ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG Caâu 1: Heä soá toån thaát laø gì? Heä soá toån thaát Tanlaø gì ?Traû lôøi: Heä soá toån thaát : laø toaøn boä naêng löôïng seõ ñöôïc söû duïng bôûi thieát bò trong suoátquaù trình laøm vieäc bình thöôøng. Trong tröôøng hôïp ñaëc bieät heä soá toån thaát caùch ñieän laømoät phaàn naêng löôïng ñöôïc laáy ñi bôûi doøng ñieän ñi qua thaønh phaàn ñieän trôû caùch ñieän. Heä soá toån thaát toaøn phaàn: thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå moâ taû toøan boä toån thaátcuûa MBA döôùi taûi neân chaáp nhaän phaàn naêng löôïng maát ñi laø do suy giaûm söï caùchñieän. Heä soá toån thaát Tan : Ñeå xaùc ñònh heä soá toån thaát caùch ñieän, ñoái töôïng thöûnghieäm phaûi ñöôïc boá trí xem nhö thöû nghieäm 1 tuï ñieän. Xem xeùt taát caû ñoái töôïng thöûnghieäm, ví duï: MBA, söù xuyeân, thanh caùi, maùy phaùt, motor thieát bò ñoùng ngaét cao theá,ñöôïc cheá taïo töø kim loaïi vaø chaát caùch ñieän vaø vì vaäy coù lieân keát chung ñaëc tính ñieändung. Moãi ñoái töôïng thöû nghieäm bao goàm caùc ñieän dung khaùc nhau cuøng vôùi söï caùchñieän vaø ñieän dung beân trong vôùi ñaát. Hình 1 bieåu dieãn caùc thaønh phaàn bao goàm 1 ñieändung sô ñoà tuï ñieän hình ñóa ñôn giaûn.Caâu 2: Ñieän naêng laø gì Traû lôøi: Ñieän naêng laø moät daïng naêng löôïng coù caùc tính chaát sau: Deã daøng chuyeån hoùa thaønh caùc daïng naêng löôïng khaùc : cô naêng, nhieät naêng... Khoâng deã döï tröõ ñöôïc nhö caùc daïng vaät chaát khaùc ngoaïi tröø caùc nguoàn ñieäncoù moät chieàu nhö : pin aêc quy. Taïo ra baèng : söùc gioù, söùc nöôùc, nhieät (daàu, than), naêng löôïng khaùc (nguyeântöû, naêng löôïng maët trôøi, gas)... Raát nguy hieåm neáu söû duïng khoâng ñuùng quy ñònh an toaøn. Toác ñoä daãn truyeàn naêng löôïng nhanh.Caâu 5 : Doøng ñieän laø gì? Taùc duïng cuûa doøng ñieän ?Traû lôøi :Doøng ñieän laø doøng chuyeån dôøi cuûa caùc haït mang ñieän.Chieàu doøng ñieän theo quy öôùc laø chieàu chuyeån ñoäng cuûa caùc ñieän tích döông.Ñieàu kieän coù doøng ñieän : Coù nguoàn söùc ñieän ñoäng hoaëc coù hieäu ñieän theá ôû hai ñaàu vaät daãn (kín maïch).Taùc duïng cuûa doøng ñieän:Ta coù theå nhaän bieát doøng ñieän chaïy trong moät moâi tröôøng naøo ñoù (vaät daãn) nhôø caùc taùc duïng vaø hieän töôïng maø noù gaây ra: Doøng ñieän chaïy trong vaät daãn laøm cho vaät daãn noùng leân. Ñoù laø taùc duïng nhieät cuûa doøng ñieän (tuy nhieân khi doøng ñieän chaïy qua vaät sieâu daãn noù khoâng gaây ra taùc duïng nhieät). Doøng ñieän chaïy qua dung dòch ñien phaân laøm thoaùt ra ôû ñieän cöïc nhöõng chaát taïo thaønh dung dòch ñoù. Ñoù laø taùc duïng hoaù hoïc cuûa doøng ñieän. Xung quanh doøng ñieän coù moät töø tröôøng. Ñoù laø taùc duïng töø cuûa doøng ñieän. thí nghieäm chöùng toû raèng taùc duïng töø laø daáu hieäu toång quaùt nhaát ñeå nhaän bieát doøng ñieän.
PHẦN I: ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG Câu 1: Hệ số tổn thất gì? Hệ số tổn thất Tan ? Trả lời: * Hệ số tổn thất : toàn lượng sử dụng thiết bò suốt trình làm việc bình thường Trong trường hợp đặc biệt hệ số tổn thất cách điện phần lượng lấy dòng điện qua thành phần điện trở cách điện - Hệ số tổn thất toàn phần: thường sử dụng để mô tả tòan tổn thất MBA tải & nên chấp nhận phần lượng suy giảm cách điện * Hệ số tổn thất Tan : Để xác đònh hệ số tổn thất cách điện, đối tượng thử nghiệm phải bố trí xem thử nghiệm tụ điện Xem xét tất đối tượng thử nghiệm, ví dụ: MBA, sứ xuyên, cái, máy phát, motor thiết bò đóng ngắt cao thế, chế tạo từ kim loại chất cách điện có liên kết chung đặc tính điện dung Mỗi đối tượng thử nghiệm bao gồm điện dung khác với cách điện điện dung bên với đất Hình biểu diễn thành phần bao gồm điện dung & sơ đồ tụ điện hình đóa đơn giản Câu 2: Điện Trả lời: * Điện dạng lượng có tính chất sau: - Dễ dàng chuyển hóa thành dạng lượng khác : năng, nhiệt - Không dễ dự trữ dạng vật chất khác ngoại trừ nguồn điện có chiều : pin ăc quy - Tạo : sức gió, sức nước, nhiệt (dầu, than), lượng khác (nguyên tử, lượng mặt trời, gas) - Rất nguy hiểm sử dụng không quy đònh an toàn - Tốc độ dẫn truyền lượng nhanh Câu 3: Bộ điều không điện gì? Công dụng, nguyên lý làm việc Trả lời: - Bộ điều không điện cấu cho phép chuyển đổi điều chỉnh điện áp phạm vi máy biến áp không mang điện - Nguyên lý làm việc : Dựa cấu chuyển mạch tròn chuyển nối Kết cấu mang đầu tiếp điểm Thường điều không tải cho phép điều chỉnh thay đổi điện áp hai vò trí kế lớn (7 – 15%) Câu 4: Tính điện trở tương đương mạch nối tiếp, song song Trả lời: R0 R2 R1 - Mạch nối tiếp : A B (Hình 6) A Rt đ B Rtđ = R1 + R2 + + R0 - Maïch song song : R1 1/ Rtñ = 1/ R1 +1/ R2 + +1/ R0 Rtđ A B R2 ( Hình – 7) R0 Câu : Dòng điện gì? Tác dụng dòng điện ? Trả lời : Dòng điện dòng chuyển dời hạt mang điện Chiều dòng điện theo quy ước chiều chuyển động điện tích dương Điều kiện có dòng điện : Có nguồn sức điện động có hiệu điện hai đầu vật dẫn (kín mạch) Tác dụng dòng điện: Ta nhận biết dòng điện chạy môi trường (vật dẫn) nhờ tác dụng tượng mà gây ra: - Dòng điện chạy vật dẫn làm cho vật dẫn nóng lên Đó tác dụng nhiệt dòng điện (tuy nhiên dòng điện chạy qua vật siêu dẫn không gây tác dụng nhiệt) - Dòng điện chạy qua dung dòch đien phân làm thoát điện cực chất tạo thành dung dòch Đó tác dụng hoá học dòng điện - Xung quanh dòng điện có từ trường Đó tác dụng từ dòng điện thí nghiệm chứng tỏ tác dụng từ dấu hiệu tổng quát để nhận biết dòng điện Câu 6: Hiệu điện ? Trả lời : Hiệu điện hai điểm A B điện trường, trò số công lực điện trường chuyển dòch đơn vò điện tích dương từ A đến B Hiệu điện hệ đơn vò SI tính Vôn (V), vôn hiệu điện hai điểm A, B dòch chuyển điện tích dương Culông (+1C) từ A đến B, thực công dòch chuyển jun Câu 7: Điện trường ? Cường độ điện trường gì? Trả lời : - Điện trường dạng đặc biệt vật chất tồn xung quanh điện tích v có đặc điểm tác dụng lực điện lên điện tích đặt - Cường độ điện trường điểm đại lượng vật lý đặc trưng cho điện trường phương diện tác dụng lực, đo thương số lực điện trường tác dụng lên điện tích thử đặt điểm độ lớn điện tích thử F E= q Nếu F = 1N, q = 1C E = đơn vò cường độ điện trường, có tên gọi là: Vôn Mét Ký hiệu : V/m Câu 8: Từ trường ? Trả lời: Giữa nam châm với nam châm, nam châm với dây dẫn có dòng điện, dây dẫn có dòng điện có tác dụng tương hỗ.Từ trường gây tác dụng gọi từ trường Lực tác dụng gọi từ lực Từ trường : Là dạng vật chất tồn xung quanh hạt mang điện chuyển động (dòng điện) hay nam châm khác đặt Từ trường xuất có dòng điện chạy dây dẫn, cực nam châm Câu 9: Phân biệt dòng điện chiều (lý tưởng) dòng điện xoay chiều (điều hoà hình sin) ? Trả lời: Dòng điện chiều (lý tưởng) : Là dòng điện có độ lớn chiều không đổi theo thời gian (hình 1) Dòng điện xoay chiều (điều hoà hình sin) : Là dòng điện có độ lớn chiều thay đổi theo thời gian với quy luật hình sin (hình 2) i i I T/2 t t Hình T Hình Câu 10: Điện trở gì? Trả lời: - Điện trở đại lượng vật lý đặc trưng cho cản trở dòng điện vật mang điện Đơn vò tính điện trở Ohm () (đơn vò SI) - Phân loại vật liệu điện phương diện điện trở : Vật liệu dẫn điện cần điện trở nhỏ (vd : Dây dẫn, mối nối…) Vật liệu cách điện cần điện trở lớn (vd : Vỏ dây dẫn, dầu cách điện, sứ…) Câu 11: Điện trở phi tuyến ? Trả lời: Điện trở phi tuyến điện trở thay đổi theo điện áp đặt vào : (H.4) - Điện áp bình thường (điện áp đònh mức) R lón - Điện áp tăng cao R giảm Công dung chế tạo chống sét van U Udm R Hình Câu 12: Các công thức tính điện trở? Giải thích ý nghóa, đơn vò tính đại lượng công thức tính điện trở ? Trả lời: 1/ Ở nhiệt độ đònh, điện trở dây dẫn đồng tính hình trụ có tiết diện S, chiều dài l, tích công thức đơn giản, thiết lập thí nghiệm R= l S Trong hệ SI R : Điện trở, đơn vò tính ohm () l : Chiều dài dây dẫn (m) (Dây dẫn dài điện trở lớn) S : Tiết diện dây dẫn (m2 ) (Tiết diện lớn điện trở nhỏ) : Điện trở suất dây dẫn (.m) (Tính chất kim loại làm nên dây dẫn, điện trở suất nhỏ điện trở nhỏ ) Các chất điện môi có điện trở suất lờn, tới 108 .m Kim loại có điện trở suất nhỏ khoảng 10 -8 đến 10-6 .m ĐIỆN TRỞ SUẤT MỘT VÀI VẬT LIỆU (Ở 200C) Vật liệu Điện trở suất (.m) Đồng 1,72 10-8 Nhôm 2,63 10-8 Sắt 10 10-8 Vàng 2,2 10-8 Bạc 1,6 10-8 Chì 20,8 10-8 Kẽm 5,92 10-8 Wonfram 5,55 10-8 Niken 8,69 10-8 (mềm), 9,52 10-8 Platin Thiếc Thủy tinh Sứ Hổ phách (cứng) 10,3 10-8 11,4 10-8 109 1013 1018 2/ Theo đònh luật Ohm ta có : R= U I R I U + Hình A B Với (hệ SI) : U : Hiệu điện (V) I : Cường độ dòng điện (A) R : Điện trở () Ohm () điện trở vật dẫn đồng tính cho hai đầu vật dẫn có hiệu điện không đổi vôn vật dẫn có dòng điện cường độ ampe (A) chạy qua Câu 13: Cho biết phụ thuộc điện trở vật dẫn vào nhiệt độ? Hiện tượng siêu dẫn? Trả lời : Bằng thí nghiệm người ta nhận thấy : nhiệt độ tăng điện trở kim loại tăng, chất cách điện phân tượng ngược lại Điện trở dung dòch điện phân giảm nhiệt độ tăng Công thức biểu thò phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ : Với : R = (1 + t) R : Điện trở vật dẫn () R0 : Điện trở vật dẫn 00C : Hệ số nhiệt điện trở 1/ C t : Nhiệt độ vật thời điểm ta tính (0 C) BẢNG HỆ SỐ NHIỆT ĐỘ MỘT SỐ CHẤT Vật liệu Hệ số nhiệt độ (1/ C) Đồng 0,0040 Nhôm 0,0040 Thép 0,00657 Sắt 0,0045 Vàng 0,00365 Bạc 0,0036 Chì Kẽm Niken Thiếc Platin Wonfram 0,00428 0,00419 0,0044 0,0044 0,00392 0,00468 Hiện tượng siêu dẫn : Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ T0 điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trò không Hiện tượng gọi tượng siêu dẫn Khi kim loại hợp kim trở thành siêu dẫn Câu 14: Khi cần điện trở lớn ? Khi cần điện trở nhỏ? Trả lời : Những chỗ cần cách điện điện trở lớn tốt Ví dụ : sứ cách điện, vỏ dây dẫn, ủng, găng tay, sào cách điện… Cần điện trở nhỏ điểm tiếp xúc, mối nối, hệ thống nối đất Câu 15: Cảm kháng ? Trả lời : Khi dòng điện xoay chiều chạy cuộn dây xuất đại lượng có xu hướng làm cản trở dòng điện Đại lượng gọi cảm kháng Cảm kháng Ký hiệu : RL hay XL , đơn vò : Ohm () Câu 16: Công thức tính cảm kháng? đơn vò tính đại lượng công thức ? Trả lời : Cảm kháng cuộn dây có độ tự cảm L : XL = L Trong : L : Độ tự cảm (H) = 2f: Tần số góc (Tốc độ góc lượng hình sin Khi lượng hình sin biến thiên hết chu kỳ (t=T) khung dây quét góc 2 radian ( tính theo góc diện) Ta có (rad /s) ( = 3,14) Câu 17: Bộ điều tải công dụng chế độ bảo dưỡng vận hành Trả lời: * Bộ điều tải công tắc MBA hay gọi đổi nấc MBA hay tăng giảm điện MBA mà hoạt động điều kiện MBA vận hành mang tải bình thường Do ta gọi điều tải * Công dụng chế độ bảo dưỡng vận hành : Dùng để tăng giảm điện áp MBA phía thứ cấp cho phù hợp với điện yêu cầu (hay tăng giảm số vòng dây quấn phía thứ cấp) * Chế độ bảo dưỡng vận hành Việc bảo dưỡng đổi nấc thực theo dạng sau : + Kiểm tra đònh kỳ + Sửa chữa lớn : không thay tiếp điểm : Thay tiếp điểm Việc bảo dưỡng BĐN 20.000 lần thao tác không năm vận hành Mỗi lần sửa chữa lớn phải ghi lai số lần hoạt động BĐN, việc sửa chữa lớn cần phải thực đặn theo qui đònh số lần hoạt động BĐN * Công việc cần kiểm tra sửa chữa lớn hay bảo dưỡng đònh kỳ + Lấy mẫu dầu thử nghiệm rút dầu khỏi thùng chuyển mạch + Tháo gở rút phận chuyển mạch khỏi thùng chứa, vệ sinh + Kiểm tra tổng thể chuyển mạch + Kiểm tra điện trở hạn dòng (ĐT chuyển mạch) + Kiểm tra tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ (tiếp điểm phụ) Tiếp điểm chòu hồ quang + Vệ sinh thùng chứa phần chuyển mạch + Kiểm tra phận lượt dầu (nếu có) + Lọc thay dầu cần + Lấp phần chuyển mạch vào thùng + Kiểm tra trước đóng nắp thùng chuyển mạch + Kiểm tra relay áp suất + Bôi trơn ổ truyền động + Nạp dầu vào + Thao tác thử Câu 18: Dung kháng gì? Trả lời: Dòng điện xoay chiều “ qua” tụ điện tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện, tức có kháng trở gọi dung kháng Dung kháng Ký hiệu : RC hay XC , đơn vò : Ohm () Câu 19: Các công thức tính dung kháng? Đơn vò đại lượng công thức? Trả lời: 1/ Công thức theo đònh nghóa : R C = XC = Q P Trong : C : Điện dung (Fara : F) XC = RC : Dung kháng () = 2f : Tần số góc (rad/s) 2/ Mạch dung kháng : Với : RC = U I U : Điện áp (V) I : Dòng điện qua tụ (A) Câu 20: Tổng trở gì? Công thức tính tổng trở? Trả lời: Tổng trở đại lượng vật lý đặc trưng cho mạch điện xoay chiều, thể mối quan hệ điện áp đặt lên mạch dòng điện chạy qua mạch (sự cản trở dòng điện xoay chiều) Ký hiệu : Z Đơn vò : () Ta có theo đònh luật Ohm : Z = U / I - U : Hiệu điện xoay chiều đặt lên mạch (V) - I : Dòng điện xoay chiều chạy mạch ( A) Hoặc Z = R2 + (RL - RC)2 Trong R : Điện trở () RL = XL : Cảm kháng () RC = XC : Dung kháng () Câu 21: Tên gọi, ký hiệu, đơn vò bội số ước số đại lượng điện ? (Hệ SI) Trả lời: Đại lượng điện Ký hiệu Đơn vò Bội số, ước số Điện áp Dòng điện Điện trở U I R V A mV, V, KV mV, V, KA , m, , k, Công suất tác dụng P W W, kW, Công suất biểu kiến S VA VA, kVA, kháng Q VAR VAR, Z RL(XL) RC (XC) f T Hz s m, , k, M , m, , k , m, , k Hz, k Hz, M Hz s, ms, s M MW MVA Công suất phản kVAR, MVAR Tổng trở Cảm kháng Dung kháng Tần số Chu kỳ vò vò Điện cảm L Điện dung C Điện A Hệ số công suất / Cường độ điện trường Cảm ứng từ B Dung lượng Ắc quyQ Góc tổn hao điện môi / Tần số góc Điện trở suất Điện dẫn suất H F WH Cos mH, H F, mF, F WH, kWH, MWH Không có đơn E T AH Tg V/m V/m, kV/m T AH Không có đơn rad / s m -1 m-1 rad / s m -1 m-1 Caâu 22: Các dạng công suất ? Trả lời: - Công suất biểu kiến (toàn phần) Ký hiệu : S Đơn vò tính : VA, kVA, MVA - Công suất tác dụng (hữu công, thực) Ký hiệu : P Đơn vò tính : W, kW, MW - Công suất phản kháng (Vô công, ảo) Ký hiệu : Q Đơn vò tính : VAR, kVAR, MVAR Câu 23: Quan hệ công suất? Trả lời: S = P2 +Q2 Với : S : Công suất biểu kiến (VA) P : Công suất tác dụng (W) Q : Công suất phản kháng (VAR) tg = Q P S ) P Q (Hình - 8) Câu 24: Những thiết bò dùng điện tiêu thụ công suất phản kháng? Thiết bò cung cấp công suất phản kháng? Trả lời: 10 d : khoảng cách chúng : số điện môi vật liệu cực tụ điện 0 = = 8.85.10-12 F/m 36.10 ( : Hằng số điện môi chân không) * Điện dung tụ điện hình trụ : C =2 l Ln(b / a) Trong : a : bán kính hình trụ b : bán kính hình trụ l : chiều dài tụ điện * Điện dung tụ điện hình cầu : 4 C= 1 a b a, b : bán kính hình cầu * Điện dung dây dẫn song song : C = l Ln(d / a) Trong : d : khoảng cách tâm dây dẫn song song b : bán kính dây l : chiều dài dây Câu 30: Tính điện dung tương đương mạch nối tiếp, song song, hổn hợp ? Trả lời: - Mạch nối tiếp : (Hình - 9) Cn C1 C2 A B A C tñ B 1 1 C td C1 C Cn - Maïch song song : (Hình - 10) C1 C2 A B Cn A B 15 Ctđ = C1 + C2 + +Cn Câu 31: Hiện tượng cảm ứng điện từ ? Trả lời: Từ thông qua qua điện tích giới hạn khung dây (vòng dây) = B S Cos Trong : : Từ thông (wb) B : Từ trường xuyên qua vòng dây (T) S : Diện tích khung dây (m2) : Góc hợp vectơ n vectơ B (vectơ n có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây) (Hình vẽ) A B n B Hình - 11 Hiện tượng cảm ứng điện từ : Hiện tượng xuất sức điện động khung dây (vòng dây) từ thông xuyên qua khung dây (vòng dây) biến thiên (Có thể B, S hay biến thiên) ecư = t Trong : ecư : Sức điện động cảm ứng : Độ biến thiên từ thông Dòng điện cảm ứng có chiều cho từ trường gây có xu hướng bù trừ biến thiên từ thông gây dòng điện cảm ứng Câu 32: Hỗ cảm ? Trả lời: Hiện tượng hỗ cảm mạch xuất sức điện động cảm ứng hai mạch dòng điện mạch biến thiên Sự biến thiên dòng điện mạch gây biến thiên từ thông qua mạch tạo nên mạch sđđ cảm ứng Từ thông qua mạch thứ tỷ lệ thuận với dòng điện I2 mạch thứ gây từ thông : 12 = M12 i2 16 Hệ số M12 gọi hệ số hỗ cảm mạch hay gọi độ hỗ cảm Nếu làm biến thiên i1 mạch thứ thì, từ thông qua mạch thứ 21 = M21 i1 Thực nghiệm khảo sát lý thuyết chi tiết chứng tỏ M12 = M21 = M Đơn vò hệ số hỗ cảm hệ SI : Henry (H) = 1vs 1A Câu 33: Tác dụng tương hỗ hai điện tích ? Trả lời : Đònh luật culông (coulomb) : Lực tương tác hai điện tích điểm đứng yên chân không tỷ lệ thuận với tích độ lớn điện tích tỷ lệ nghòch với bình phương khoảng cách chúng Lực tương tác có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích : F12 = k q1q .r122 Trong ñoù : k= , số điện môi chân không r12 q2 + : khoảng cách điện tích (m) F12 q1 F21 q1q2 : Độlớn điện tích F12 = F21 q1 F12 q2 F21 Hình - 12 Câu 34: Tác dụng tương hỗ dây dẫn thẳng song song mang dòng điện? Trả lời: F=k 2 1 l r 17 Trong : F : Lực tác dụng tương hỗ lên đoạn dây dẫn dài l l : Chiều dài đoạn dây dẫn (m) r : Khoảng cách dây dẫn (m) I1, I2 : Cường độ dòng điện (A) F12 F2 F21 F12 Hệ số : 0 k= 4 : Độ từ thẩm môi trường : Độ từ thẩm chân không 0 = 4 10-7 H/m = 1.26 10-6 H/m Caâu 35: Hiện tượng tự cảm ? Trả lời: Bất thay đổi dòng điện dây dẫn phát sinh sức điện động tự cảm, từ thông dòng gây Đó tượng tự cảm Sức điện động tự cảm xác đònh công thức : e = -L t Trong : L t : Độ tự cảm : Tốc độ thay đổi cường độ dòng điện L phụ thuộc hình dáng, kích thước vật dẫn môi trường * Độ tự cảm cuộn cảm lõi thép : L= K 0N2 S l Trong : : Độ từ thẩm 0 = 4 10-7 H/m = 1.26 10-6 H/m N : Số vòng dây S : Tiết diện mặt cắt ngang cuộn cảm l : Chiều dài cuộn cảm K : Hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài cuộn cảm đường kính dây Trò số K tra bảng 107 - sổ tay vật lý sở Liên Xô * Độ tự cảm cáp điện hình trụ dài l : 18 L= R2 Ln R1 2 Trong : R1 R2 : Bán kính vòng tròn * Độ tự cảm dây dẫn l tiết diện dây dẫn có bán kính r : L = (L / ) Ln.(a / r ) a - Khoảng cách trục dây daãn (a