Phần 2 Giáo trình Mạch điện gồm nội dung các chương: Mạch điện 3 pha, giải mạch điện nâng cao, quá trình quá độ. Giáo trình dành cho sinh viên hệ cao đẳng nghề học khoa Điện, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai quan tâm đến vấn đề trên. Mời các bạn cùng tham khảo.
Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Chương Mch in ba pha Bài khái niệm chung ẹũnh nghóa Hệ thống điện pha tập hợp ba hệ thống điện pha nối với tạo thành hệ thống lượng điện từ chung, sức điện động mạch có dạng hình sin, tần số, lệch pha phần ba chu kyứ Mỗi mạch điện thành phần hệ pha gọi pha S đ đ pha gọi s đ đ pha Hệ pha mà s đ đ pha có biên độ gọi hệ s đ đ ba pha ®èi xøng hay c©n b»ng HƯ s ® ® ba pha máy phát điện ba pha tạo Nguyên lý máy phát điện ba pha Hệ thống điện ba pha đïc tạo từ máy phát điện đồng ba pha, hoạt động dựa nguyên lý cảm ứng điện từ a, Cấu tạo máy phát điện pha gồm hai phần: + Stator (phần tónh) Gồm ba cuộn dây giống (gọi cuộn dây pha) đặt lệch 120o rãnh lõi thép stator Các cuộn dây ba pha thường ký hiệu tương ứng AX, BY, CZ + Rotor (phần quay) Là hƯ thèng cùc tõ, thêng lµ nam chaõm ủieọn N-S cuộn dây để luyện từ cho nam châm Hệ thống cực từ chế tạo để có cường độ từ cảm phân bố mặt cực theo quy luật hình sin b, Nguyên lý hoạt động Khi rotor quay, từ trường quét qua cuộn dây pha, gây sức điện động hình sin có biên độ, tần số, lệch pha 120o Nếu chọn pha ban đầu sức điện động eA cuộn dây AX không ta có biểu thức sức điện động pha là: Khoa §iƯn - §iƯn Tư 101 C§ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Hoặc biểu diễn dạng phức Nguyên tắc cấu tạo Máy phát điện pha ẹoỏi vụựi nguon pha đối xứng ta có: Khoa §iƯn - §iƯn Tư 102 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam eA + eB + eC = Hoặc dạng phức: Nếu nối riêng rẽ pha với tải ta hệ thống pha độc lập, hay hệ thống pha không liên hệ với Hệ thống sử dụng thực tế không kinh tế cần tới dây dẫn Thông thường pha nguồn nối với nhau, pha tải nối với có đường dây pha nối nguồn tải Có phương pháp nối mạch pha thường sử dụng công nghiệp nối hình (Y) nối hình tam giác () Quy ước: Chiều dòng điện pha nguồn từ điểm cuối đến điểm đầu, pha phụ tải từ điểm đầu đến điểm cuối Điểm đầu điểm cuối pha nguồn phụ tải quy ước cách tùy tiện mà phải theo quy tắc định cho: + Đối với nguồn: sđđ pha đối xứng ( E A E B EC ) + §èi với phụ tải: Dòng điện pha đối xøng ( I I I ) A B C Phụ tải pha đối xứng tỉng trë c¸c pha b»ng nhau: ZA = ZB = ZC = Z Mạch ba pha đối xứng mạch ba pha có nguồn, phụ tải tổng trở đường dây đối xứng Ngược lại mạch pha không hội tụ đủ điều kiện gọi mạch pha không đối xứng ý nghĩa cđa hƯ ba pha Hệ thống điện pha có nhiều ưu điểm hẳn hệ thống điện pha Để truyền tải điện pha ta cần dùng dây dẫn, để truyền tải hệ thống pha cần dùng dây dẫn tieỏt kieọm vật liệu nối dây tiện lợi vaứ kinh tế Hệ pha dễ dàng tạo từ trường quay, làm cho việc chế tạo Khoa §iƯn - Điện Tử CĐ Nghề Nam Định 103 Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam ủoọng cụ ủieọn ủụn giaỷn kinh tế Caực ủoọng cụ coõng suaỏt lớn phải dïng nguồn điện pha V× vËy hệ pha dùng phổ biến công nghiệp ®iƯn lùc Bµi 2: PHƯƠNG PHÁP NỐI HÌNH SAO Nguyên tắc nối Mỗi pha nguồn tải có điểm đầu điểm cuối Ta thường ký hiệu điểm đầu pha A,B,C, điểm cuối pha X,Y,Z Để nối hình người ta nối điểm cuối pha lại với tạo thành điểm trung tính Đối với nguồn, điểm cuối X, Y, Z cuộn dây máy phát điện nối lại với tạo thành điểm trung tính O Đối với tải, điểm cuối X’, Y’, Z’ nối lại với tạo thành điểm trung tính O’ Ba dây nối điểm đầu nguồn tải AA’, BB’, CC’ gọi dây pha D©y dÉn nèi ®iĨm trung tÝnh cđa ngn víi ®iĨm trung tÝnh tải, gọi dây trung tính 00 Dây pha thực tế gọi dây lửa, dây trung tính dây nguội Mạch có dây pha A, B, C gọi mạch pha dây Nếu mạch có dây pha dây trung tính A, B, C, gọi mạch pha bốn dây - Điểm trung tính ký hiệu N - Dòng điện cuộn dây pha gọi dòng điện pha ( IP ) - Dòng điện dây pha gọi dòng điện dây (Id ) - Dòng điện dây trung tính gọi dòng điện trung tính (I0 ) - Điện áp đầu cuộn dây pha gọi điện áp pha ( UP ).đó điện áp dây pha dây trung tinh - Điện áp dây pha gọi điện áp d©y ( Ud ) A’ A IdA IPA UP Upn Io IPC Upt ZA 0’ ZB IPB C B Ud C’ ZC B’ IdB IdC Khoa §iƯn - §iƯn Tử 104 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Ngun Thµnh Nam Quan hệ đại lượng dây - pha a Quan hệ dòng điện dây Id vaứ doứng ủieọn pha Ip Trong sơ đồ đấu ta có: - Dòng điện dây dòng ®iƯn pha: Id = IP b Quan hệ điện áp dây điện áp pha - Điện áp pha Up điện áp điểm đầu điểm cuối pha (hoặc dây pha dây trung tính) UpA = A - 0 = A =UA UpB = B - 0 = B =UB UpA = C - 0 = C =UC Điện áp dây Ud điện áp dây pha: Để vẽ đồ thò véc tơ điện áp dây, trước hết ta vẽ đồ thò véc tơ điện áp pha UA, UB, UC , sau dựa vào công thức ta dựng đồ thò véc tơ điện áp dây hình vÏ Ta có: – Về trò số, điện áp dây Ud lớn điện áp pha lµ lần Thật vậy, xét tam giác OAB từ đồ thò ta có: Khoa §iƯn - Điện Tử 105 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Deó thaỏy raống, ủieọn áp pha đối xứng, điện áp dây đối xứng – Về pha, điện áp dây UAB, UBC, UCA lệch pha góc 1200 vượt trước điện áp pha tương ứng góc 300 M¹ch ba pha phụ tải đấu có dây trung tính, trở kháng không đáng kể Giả sử tải pha có tổng trở ZA, ZB, ZC đấu thành hình sao, đặt vào nguồn điện áp pha đấu đối xứng Trở kháng dây nối nhỏ không đáng kể Vì điểm A -A; B - B ; C - C; O - đẳng Kết điện áp nguồn tải b»ng nhau: UA = U’A; UB = U’B; UC = UC Dòng điện pha là: IPA = UP UP ZA rA2 x A2 IPB = UP UP ZB rB2 xB2 IPC = UP UP ZC rC2 xC2 Góc lệch pha dòng ¸p: X X tgB RBB tgA RAA A cc IA IB B IC C X tgA RCC I0 Đèn Đ Tải pha Khoa Điện - Điện Tử 106 Tải pha CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam U A I Hc A ; ZA U IB B ZB U IC C ZC ; áp dụng định lt Kirchooff cho ®iĨm trung tÝnh, ta cã: I I I I A B C Nghĩa là: Dòng điện dây trung tính tổng ( số phức trị số tức thời) dòng điện pha Nếu dòng điện pha đối xứng tổng chúng không.(I0 = 0) Trong thực tế, nói chung dòng điện pha gần đối xứng nên dòng điện dây trung tính bé Vì dây trung tính thường dùng loại dây có tiết diện nhỏ so với dây pha Do tỉng trë cđa d©y trung tÝnh nhá cã thĨ bá qua, hai điểm 0, đẳng thế, nên điện áp pha nguồn đối xứng, điện áp tải đối xứng Kể tải pha không đối xứng Tuy nhiên, tải pha không đối xứng mà dây trung tính bị đứt, hai điểm không đẳng thế, điện áp ba pha tải đối xứng Phụ tải mắc vào mạch điện chia làm loại Loại thứ loại tải pha đèn sợi đốt, dụng cụ đốt nóng, động pha Loại không cần đảm bảo điều kiện pha cân Tuy nhiên, bố trí mạch điện, cần phân tải pha pha, nhằm đảm bảo dòng điện pha tương đối cân Loại tải pha thường mắc vào điện áp pha ( dây pha dây trung tính ) Điện áp định mức tải phải điện áp pha mạng điện Loại thứ hai loại tải pha, động pha, lò điện phaLoại phải đảm bảo tổng trở pha đối xứng, dòng điện không cần dùng dây trung tính, cần dây pha nối với pha mạng Điện áp dây định mức tải phải điện áp dây mạng Bài tập ví dụ 1: Máy phát điện pha đấu có dây trung tính, điện áp pha Up = 240 V, mắc vào tải bóng đèn Có trở kháng pha ZA = rA = 20 ; ZB = rB = ; ZC = rC = 50 Điện trở dây nối bỏ qua Xác định dòng điện dây pha dây trung tính Giải: Lấy véc tơ U A lµm gèc, tøc U A = Up = 240 V Tõ ®ã: U B U Ae j120 240(cos1200 j sin1200 ) (120 j 208)V U C U A e j120 240(cos1200 j sin1200 ) (120 j 208)V Khoa Điện - Điện Tử 107 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Dòng điện pha, dòng điện dây U 240 IA A 12 A; I A 12 A ZA 20 U 120 j 208 IB B ( 15 j 26 ) A ZB VËy IB = 152 262 30 A U 120 j 208 IC C ( 2,4 j 4,16 ) A ZC 50 VËy IC = 2,42 4,162 4,8 A Dòng điện dây trung tính: I0 IA IB IC 12 15 j 26 j 2,4 j 4,16 (5,4 j 21,6) A I0 5,4 21,62 22 A M¹ch pha, tải đấu đối xứng Phụ tải pha có thành phần trở kháng giống gọi phụ tải ®èi xøng: rA = rB = rC = r x A = x B = xC = x Suy ZA = ZB = ZC = Z NÕu pha đấu đặt vào hệ điện áp pha đối xứng, ta có mạch pha đối xứng đấu Dòng điện pha đối xứng: IPA = IPB = IPC = IP = UP U = P Z r x Góc lệch pha dòng điện điện áp pha A = B = C = víi tg = x r Khi tải đối xứng: Khoa §iƯn - §iƯn Tử 108 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Vậy : mạch pha đấu đối xứng , dòng điện dây trung tính không, mạch phụ tải đối xứng, động pha, lò điện pha người ta bỏ dây trung tính đi, ta có mạch pha d©y IA IB 60 0 1200 IB IC Đồ thị véc tơ dòng điện pha đối xứng Khi mạch pha đối xứng, việc tính toán mạch pha tính theo pha, suy kết cho pha Bài tập ví dụ 2: Động pha, cuộn dây pha trạng thái làm việc ổn định, có điện trở , cảm kháng , đấu thành hình sao, đặt vào nguồn điện áp pha đối xứng, Ud = 380 V Xác định dòng điện qua cuộn dây pha, điện áp đặt vào cuộn dây, hệ số công suất pha Đáp số: UP = 220 V, IP = 22 A, cos = 0,8 Bµi PHƯƠNG PHÁP NỐI HÌNH TAM GIÁC Đại cương cách đấu tam giác Cuộn dây máy phát điện phụ tải pha nối theo hình tam giác Cách đấu sau: Đấu cuối cuộn AX với đầu cuộn BY Đấu cuối cuộn BY với đầu cuộn CZ Khoa Điện - Điện Tử 109 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Đấu cuối cuộn CZ với đầu cuộn AX Tức đấu X với B, đấu Y với C, ®Êu Z víi A Nh vËy pha sÏ tạo thành mạch vòng tam giác kín, ba đỉnh tam giác nối với ba dây dẫn, gọi dây pha Cách nối tam giác dây trung tính Nếu hệ s đ đ ba pha máy phát hoàn toàn đối xứng có dạng hình sin tổng s đ đ mạch vòng tam giác không e = eA + eB + eC = A A A’ A’ IAB IdA ZCA eC eA eB Ud ICA B’ C’ B C ZAB ZBC IBC IdB IdC Đấu nguồn thành tam giác Đấu tải thành tam giác EA EA +EB o 120o EC EB Đồ thị véc tơ Từ đồ thị véc tơ ta cã: E A E B EC Từ s đ đ mạch vßng kÝn: EO E A E B E C Khoa §iƯn - Điện Tử 110 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam c Các định lý, tính chất phép biến đổi Laplace Các định lý ¶nh gèc + TÝnh chÊt tun tÝnh: ¶nh cđa tổ hợp tuyến tính hàm fk(t) tổ hợp tuyến tính ảnh Fk(p) + ảnh Laplace đạo hàm gốc: Tìm ảnh Laplace (t): Dùng phương pháp toán phân đoạn để thực tích phân trên: Thay vào biểu thức tích phân ta được: Được ảnh Laplace đạo hàm gốc : (p) = pF(p) f(0) Phát biểu là: ảnh đạo hàm hạng lên gốc tích p với ảnh hàm gốc trừ sơ kiện gốc (giống ảnh phức đạo hàm điều hòa tích j với ảnh phức hàm điều hòa đó; có khác ảnh phức gắn với toán xác lập Khoa Điện - Điện Tử 159 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam hình sin nên không quan tâm đến sơ kiện) Có thể nói phép đạo hàm lên gốc gióng đôi với phép nhân với p ảnh gốc trừ sơ kiện: Chứng minh f(0) = f(- 0) nên có: Từ công thức thấy sơ kiện toán có ảnh đạo hàm gốc, tức thông tin sơ kiện có ảnh đạo hàm cần f(-0) nên không phân biệt toán chỉnh hay không chỉnh giải trình độ phương pháp toán tử Khi điều kiện đầu có : Vậy muốn xác định ảnh đạo hàm gốc cần phải tính sơ kiện toán + ảnh tích phân gốc : Ta có ảnh tích phân hàm gốc ảnh gốc chia cho p, hay phép tích phân lên gốc (ứng) dóng đôi với phép chia ảnh hàm gốc cho p + Định lý dịch gốc (chậm trễ) : Được mô tả biĨu thøc PhÐp dÞch gèc thêi gian øng víi phÐp nhân e-p lên ảnh + Định lý dịch ảnh : Khoa Điện - Điện Tử 160 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Được biểu diễn biểu thức Phép nhân e.t lên gốc ứng với phép dịch ảnh đoạn lên mặt phẳng phức + Định lý đồng dạng : Mô tả biểu thức + Định lý tích xếp : Mô tả biểu thức + Định lý đạo hàm ảnh : Mô tả biểu thức + Định lý tích phân ảnh : Mô tả biểu thức + Định lý giá trị bờ : Giá trị t = 0, t = d Các dạng ảnh - gốc thường gặp Khoa Điện - Điện Tử 161 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Phương pháp giải mạch Từ tinh thần phương pháp toán tử Laplace nêu mục trên, ta thấy giải QTQĐ theo bước : Khoa Điện - Điện Tử 162 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch ®iƯn Ngun Thµnh Nam Chun ngn kÝch thÝch thêi gian hệ phương trình vi phân mô tả trình độ với sơ kiện thành hệ phương trình đại số ảnh toán tử có chứa sơ kiện Việc làm thực chất vận dụng tính chất phép biến đổi Laplace để đại số hóa hệ phương trình vi phân Giải hệ phương trình đại số với ảnh toán tử phương pháp học phương pháp dòng nhánh, dòng điện vòng, đỉnh biến đổi tương đương để tính nghiệm ảnh Tìm nghiệm gốc tương ứng nghiệm ảnh Theo trình tự ta thấy cần phải lập hệ phương trình vi phân môt tả QTQĐ đại số hóa thành hệ phương trình đại số với ảnh toán tử Để tránh việc phải viết hệ phương trình vi phân sử dụng tính ưu việt mô hình mạch vẽ sơ đồ mạch để biểu diễn từ lập hệ phương trình đại số tính mạch, ta đưa khái niệm sơ đồ toán tử Laplace mô tả QTQĐ mạch điện Việc dẫn sơ đồ toán tử đại số hóa sơ đồ để hệ phương trình viết theo sơ đồ hệ phương trình đại số Sơ đồ toán tử Chúng ta biết quan hệ biến u i vùng lượng - định luật Ohm - nói lên phản ứng vùng lượng Vậy quan hệ ảnh điện áp U(p) với ảnh dòng điện I(p) vùng lượng rõ phản ứng toán tử vùng lượng Ta dẫn phản ứng vùng lượng đặc trưng phần tư R, L, C a Víi ®iƯn trë R : Từ phương trình trạng thái theo thời gian : uR(t) = R.iR(t) chuyển sang ảnh toán tử Laplace: Có phương trình trạng thái ảnh toán tử : Khoa Điện - Điện Tử 163 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Vậy điện trở sơ đồ toán tử R biểu diễn hình học (như hình vẽ) biểu diễn điện dẫn g R b Với điện cảm L : Từ phương trình trạng thái theo thời gian Có phương trình ảnh toán tử : Sơ đồ thay mạch nghiệm phương trình sơ đồ toán tử cuộn cảm L, có L.iL(-0) lượng biết nguồn áp gọi nguồn sơ kiện Nó tin tức nói lên trình cũ tác động vào mạch sau đóng mở (Biểu diễn hình vẽ ) Sơ đồ giống sơ đồ nguồn áp Têvênin, xác định sơ đồ nguồn dòng Norton tương ứng Thật giải phương trình IL(p) theo UL(p) ta có Trong iL (0) biết nguồn dòng gọi nguồn dòng sơ kiện, sơ đồ toán p tử nh h×nh vÏ sau: VËy cã thĨ biĨu diƠn L dạng sơ đồ toán tử nối tiếp hay song song, cần ta Khoa Điện - Điện Tử CĐ Nghề Nam Định 164 Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam thay L b»ng pL råi nèi tiÕp víi nguån ¸p s¬ kiƯn LiL(-0) Hay thay L b»ng pL nèi i (0) song song với nguồn dòng sơ kiện L (Lưu ý : chiều nguồn sơ kiện p chiều dòng IL(p)) c Với điện dung C : Từ phương trình trạng thái thời gian : Chuyển sang dạng ảnh : Được phương trình trạng thái ảnh theo dòng điện : Trong CuC(-0) nguồn sơ kiện, sơ đồ toán tử hình vẽ Phương trình trạng thái ảnh theo điện áp : Trong đó: uC (0) nguồn sơ kiện sơ đồ toán tử hình vẽ sau: P Để có sơ đồ to¸n tư cđa tơ C, ta thay C b»ng 1/pC nối song song với nguồn dòng Khoa Điện - Điện Tử 165 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam CuC(-0) Hoặc thay C 1/pC nối tiếp với nguồn áp sơ kiện uC (0) P ( Chú ý nguồn sơ kiện có chiều ngược chiều dòng IC(p) ) d Víi nh¸nh R - L - C : Khi sơ kiện không ta có quan hệ Ohm vùng lượng : UR(p) = R.IR(p), UL(p) = pL.IL(p), UC(p) = IC(p)/pC Nên sơ đồ toán tử nhánh R L - C (như hình vẽ sau) Từ rút định luật Ohm dạng toán tử cho nhánh không nguồn R - L - C : Trong ®ã: R + pL + Z(p) gọi tổng trở toán tử nhánh (tương tự pC tổng trở phức Z(j) mạch xác lập điều hòa thay j p) Ngược lại Y ( p) tổng dẫn toán tử Có biểu thức : I(p) = Y(p).U(p) Z ( p) e Với hai cuộn cảm L1, L2 có hỗ c¶m víi : Mkl = Mlk = M nh hình vẽ Biểu thức điện áp dạng phân bố thêi gian : Khoa §iƯn - §iƯn Tư 166 C§ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam (Chú ý tùy cực tính chiều dòng điện để áp hỗ cảm có dấu +) Chuyển sang dạng ảnh toán tử (như hình sau): đề cương ôn tập I- Lý thuyết: Câu 1: Tại vật dẫn lại có điện trở ? Giải thích dạng phụ thuộc ®iƯn trë vµo nhiƯt ®é (®èi víi vËt dÉn b»ng kim loại, dung dịch điện ly) (20 phút.) Câu 2: Dòng điện cho phép dây dẫn ? Tại cần bảo vệ tải cho mạch điện ? Trình bày nguyên tắc bảo vệ cầu chì (25 phút) Câu 3: Lập bảng so sánh hai cách đấu song song nối tiếp điện trở (định nghĩa, công thức xác định điện trở tương đương, dòng, áp chung điện trở, công suất) Hai ®iƯn trë b»ng nhau, ®Êu song song vµ ®Êu nối tiếp, trị số Rtd thay đổi (25 phút) Câu 4: So sánh hai cách đấu nguồn ®iƯn ( ®Êu song song vµ ®Êu nèi tiÕp) (20 phút) Câu 5: Thế dòng điện xoay chiều hình sin ? Phân biệt trị số tức thời, biên độ lượng hình sin Dòng điện biến đổi theo luật cosin có gọi dòng điện hình sin không ( 25 phút) Câu 6: Thế pha? Góc pha đầu? Sự lệch pha? Hai lượng hình sin pha có đặc điểm Muốn hai lượng hình sin bắng nhau, phảI thoả mãn điều kiện (25 phút) Câu 7: Tại mạch trở, dòng áp lại đồng pha ? nêu định luật ôm, vẽ đồ thị hình sin mạch (25 phút) Khoa Điện - Điện Tử CĐ Nghề Nam Định 167 Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Câu 8: Tại mạch điện cảm, dòng điện chậm pha sau điện áp 900 Nêu định luật Ôm vẽ đồ thị véc tơ mạch (25 phút) Câu 9: Thế tượng cộng hưởng điện áp Điều kiện để có cộng hưởng gì? ý nghĩa tượng cộng hưởng ( 25 phút) Câu 10: Hệ số công suất gì? Tại cần nâng cao hệ số công suất? Cách nâng cao hệ số công suất dùng tụ điện ( 25 phút) Câu 11: Phức tổng trở gì? Cách xác định nào? Phức tổng trở có khác với phức dòng điện ( điện áp) (20 phút) Câu 12: Phát biểu định luật Ôm định luật Kiếchốp dạng phức Có nhận xét định luật mạch điện xoay chiều so với mạch điện chiều ( 20 phút) Câu 13: Vẽ sơ đồ nối cuộn dây máy phát điện thành hình Ghi rõ đại lượng dây pha Quan hệ lượng dây pha nào? (20 phút) Câu 14: Có bóng điện loại đấu vào mạng điện pha đối xứng, điện áp dây Ud = 220 V Hãy vẽ sơ đồ đấu dây bóng trường hợp: a, Điện áp định mức bóng 127 V b, Điện áp định mức bóng 110 V ( 25 phút) Câu 15: Nêu vai trò dây trung tính mạch điện pha tải không đối xứng (20 phút) II Bài tập Bài 1: (30 phút).Cho mạch điện h×nh vÏ BiÕt E = V, r = 1,8 , R1 = , R2 = 2, R3 = Tìm: a, Cường độ dòng điện qua R3 b, Hiệu điện hai điểm A B c, Cường độ dòng điện qua R1, R2 E, r I R3 R1 B A R2 Bµi 2: (25 phót) Cho mạch điện hình vẽ Biết E = 2,8 V; r = ; R1 = 3; R2 = 6; Hãy tính: a, Công suất tiêu thụ mạch b, Công suất tiêu hao nguồn c, Công suất phát cđa ngn Khoa §iƯn - §iƯn Tư 168 C§ NghỊ Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam E, r I R1 R2 Bài 3: (35 phút).Cho sơ đồ mạch điện Biết 10 (F ) R = 100 , L (H) , C 2 i = 2 sin 100 t (A) a, Tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở mạch b, Viết biểu thức hiệu điện hai đầu toàn mạch c, Tính công suất P, Q mạch tiêu thụ R I L C B A Bµi 4: ( 35 phót) Cho mạch điện, với: 0,4 50 r = 30 ; L (H) ; R = 90 ; C (F) i= sin( 100 t I )( A ) R L,r C a, Tính tổng trở toàn mạch b, Viết biểu thức hiệu điện hai đầu toàn mạch c, Tính công suất P, Q mạch tiêu thụ Bài 5: ( 35 phút) Một đèn ống có điện trở R = 16 , m¾c nèi tiÕp víi mét chÊn lu cã ®é tù c¶m L 0,24 ( H ) , nội điện trở r0 = 12 Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện xoay chiỊu: u = 120 sin100t (V) a, T×m chu kỳ, tần số, tổng trở trị hiệu dụng dòng điện mạch b, Viết biểu thức, cường độ dòng ®iƯn tøc thêi theo t Bµi 6: ( 35 phót) Khoa Điện - Điện Tử CĐ Nghề Nam Định 169 Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Cho mạch điện nh h×nh vÏ: L R I C B E A Trong ®ã: R = 100 , L = 0,318 H, C = 50 F uAB = 100 sin100 t (V) a, Viết biểu thức cường độ dòng ®iƯn m¹ch b, ViÕt biĨu thøc hiƯu ®iƯn thÕ xoay chiều uAE, uEB c, Tìm công suất P đoạn mạch AB Bài (35 phút) Cho mạch điện hình vẽ: U A đèn L,r0 Mạch điện xoay chiều hình sin có tần số 50 Hz, bóng đèn giống hệt nhau, mắc song song Bộ bóng đèn mắc nối tiếp với cuộn cảm L = ( H ) điện trở hoạt ®éng r0 = 5, Am pe kÕ chØ A Nhiệt lượng toả toàn mạch điện thêi gian 10s lµ Q = 1200 J BiÕt am pe kế dây nối không ảnh hưởng đến cường độ dòng điện phân phối điện mạch a, Tính điện trở bóng đèn b, Tổng trở mạch c, Hệ số công suất mạch Bài 8.(35 phút) Một cuộn dây có điện trở R độ tự cảm L - Mắc cuộn dây vào mạng điện không đổi U = 12V, dòng điện qua cuộn dây 0,3 A - Mắc cuộn dây vào mạch điện xoay chiều f = 50 Hz U = 200V cường độ hiệu dụng qua cuộn dây A a, Tìm R L b Mắc cuộn dây vào mạch điện u = 282,8 sin 100 t (V) Khoa §iƯn - §iƯn Tư 170 C§ NghỊ Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Tính công suất hệ số công suất cuộn dây Bài 9.(35 phút) Một mạch điện pha có dây trung tính 380V/220V cung cấp điện cho 60 đèn sợi đốt, số hiệu định mức đèn Udm = 220 V, Pdm = 75W Số đèn phân cho pha a, TÝnh IA, IB, IC, I0, P tÊt bóng bật sáng b, Tính IA, IB, I0, P pha A có 10 đèn bật sáng pha B có 20 đèn bật sáng, pha C cắt điện c, Tính điện áp đặt lên đèn pha A, pha B pha A có 10 đèn sáng , pha B có 20 đèn sáng, pha C cắt điện, dây trung tính bị đứt đầu nguồn Bài 10: (35 phút) Phụ tảỉ pha đối xứng, trở kháng pha có r = 8, x = 6, đặt vào nguồn điện có Ud = 220 V Xác định dòng điện dây, công suất P, Q mạch tiêu thụ trường hợp a, Tải đấu b, Tải đấu tam giác Bài 11: (30 phút) Cho mạch điện pha đối xứng, phụ tải nối hình tam giác, tổng trở pha là: ZAB ZBC ZCA (5 j5 3) ( tøc lµ RP = ; XP = ) Đặt vào điện áp dây Ud = 220 V Hãy tính dòng điện dây, dòng điện pha, công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q vẽ đồ thị véc tơ Bài 12: (40 phút) Nguồn điện pha ®Êu sao, cã s®® pha ®èi xøng EA = EB = EC = 220 V, cung cÊp cho t¶i pha đấu có trở kháng ZA = rA = , ZB = rB = 0,4 , ZC = rC = 2,5 , Tỉng trë d©y trung tính ZN = (0,3 + j0,4) Xác định điện áp dòng điện pha tải Bài 13: (30 phót) T¶i pha ZA = +j4 (); ZB = 10 (),ZC = +j6 (); Đấu hình , đặt vào điện áp pha đối xứng Ud = 380 V Xác định dòng điện dây, công suất mạch tiêu thụ Khoa Điện - Điện Tử 171 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Mục lục Néi dung Trang Lêi giíi thiƯu Chương 1: Các khái niệm mạch điện Bài Mạch điện mô hình Bài Các khái niệm mạch điện 11 Bài Các phép biến đổi tương đương 13 Chương 2: Mạch điện chiều Bài Các định luật, biểu thức mạch chiều 18 Bài Các phương pháp giải mạch chiều 30 Chương 3: Dòng điện xoay chiều hình sin Bài Khái niệm dòng điện xoay chiều 48 Bài Giải mạch xoay chiều không phân nhánh 56 Bài Giải mạch xoay chiều phân nhánh 70 Chương 4: Mạch điện pha Bài Khái niệm chung 92 Bài Phương pháp nối hình 95 Bài Phương pháp nối hình tam giác 99 Bài Công suất mạch ba pha 101 Bài Giải mạch điện ba pha đối xứng 103 Bài Giải mạch điện ba pha không đối xứng 108 Chương 5: Giải mạch điện nâng cao Bài Mạng ba pha bất đối xứng 112 Bài Giải mạch điện xoay chiều có nhiều nguồn tác động 118 Bài Mạng hai cửa 124 Chương 6: Quá trình độ Bài Khái niệm trình độ mạch điện 139 Bài Tính toán thông số trình độ 144 Khoa Điện - Điện Tử 172 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam Tài liệu tham khảo 1- Kỹ thuật điện đại cương, Hoàng Hữu Thận- Nhà xuất công nhân kỹ thuật 1980 2- Kỹ thuật điện PGS-TS Đặng Văn Đào (chủ biên)- PGS-TS Lê Văn Doanh Nhà xuất khoa học kỹ tht- 2008 3- VËt lý líp 11 vµ 12 phỉ thông Vũ Thanh Khiết, Phạm Quý Tư, Nguyễn Phúc Thuần, Nguyễn Đức Thâm Nhà xuất giáo dục 2005 4- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang Vũ Văn Tẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 5- Kỹ thuật điện Nguyễn văn Tuệ Nhà xuất Đà Nẵng 2003 6- Kỹ thuật điện Trương Trí Ngộ Lê Nho Bội nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 7- Kỹ thuật điện Vương Song Hỷ Nhà xuất xây dựng Hà Nội-1996 Khoa Điện - Điện Tử 173 CĐ Nghề Nam Định ... = 24 0 V Tõ ®ã: U B U Ae j 120 24 0(cos 120 0 j sin 120 0 ) ( 120 j 20 8)V U C U A e j 120 24 0(cos 120 0 j sin 120 0 ) ( 120 j 20 8)V Khoa §iƯn - Điện Tử 107 CĐ Nghề Nam Định Giáo trình. .. Khoa §iƯn - §iƯn Tư 1 12 C§ NghỊ Nam Định Giáo trình Mạch điện Nguyễn Thành Nam tồn hai loại mạng điện 380 /22 0V (Ud = 380 V; Up = 22 0 V) mạng điện 22 0/ 127 V(Ud = 22 0 V; Up = 127 V) HiƯn t¹i ë níc... ( 2, 4 j 4,16 ) A ZC 50 VËy IC = 2, 42 4,1 62 4,8 A Dòng điện dây trung tính: I0 IA IB IC 12 15 j 26 j 2, 4 j 4,16 (5,4 j 21 ,6) A I0 5,4 21 , 62 22 A Mạch pha,