòng điện vòng II , III, IIII Dòng vòng II chạy trong vòng ADBA, qua các điện trở r 1, r4; dòng vòng IIII chạy trong vòng ABCA, qua các điện trở... mạch vòng nên mang dấu (+), E 2 ngược chiều với mạch vòng nên mang dấu (-), ta có: − E2 = I 2 R2 + I 3 R3 - Đònh luật K2 nói lên tính chất thế của mạch điện Trong một mạch điện, suất phát từ 1 điểm theo 1 mạch vòng kín và trở lại vò trí suất phát thì lượng tăng thế bằng 0 2.3.3 Phương pháp dòng điện nhánh 2.3.3.1 Khái quát Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 22 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ. .. mạch điện Ví dụ: Cho mạch điện như Hình 1 – 6, có: E = 231V; r0 = 0,1Ω; Rd = 1Ω; Rt = 22Ω Xác đònh dòng điện qua tải, điện áp trên tải? Điện áp đầu đường dây? Giải Ta có tổng trở của toàn mạch là: R = Rt + Rd + r0 = 22 + 1 + 0,1 = 23.1 (Ω) Áp dụng đònh luật Ôm cho toàn mạch ta có dòng điện chạy qua tải là: E 231 I = = =10( Α) R 23,1 Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 13 Đề cương bài giảng thực hành mạch. .. 4 R 5 Giáo viên soạn; Nguyễn Hùng Page 18 Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản R R + R R + R R = 1700 = 0,17Ω 10000 RRR 10000 R 3R R ⇒R = = = 5,9Ω R 3R 4 + R 4 R 5+ R 5R 3 1700 1/ R = BC 3 4 4 3 5 4 5 3 5 5 4 BC Điện trở tương đương toàn mạch R=R1+R2+RBC= 0.12+2+5,9=8,02 Ω Dòng điện trong mạch chính là: U 120 I= = = 14,9 A R td 8,02 Dòng điện ở các mạch rẽ: RBC =14,9 5,9 = 8,79 A I3 =I 10 R3... 23 = Đề cương bài giảng thực hành mạch điện cơ bản E1 − I 3 R3 R1 I R − E2 E −I R I2 = 3 3 =− 2 3 3 R2 R2 E1 − I 3 R3 E2 − I 3 R3 + − I3 = 0 R1 R2 I1 = Thay số và giải pt ta có: I1=15(A) I2=-5(A) I3=20(A) Như vậy chiều thực của dòng điện I2 ngược chiều đã chọn Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ (h2-12) có E1= 35V E2= 95V E3= 44V r1=50 Ω , r2=10 Ω , r3=12 Ω Tìm dòng điện trong các nhánh? Tìm dòng điện