Bài giảng điện kỹ thuật đh phạm văn đồng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA CƠ BẢN BỘ MÔN VẬT LÝ Biên soạn: Đỗ Mƣời ĐIỆN KỸ THUẬT Tháng 12-2016 LƯU HÀNH NỘI BỘ TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA CƠ BẢN BỘ MÔN VẬT LÝ Biên soạn: Đỗ Mƣời KỸ THUẬT ĐIỆN Tháng 12-2016 LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .6 CHƢƠNG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1.1 Khái niệm chung mạch điện xoay chiều ba pha .7 1.2 Cách nối hình (Y) 1.3 Cách nối hình tam giác   .12 1.4 Công suất mạch ba pha 13 1.5 Ứng dụng cách nối hình tam giác 15 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 16 CHƢƠNG MÁY BIẾN ÁP 19 2.1 Khái niệm chung máy biến áp 19 2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp .20 2.3 Các phƣơng trình cân điện từ máy biến áp 23 2.4 Hiệu suất máy biến áp .30 2.5 Máy biến áp ba pha 34 2.6 Các máy biến áp đặc biệt 35 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 40 CHƢƠNG MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 43 3.1 Khái niệm chung .43 3.2 Cấu tạo máy điện không đồng ba pha 43 3.3 Từ trƣờng quay máy điện không đồng 44 3.4 Nguyên lý làm việc máy điện không đồng ba pha 49 3.5 Hệ số trƣợt dịng điện rotor động khơng đồng 50 3.6 Các phƣơng trình cân điện từ động điện không đồng ba pha 51 3.7 Momen quay động điện xoay chiều ba pha 59 3.8 Động điện không đồng pha 61 3.9 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy điện đồng 64 3.10 Nguyên lý làm việc động điện đồng .67 3.11 Phản ứng phần ứng điện áp máy phát điện đồng 69 3.12 Công suất momen điện từ máy điện đồng .72 3.13 Đƣờng đặc tính ngồi đặc tính điều chỉnh máy phát đồng 74 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 76 CHƢƠNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 80 4.1 Cấu tạo 80 4.2 Nguyên lý làm việc máy điện chiều 81 4.3 Suất điện động momen điện từ máy điện chiều 83 4.4 Máy phát điện chiều 86 4.5 Động điện chiều 90 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 99 CHƢƠNG CÁC DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN VÀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN 102 5.1 Các khái niệm kỹ thuật đo lƣờng 102 5.2 Các cấu biến đổi điện 108 5.3 Đo dòng điện điện áp 116 5.4 Đo thông số mạch điện .121 5.5 Đo công suất đo lƣợng điện .127 5.6 Đo hệ số công suất cos  134 5.7 Đo lƣờng đại lƣợng không điện 136 5.8 Đo lƣờng số .137 CHƢƠNG AN TOÀN ĐIỆN 141 6.1 Tác dụng sinh lý dòng điện thể ngƣời .141 6.2 Các nguyên nhân gây tai nạn điện 142 6.3 Các biện pháp bảo vệ an toàn điện 146 6.4 Các phƣơng tiện bảo vệ xử lý có tai nạn điện 148 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG 152 PHỤ LỤC BIỂU DIỄN DỊNG ĐIỆN HÌNH SIN BẰNG SỐ PHỨC 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 157 LỜI NÓI ĐẦU Mơn học Kỹ thuật điện đƣợc giảng dạy khóa cho sinh viên ngành Sƣ phạm Vật lý Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng Đây môn học có tính giao thoa ngành Vật lý ngành khối kỹ thuật cơng nghệ nên q trình vật lý xảy máy móc thiết bị đƣợc đặc biệt quan tâm tài liệu Mục đích tài liệu cung cấp cho ngƣời học khái niệm sở kỹ thuật điện, từ cấu tạo - nguyên lý hoạt động máy móc, thiết bị đến ứng dụng chúng đời sống Với nội dung bao gồm phần: Mạch điện xoay chiều ba pha, máy biến áp, máy điện xoay chiều, máy điện chiều, dụng cụ đo điện - đo lƣờng điện, an toàn điện Ở cuối phần có hệ thống câu hỏi tập nhằm hệ thống hóa kiến thức học Ngồi ra, số phép biểu diễn dịng điện số phức đƣợc đƣa vào tài liệu nhƣ phần phục vụ tra cứu Vì lần lƣu hành, hẳn nhiên tài liệu không khỏi thiếu sót Ngƣời biên soạn xin chân thành tiếp thu ý kiến đóng góp đồng nghiệp Mọi ý kiến xin gởi về: Đỗ Mƣời, email: dmuoi@pdu.edu.vn Người biên soạn CHƢƠNG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1.1 Khái niệm chung mạch điện xoay chiều ba pha Nguồn điện xoay chiều ba pha hệ thống gồm ba suất điện động pha có biên độ, tần số, nhƣng lệch pha 120 hay chu kỳ Mạch điện ba pha gồm nguồn điện ba pha, đƣờng dây truyền tải tải ba pha Ngày nay, công nghiệp dùng rộng rãi điện dịng điện hình sin ba pha Động điện ba pha có cấu tạo đơn giản đặc tính tốt động pha Hơn nữa, việc truyền tải điện dòng điện ba pha tiết kiệm đƣợc kim loại màu việc truyền tải điện dịng điện pha Hình vẽ 1-1 vẽ mặt cắt ngang máy phát điện ba pha đơn giản Phần quay (rotor) nam châm điện N – S Phần tĩnh (stator) gồm sáu rãnh, cặp rãnh đặt dây quấn AX, BY, CZ, lệch 1200 hình học khơng gian Khi quay rotor, dây quấn cảm ứng suất điện động hình sin biên độ tần số Các suất điện động lần lƣợt đạt trị số cực đại thời điểm trục cực từ cắt dẫn ba cuộn dây, chúng lệch pha 1200 A Y N Z C S B X Hình 1-1 Máy phát điện ba pha Nếu chọn pha ban đầu sức điện động cuộn dây AX 0, suất điện động tức thời e A , e B , e C cuộn dây có dạng: e A  E max sin t     e B  E max sin t  1200 (1.1)  e C  E max sin t  1200  E max sin t  2400  Hoặc chuyển sang hiệu dụng phức:    Ee j0  00   e j120    1200 (1.2) C  e j120  e  j240  1200 0 Hình vẽ 1-2a, b vẽ đồ thị hình sin đồ thị vectơ biểu diễn suất điện động tức thời Nhìn hình vẽ ta thấy tổng suất điện động thời điểm không Hệ thống suất điện động ba pha nhƣ gọi hệ thống suất điện động ba pha đối xứng e eA eB eC EA 120 120 O EB          120 EC a) b) Hình 1-2 a) Đồ thị trị số tức thời sđđ ba pha b) Giản đồ vectơ sđđ ba pha Nếu dây quấn AX, BY, CZ nguồn điện nối riêng rẽ với phụ tải có tổng trở pha   ,   ,  C , ta có hệ thống ba pha gồm ba mạch pha không liên hệ nhau, mạch điện gọi pha mạch điện ba pha (hình 1-3) Các suất điện động, dây quấn máy phát phụ tải pha gọi suất điện động pha, dây quấn pha, phụ tải pha… sau ta quen gọi cách khơng xác dây quấn máy phát pha máy phát, phụ tải pha pha phụ tải Mỗi pha máy phát phụ tải có hai đầu ra: điểm đầu điểm cuối Điểm đầu pha ký hiệu chữ A, B, C; điểm cuối pha ký hiệu chữ tƣơng ứng X, Y, Z Chiều dƣơng dòng điện pha máy phát quy ƣớc từ điểm cuối đến điểm đầu, ngƣợc lại pha phụ tải từ điểm đầu đến điểm cuối A IA ZA X Z C Y IB B ZB ZC IC Hình 1-3 Hệ ba pha khơng liên hệ Hệ thống mạch ba pha khơng liên hệ đƣợc ứng dụng thực tế cần tới sáu dây dẫn không kinh tế Với cách nối pha máy phát phụ tải thành hình hình tam giác, pha mạch điện có liên hệ với mạch cần dây dẫn 1.2 Cách nối hình (Y) Id IA A A' UA Up U AB Ud O C B I0 IB O' C' B' IC Hình 1-4 Mạch ba pha bốn dây - Mạch ba pha mắc hình tức đấu ba điểm cuối X, Y, Z thành điểm chung gọi điểm trung tính (điểm O) Hình 1-4 vẽ mạch điện ba pha mà nguồn phụ tải nối hình - Dây dẫn nối với điểm đầu A, B, C gọi dây pha - Dây dẫn nối với điểm O gọi dây trung tính hay dây trung hịa - Nếu mạch có ba dây pha A, B, C gọi mạch ba pha ba dây Cịn có dây trung hịa A, B, C, O gọi mạch ba pha bốn dây - Dòng điện cuộn dây pha gọi dòng điện pha I p - Dòng điện dây pha gọi dòng điện dây I d - Dòng điện dây trung tính ký hiệu I - Điện áp hai đầu cuộn dây pha gọi điện áp pha U p - Điện áp hai dây pha gọi điện áp dây U d Quan hệ đại lƣợng dây pha Theo sơ đồ hình (hình 1-4) ta thấy: - Dịng điện cuộn dây pha dòng điện dây pha tƣơng ứng Suy dòng điện dây dòng điện pha: Id  Ip 1.3 - Điện áp dây hiệu hai điện áp pha tƣơng ứng Hình 1-5 vẽ đồ thị vectơ hệ điện áp ba pha đấu đối xứng Từ hình vẽ ta thấy vectơ số phức điện áp dây U AB , U BC , UCA vectơ số phức điện áp ba pha U A , U B , UC có quan hệ sau: U AB  U A  U B , U BC  U B  U C , 1.4 U CA  U C  U A 10 ta tiếp xúc tốt với dây pha, giá trị trung bình điện trở ngƣời R ng vào khoảng 1000 dịng điện qua thể là: I Ud 380V   0.38A  380mA R ng 1000 nguy hiểm cho ngƣời ngƣời có cách điện tốt đất Up Ud Hình 6-1 Tai nạn chạm phải hai dây pha mạng điện ba pha có điểm trung tính nguồn khơng nối đất Up Ud Up Ro Hình 6-2 Tai nạn chạm phải dây pha mạng điện ba pha có điểm trung tính nguồn nối đất Ở mạch ba pha có điểm trung tính nguồn điện nối đất, ta chạm phải dây pha (hình 6-2), điện trở ngƣời, điện trở giày dép, điện trở sàn điện trở nối đất nguồn tạo thành mạch nối tiếp Nếu nhƣ giày dép ẩm ƣớt, đất ẩm ƣớt hay sàn dẫn điện tốt điện trở vật nhƣ điện trở nối đất R nguồn điện bỏ qua so với điện trở ngƣời, dòng điện qua thể là: I Up R ng  220V  0.22A  220mA 1000 143 Dòng điện lớn, gây chết ngƣời Tuy nhiên ngƣời giày cao su cách điện tốt (giả sử có điện trở 45000 ) đứng sàn gỗ khơ (giả sử có điện trở 100000 ) dịng điện qua ngƣời trƣờng hợp là: I 220V  0.0015A  1.5mA 1000  45000  100000 Dịng điện khơng nguy hiểm ngƣời Qua ví dụ đây, ta thấy để bảo vệ cho ngƣời giày cao su cách điện tốt nhƣ sàn gỗ khơ có vai trị quan trọng Up Ud Ud Hình 6-3 Chạm phải pha mạng điện ba pha có điểm trung tính nguồn không nối đất Trong mạch điện ba pha khơng nối đất, ta chạm phải pha điện trở ngƣời với điện trở dây pha đất (điện trở dây pha đất hình 6-3 cách điện khơng thật hoàn hảo mối liên hệ điện dung dây pha đất gây dung kháng dây pha đất) tạo thành mạch kín (hình 73) coi nhƣ ta đồng thời chạm vào hai pha Đối với mạng điện dƣới 1000V, cách điện dây pha đất tốt, điện trở thƣờng lớn, dòng điện qua ngƣời nhỏ khơng nguy hiểm cho ngƣời chạm phải pha Nhƣng pha mạng điện bị chạm đất mà ta lại đứng đất chạm phải dây pha khác, lúc coi ngƣời chịu tác dụng điện áp dây mạng dòng điện qua ngƣời 144 I Ud R ng lớn làm nguy hiểm đến tính mạng Một nguyên nhân khác thƣờng gặp tai nạn điện ngƣời chạm phải phận kim loại không nối trực tiếp vào mạng điện (nhƣ vỏ động cơ, vỏ thiết bị điện…) nhƣng thiết bị làm việc lâu ngày trở nên dẫn điện, tƣợng đƣợc coi tƣợng chạm vỏ Thiết bị điện bị chạm vỏ thƣờng khó phát trƣớc, ngƣời sử dụng dễ bị điện giật Tai nạn phóng điện hồ quang phần mang điện áp cao ngƣời cự ly ngắn thƣờng xảy Đôi tai nạn điện xảy ngƣời không tiếp xúc với dây pha hay phận thiết bị điện, tai nạn xảy điện áp bƣớc Điện áp xuất đƣờng dây tải điện bị đứt rơi chạm đất, có dịng điện tản chạy từ nơi dây điện chạm đất vào đất, mà điểm đất có điện định Điểm nơi dây điện chạm đất, có điện điện đƣờng dây, xa điểm chạm đất điện giảm (hình 6-4) Điện áp hai điểm cách bƣớc chân (khoảng 0.8m) gọi điện áp bƣớc Trong vịng bán kính 20m kể từ điểm dây dẫn chạm đất ngƣời súc vật lại vùng chịu điện áp bƣớc có dịng điện chạy qua thể Vì đƣờng dây mang điện bị đứt chạm đất ta phải cắt điện ngay, chƣa kịp phải cấm không cho ngƣời hay súc vật qua lại gần nơi A B E F C G D Ði?m ch?m d?t m 0,8 2,4 20 Hình 6-4 Sự phân bố điện đất khoảng cách khác nhau, kể từ điểm dây dẫn chạm đất 145 Trên tai nạn điện thƣờng xảy mạch điện hạ áp thƣờng có điện áp từ 110V đến 380V Đối với mạch điện cao áp thƣờng có giá trị từ 6kV đến 500kV hay cao nữa, tai nạn điện xảy ngƣời chƣa tiếp xúc với điện áp Con ngƣời tới gần đƣờng dây cao áp trạm biến thế, bị phóng điện vào thể Ở điều kiện mơi trƣờng bình thƣờng, tiêu phóng điện chắn 30kV/cm Đƣờng điện cao áp, trạm biến áp có cấp điện áp nhỏ 66kV thƣờng gần khu dân cƣ để dẫn đến trạm hạ áp; đƣờng dây cao khoảng đến 10m, cơng trình (ví dụ nhà cửa nhân dân) xây dựng vi phạm khoảng cách an tồn đƣờng dây trạm bị phóng điện làm chết ngƣời 6.3 Các biện pháp bảo vệ an toàn điện 6.3.1 Tiếp địa bảo vệ Biện pháp đƣợc áp dụng mạch điện ba pha có điểm trung tính nguồn khơng nối đất Khi ngƣời ta nối vỏ máy động hay phần kim loại không mang điện thiết bị điện với hệ thống tiếp địa bảo vệ Hệ thống thƣờng đƣợc làm ống thép đƣờng kính – 5cm thép có kích thƣớc từ 40x40 đến 60x60mm dài quãng 2.5 – 3m Tất hệ thống đƣợc hàn lại với chôn sâu đất để đảm bảo điện trở nối đất nhỏ (thƣờng bé 10 ) Thông thƣờng ngƣời ta sử dụng kết cấu kim loại chơn đất nhƣ ống nƣớc, vỏ chì dây cáp hay cấu trúc kim loại khác làm tiếp địa bảo vệ Nhờ có điện trở tiếp địa nhỏ nên thiết bị bị chạm vỏ vô ý chạm phải ngƣời chịu điện áp nhỏ tác dụng khơng gây nguy hiểm (hình 6-5) C B A f td Hình 6-5 Tiếp địa bảo vệ động điện 146 6.3.2 Nối dây trung tính Ở mạng điện ba pha có điểm trung tính nguồn nối đất ngƣời ta không sử dụng tiếp địa bảo vệ nhƣ nói khơng an toàn cho ngƣời Ở mạng điện này, ngƣời ta thực việc bảo vệ chạm vỏ cách nối vỏ máy hay phần kim loại không mang điện thiết bị với dây trung tính Đó phƣơng pháp bảo vệ nối dây trung tính (hình 6-6) Nhờ cách bảo vệ nên động bị chạm vỏ mạch điện trở thành ngắn mạch pha Do dòng điện ngắn mạch lớn, thiết bị bảo vệ động hoạt động ngắt động khỏi mạng điện Nếu động bị chạm vỏ mà khơng đƣợc cắt khỏi mạng điện (ví dụ dây trung tính bị đứt) khơng động mà tất thiết bị khác nối với dây trung tính có điện cao so với đất gây nguy hiểm cho ngƣời chạm phải Do vậy, cách bảo vệ nối dây trung tính loại cầu dao, cầu chì khơng đƣợc đặt dây trung tính để đảm bảo an tồn ngƣời ta phải thực tiếp địa lặp lại C B A Ingm Hình 6-6 Bảo vệ nối dây trung tính vỏ động điện 6.3.3 An tồn mạng cung cấp điện Mỗi đƣờng dây cao áp không, đƣờng cáp điện ngầm dƣới đất hay dƣới nƣớc có quy định hành lang bảo vệ suốt dọc đƣờng dây truyền điện Để đảm bảo an toàn khoảng cách từ đƣờng dây ngồi cùng, khơng có gió cơng trình cố định phải tn theo Quy định bảo vệ an toàn lƣới điện cao áp siêu cao áp nhƣ bảng 6.1 147 Bảng 6.1 Hành lang bảo vệ đường dây cao áp Đến 15m Điện áp (kV) Dây bọc Dây trần Khoảng cách (m) 35 110 220/230 500 Mặt khác, phải đảm bảo an toàn cho ngƣời không tiếp xúc với đƣờng dây trạm cao áp phải giữ khoảng cách an toàn tối thiểu ngƣời đến đƣờng dây tải điện phận có điện áp nhƣ bảng 6.2 Bảng 6.2 Khoảng cách an toàn tối thiểu đến dây tải điện cao áp Điện áp (kV)  15 15  35 35  110 Khoảng cách (m) 0.75 1.5 6.4 Các phƣơng tiện bảo vệ xử lý có tai nạn điện Để bảo vệ ngƣời làm việc với thiết bị điện khỏi bị tác dụng dòng điện, hồ quang cần phải sử dụng phƣơng tiện bảo vệ cần thiết Các phƣơng tiện bảo vệ chia thành nhóm: a) Phƣơng tiện cách điện, tránh điện áp (bƣớc, tiếp xúc, làm việc) gồm: sào cách điện, kìm cách điện, dụng cụ có tay cầm cách điện, găng tay cao su, giầy cao su, ủng cao su, đệm cách điện cao su b) Thiết bị thử điện di động, kìm đo dịng điện c) Bảo vệ nối đất di chuyển tạm thời, hàng rào, bảng báo hiệu d) Phƣơng tiện bảo vệ tránh tác dụng hồ quang, mảnh kim loại bị nung nóng, hƣ hỏng học: kính bảo vệ, găng tay vải bạt, dụng cụ chống khí độc 148 Hình 6-7 Các phương tiện bảo hộ dùng để ngăn ngừa tai nạn điện Phƣơng tiện bảo vệ cách điện chia làm hai loại: phụ - Phƣơng tiện bảo vệ có cách điện đảm bảo khơng bị điện áp thiết bị chọc thủng, dùng chúng để sờ trực tiếp phần mạng điện Phƣơng tiện bảo vệ thƣờng làm chất có đặc tính cách điện bền vững (bakelit, ebonit, ghêtinắc v.v…) - Phƣơng tiện bảo vệ phụ: thân chúng bảo vệ đƣợc mà phƣơng tiện phụ vào phƣơng tiện Loại bảo vệ Điện áp cao 1000 V Điện áp thấp 1000V Sào, kìm, găng tay cách điện, dụng cụ thợ điện có cán cách điện (10cm) Chính Sào, kìm Phụ Găng tay cách điện, đệm, Giầy, đệm, bệ cách điện bệ, giầy ống ngắn dài Phƣơng tiện bảo vệ phải đƣợc giữ gìn theo quy tắc định sẵn Trong trạm phân phối nhà, lối vào phải có chỗ dành riêng để thiết bị bảo vệ (móc treo dụng cụ, tủ để cất găng tay …) 149 Cần có bảng báo hiệu để báo trƣớc nguy hiểm cho ngƣời đến gần vật mang điện, cấm thao tác thiết bị gây tai nạn chết ngƣời, để nhắc nhở… Ví dụ bảng báo: “Điện cao – nguy hiểm”, Không trèo – nguy hiểm chết ngƣời”, “Khơng đóng điện – có ngƣời làm việc”… Việc kiểm tra thƣờng xuyên trạng thái cách điện thiết bị điện biện pháp quan trọng khác để ngăn ngừa tai nạn điện Ít năm lần phải kiểm tra trạng thái cách điện thiết bị mêgơmmet có điện áp định mức 1000V Đối với đƣờng dây điện lực thắp sáng điện trở cách điện chúng không đƣợc bé 0.5 M Thứ tự thao tác thiết bị khơng đóng cắt mạch điện nguyên nhân cố nghiêm trọng tai nạn nguy hiểm cho ngƣời vận hành Để tránh tình trạng quy trình vận hành thiết bị quy định nhƣ sau: - Ngƣời trực ban phải luôn có sơ đồ nối dây điện đƣờng dây Trong sơ đồ vẽ tình trạng thực thiết bị điện điểm có nối đất Ngƣời trực ban thao tác theo mệnh lệnh, trừ trƣờng hợp xảy tai nạn có quyền tự động thao tác báo cáo sau - Khi có nhiều ngƣời trực ban, thao tác phải hai ngƣời đảm nhiệm, ngƣời bậc III, ngƣời bậc IV - Sau nhận mệnh lệnh thao tác, trực ban phải ghi vào sổ làm phiếu thao tác, cần ý đặc biệt đến trình tự thao tác Khi có tai nạn điện mạng điện hạ trƣớc tiên, cách ta phải ngắt mạch điện cầu dao, cầu chì dùng vật liệu cách điện (gỗ…) để làm gián đoạn mạch điện Khi kéo ngƣời bị nạn khỏi mạng điện ta phải đeo găng tay cao su hay dùng vật liệu cách điện khác để kéo Sau đƣa ngƣời bị nạn vào chỗ thống mát, họ bị bất tỉnh phải gọi bác sỹ Trong chờ đợi phải mở hết chỗ quần áo bó hẹp nạn nhân (nhƣ cổ áo, thắt lƣng…) để khỏi cản trở hô hấp, dùng vật cứng cạy miệng nạn nhân, kéo lƣỡi lƣỡi thƣờng bị tụt sâu bên sau bị điện giật tiến hành làm hô hấp nhân tạo ngƣời bị nạn hồi tỉnh thở bình thƣờng Thổi ngạt kết hợp với ấn tim phƣơng pháp hiệu nhƣng cần ý nạn nhân bị tổn thƣơng cột sống không nên làm động tác ấn tim Hình 6-8 minh họa cấp cứu tạm thời nạn nhân hô hấp nhân tạo ấn tim lồng ngực 150 Hình 6-8: Hơ hấp nhân tạo ấn tim lồng ngực 151 CÂU HỎI ƠN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƢƠNG Dịng điện có tác dụng nhƣ thể ngƣời? Trị số dòng điện, thời gian, đƣờng tần số dòng điện giật thể ngƣời có ảnh hƣởng nhƣ nào? Trình bày quy định điện áp cho phép thể ngƣời? Điện áp bƣớc gì? Khoảng cách an tồn xa chỗ chạm đất dây dẫn điện để xem điện áp bƣớc không? Hãy nêu biện pháp bảo vệ an toàn điện phạm vi ứng dụng chúng Có phƣơng tiện bảo hộ để ngăn ngừa tai nạn điện? Khi gặp ngƣời bị điện giật cần phải làm gì? Trình bày cách cấp cứu ngƣời bị điện giật Một mạng điện ba pha điện áp 380/220V có trung tính trực tiếp nối đất, có điện trở nối đất r0  4 Một ngƣời đứng có điện trở dƣới chân ngƣời khơng, chạm vào pha mạng Ngƣời có điện trở ngƣời R ng 1000 Nếu coi điện trở cách điện mạng lý tƣởng; tính dịng điện qua ngƣời Đáp số: I ng  0.22A Một mạng điện ba pha điện áp 380/220V có trung tính trực tiếp nối đất, có điện trở nối đất r0  4 Một dây pha bị đứt chạm đất có điện trở chỗ chạm đất 12 Hãy tính dịng điện chạm đất Đáp số: I đ  13.75A 152 PHỤ LỤC BIỂU DIỄN DÕNG ĐIỆN HÌNH SIN BẰNG SỐ PHỨC Cách biểu diễn số phức Trong mặt phẳng tọa độ phức, số phức C đƣợc biểu diễn dƣới dạng sau đây: Dạng đại số: C  a  jb Dạng lƣợng giác: C  Ccos   jCsin  Dạng hàm mũ: C  Ce j  C Trong j   đơn vị ảo; a phần thực, jb phần ảo; C  a  b môđun (độ lớn) số phức   arctg b argumen (góc) a Một số phép tính số phức a) Hai số phức đƣợc coi phần thực phần ảo chúng tƣơng ứng b) Cộng trừ: Khi phải thực phép tính cộng trừ số phức, ta biểu diễn số phức dƣới dạng đại số tiến hành cộng (hay trừ) phần thực với phần thực, phần ảo với phần ảo Ví dụ: Cho hai số phức A1  a  jb, A  c  jd , gọi: A  A1  A Khi ta có: A  A1  A2  (a  c)  j(b  d);A  A1  A  (a  c)  j(b  d) c) Hai số phức đƣợc gọi liên hợp (liên hợp phức) phần thực chúng phần ảo chúng nhƣng khác dấu  Ví dụ: A  a  jb  Ae j   có liên hợp phức  A   a  jb  Ae j   153 * Tích hai số phức liên hợp cho ta số thực: A A  a  b2  A d) Nhân, chia: Muốn nhân (hoặc chia) hai số phức ta biểu diễn chúng dƣới dạng hàm mũ Số phức có đƣợc sau thực phép nhân (hoặc chia) có mơđun tích mơđun số phức thành phần có argumen tổng (khi thực phép nhân) hiệu (khi thực phép chia) argumen số phức thành phần Ví dụ: A1  a  jb  A1e j1 với A1  a  b , 1  arctg A2  c  jd  A 2e j2 , với A  c  d ,   arctg b a d c Với phép nhân ta có: A  A1 A2  A1e j1 A 2e j2  A1A 2e j 1 2  hay A  Ae j với A  A1 A   1   Với phép chia ta có: B  A1  A1e j1 A1 j 1 2  A  e  Be j với B  j2 A2 A2 A 2e A2   1   Ta nhân hai số phức đƣợc biểu diễn dƣới dạng đại số nhƣ thông thƣờng a  jbc  jd   ac  jbc  jad  j2 bd  (ac  bd )  j(bc  ad) j2  1 Khi hai số phức đƣợc biểu diễn dƣới dạng đại số, thƣơng chúng số phức; số có đƣợc cách nhân số chia số bị chia với liên hợp phức số chia Ví dụ: a  jb a  jb c  jd  ac  bd   jbc  ad    c  jd c  jd c  jd  c2  d2 e) Tích số phức với e j tƣơng ứng với việc quay vectơ biểu diễn số phức góc  ; tích số phức với e góc  j    j tƣơng đƣơng với việc quay vectơ biểu diễn  Biểu diễn đại lƣợng hình sin số phức Một dịng điện hình sin i  I sin t   hoàn toàn xác định ta biết đƣợc I (giá trị hiệu dụng),   Do ta biểu diễn đại lƣợng điện hình sin số 154 phức nhƣ sau: môđun số phức trị số hiệu dụng argumen (góc) số phức pha ban đầu Dòng điện phức: I  Ie ji  Ii Điện áp phức: U  Ue ju  U u Tổng trở phức nhánh R, X L , X C mắc nối tiếp Z  Ze j  Z cos   jZ sin   R  jX L  X C  Trong Z  R  X L  X C 2 ;   arctg XL  XC R Biểu diễn đại lƣợng mạch điện dƣới dạng số phức -Định luật Ohm I  U Z -Định luật Kirchoff cho nút I  nút -Định luật Kirchoff cho vịng kín  machvòng ZI   E mach vòng Các quy ƣớc dấu tƣơng tự nhƣ mạch điện chiều -Tổng trở phức tƣơng đƣơng Z tđ tổng trở mắc nối tiếp Z tđ  Z1  Z   Z n Z1 , Z , , Z n tổng trở phức thành phần -Tổng trở phức tƣơng đƣơng Z tđ nhánh mắc song song 1 1     Z tđ Z1 Z Zn Z1 , Z , , Z n tổng trở phức nhánh tƣơng ứng 155 Cách tính cơng suất mạch điện xoay chiều Gọi U  Ue ju điện áp phức tác dụng vào hai đầu đoạn mạch I  Ie ji dòng điện phức chạy qua đoạn mạch Ta có: * U I  Ue ju Ie ji  UIe  j u i   UIe j Trong  góc lệch pha điện áp U dòng điện I mạch điện UI *  UIe j  UI cos   jUI sin   P  jQ UI *  P  jQ 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Trần Hùng Điện Kĩ Thuật Nhà Xuất Bản Đại Học Sƣ Phạm, 2006 Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh Kỹ Thuật Điện Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 1997 Phan Trần Hùng, Nguyễn Văn Ánh Vật Lý Kĩ Thuật I Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2001 Trần Minh Sơ Kĩ Thuật Điện Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2001 Nguyễn Chu Hùng, Tôn Thất Cảnh Hƣng Kỹ Thuật Điện I Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP HCM Nguyễn Đình Thắng Giáo Trình An Toàn Điện Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2008 Nguyễn Văn Chất Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2007 Nguyễn Văn Tuệ Điện Học Cơ Bản Và Mạch Điện – Mạch Từ Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2003 Nguyễn Thành Vấn Điện Và Từ Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2008 10 Phan Thị Huệ Bài Tập Kỹ Thuật Điện – Trắc Nghiệm Và Tự Luận Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2008 11 Nguyễn Trọng Thắng, Lê Thị Thanh Hồng Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2008 157 ... việc chế độ động điện (biến đổi điện xoay chiều thành năng) nhƣ chế độ máy phát điện (biến đổi thành điện xoay chiều) Có hai loại máy điện đồng máy điện không đồng Máy điện đồng máy mà tốc độ... Động điện không đồng pha 61 3.9 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy điện đồng 64 3.10 Nguyên lý làm việc động điện đồng .67 3.11 Phản ứng phần ứng điện áp máy phát điện đồng. .. ĐIỆN VÀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN 102 5.1 Các khái niệm kỹ thuật đo lƣờng 102 5.2 Các cấu biến đổi điện 108 5.3 Đo dòng điện điện áp 116 5.4 Đo thông số mạch điện