Giáo trình của môn học gồm 7 chương với thời lượng 45 tiết. Giáo trình đã đề cập tới những kiến thức cơ bản nhất, để học sinh sinh viên có thể hiểu được các hiện tượng điện, từ xảy ra trong các phần tử của mạch điện và giải được các bài toán cơ bản trong phạm vi của nghề về mạch điện.
LỜI GIỚI THIỆU Cùng với cơng cuộc đổi mới cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, cơng nghệ ơ tơ đang phát triển mạnh mẽ Việt Nam. Sửa chữa, thay và lắp ráp ơ tơ đã trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất, đang phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế, đời sống đi lên Cùng với sự phát triển cơng nghệ ơ tơ, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề được Đảng, Nhà nước, Nhà trường và mỗi cơng dân quan tâm sâu sắc để có thể làm chủ được máy móc, trang thiết bị của nghề Được sự quan tâm sâu sắc của Đảng, Nhà nước và đặc biệt là Cơ quan chun mơn là Tổng cục dạy nghề Bộ lao động, Thương binh và X ã hội bộ giáo trình của nghề Cơng nghệ ơ tơ được biên soạn trên cơ sở Chương tr ình dạy nghề áp dụng cho các trường đạt chuẩn quốc gia của nghề Điện kỹ thuật là mơn học cơ sở trong chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề cơng nghệ ơ tơ .Việc học tập tốt mơn học này giúp học sinh, sinh viên có điều kiện để tiếp thu nội dung các kiến thức, kỹ năng chun mơn phần điện của nghề tiếp theo. Giáo trình của mơn học gồm 7 chương với thời lượng 45 tiết. Giáo trình đã đề cập tới những kiến thức cơ bản nhất, để học sinh sinh viên có thể hiểu được các hiện tượng điện, từ xảy ra trong các phần tử của mạch điện và giải được các bài tốn cơ bản trong phạm vi của nghề về mạch điện Mặc dù đã cố gắng, nhưng do thời gian và kiến thức cịn hạn chế nên giáo trình khơng thể tránh khỏi sai sót. Nhóm tác giả mong được sự góp ý của đồng nghiệp Xin trân trọng cám ơn! Tam Điệp, ngày… tháng… năm…… Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lê Thị Kim 2……… 3……… MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. DÒNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1. Khái niệm về dòng điện 1 chiều 1.2. Bản chất của dịng điện trong các mơi trường 1.3. Mạch điện, các phần tử tạo thành mạch điện 1.4. Các đại lượng đặc trưng quá trình năng lượng trong mạch điện 2. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN 2.1. Định luật Ôm 2.2. Định luật Jun Lenxơ 3. GHÉP ĐIỆN TRỞ VÀ GHÉP NGUỒN THÀNH BỘ 3.1. Ghép điện trở 3.2. Ghép nguồn thành bộ CHƯƠNG 2: ĐIỆN TỪ VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TỪ TRƯỜNG 1.1. Từ trường của dòng điện 1.2. Đường sức từ 1.3. Lực của từ trường tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện 2.HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 2.1. Định luật cảm ứng điện từ 2.2. Sức điện động cảm ứng trong dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường đều 3. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM, HỖ CẢM 3.1. Hệ số tự cảm 3.2. Sức điện động tự cảm 3.3. Hệ số hỗ cảm 3.4. Sức điện động hỗ cảm CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. ĐỊNH NGHĨA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1.1. Định nghĩa 1.2. Các đại lượng đặc trưng cho dịng điện xoay chiều hình sin 1.3. Sự lệch pha 2. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG NHÁNH THUẦN ĐIỆN TRỞ, ĐIỆN CẢM, ĐIỆN DUNG 2.1. Mạch điện xoay chiều trong nhánh thuần trở (R) 2.2. Dòng điện xoay chiều trong nhánh thuần cảm (L) 2.3. Dòng điện xoay chiều trong nhánh thuần điện dung (C) 3. Dòng điện xoay chiều trong nhánh R L C nối tiếp 3.1. Quan hệ dòng điện, điện áp 3.2. Định luật Ôm 3.3. Cơng suất của dịng điện hình sin 4. HỆ SỐ CÔNG SUẤT, Ý NGHĨA, BIỆN PHÁP NÂNG CAO NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 4.1. Định nghĩa hệ số công suất 4.2. Ýnghĩa 4.3. Biện pháp nâng cao hệ số công suất 5. HỆ THỐNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 5.1. Định nghĩa 5.2. Ý nghĩa của hệ thống dòng điện xoay chiều 3 pha 6. PHƯƠNG PHÁP NỐI DÂY MẠCH ĐIỆN BA PHA 6.1. Nối hình sao 6.2. Nối tam giác Bài tập chương 3 CHƯƠNG IV: VẬT LIỆU ĐIỆN 1. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 1.1. Khái niệm 1.2. Tính chất 1.3 Một số loại vật liệu dẫn điện thông dụng 2. VẬT LIÊU CÁCH ĐIỆN 2.1 Khái niệm 2.2. Tính chất 2.3 Một số loại vật liệu cách điện thông dụng CHƯƠNG V: DỤNG CỤ VÀ KỸ THUẬT ĐO ĐIỆN 1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 1.1 Khái niện và ý nghĩa của đo lường điện 1.2. Phân loại và ký hiệu dụng cụ đo 2. MỘT SỐ DỤNG CỤ THÔNG DỤNG 2.1. Ampe kế 2.2. Vôn kế 2.3. Công tơ điện 3. PHƯƠNG PHÁP ĐO MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN 3.1. Đo điện áp (một chiêu, xoay chiều) 3.2. Đo cường độ dòng điện (một chiều, xoay chiều) 3.3. Đo điện năng CHƯƠNG VI: MÁY ĐIỆN 1. MÁYBIẾN ÁP 1.1 Định Nghĩa 1.2. Phân loại máy biến áp 1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp 1 pha 2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 2.1. Định nghĩa 2.2. Cấu tạo 2.3. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện đồng bộ 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.1. Định nghĩa 3.2. Phân loại 3.3. Cấu tạo 3.4. Nguyên lý làm việc 4. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4.1 Định nghĩa 4.2. Phân loại 4.3. Cấu tạo 4.4.Nguyên lý làm việc CHƯƠNG 7: THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ 1. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 1.1. Nút bấm 1.2. Công tắc 1.3. Công tắc tơ 2. THIẾT BỊ BẢO VỆ 2.1 Cầu chì 2.2. Áp tô mát 2.3. Rơle điện từ CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH 07 01 Giới thiệu: I= q t Mạch điện một chiều được ứng dụng trong thực tế khơng nhiều, chủ yếu trên các thiết bị điện di động hoặc có cơng suất nhỏ. Song nghiên cứu kỹ mạch điện này làm cơ sở tư duy cho mạch điện xoạy chiều được ứng dụng rất phổ biến trong sản xuất và đời sống Mục tiêu: H ọ c xong ch ươ ng này ng ườ i h ọ c có kh ả năng: Trình bày được khái niệm, bản chất của dịng điện trong các mơi trường, các đại lượng và các định luật cơ bản của mạch điện một chiều; Trình bày được các cách ghép điện trở và ghép nguồn thành bộ; Thực hiện nghiêm túc nhiệm vụ học tập, rèn luyện tính cẩn thận và chính xác Nội dung: 1. DỊNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1. Khái niệm về dịng điện 1 chiều Dịng điện 1 chiều là dịng điện có chiều và trị số khơng thay đổi theo thời gian (1.1) Trong đó: q là điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn tính bằng C ( Cu lơng ) t là thời gian tính bằng S (giây) I là cường độ dịng điện tính bằng A ( Ampe) 1.2. Bản chất của dịng điện trong các mơi trường 1.2.1. Bản chất của dịng điện trong kim loại Kim loại ở thể rắn có cấu trúc như mạng lưới tinh thể ở các nút mạng là Iơn dương ln dao động xung quanh nút vị trí cân bằng của chúng . Giữa khoảng cách các Iơn là các Êlêctrơn tự do chuyển động hỗn loạn . Khi có Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn ( Điện trường E ) các Êlêctrơn tự do này chuyển rời theo hướng nhất định tạo ra dịng điện Vậy: Bản chất dịng điện trong kim loại là dịng Êlêctrơn tự do chuyển rời theo hướng xác định dưới tác dụng của hiệu điện thế 1.2.2 Bản chất của dịng điện trong chất khí Khi chập que hàn vào vật hàn thì chỗ tiếp xúc được nung nóng đồng thời khơng khí tại vùng đó cịng bị tác dụng bởi nhiệt . Một số phân tử khí mất Êlêctrơn tư do trở thành Iơn dương . Một số Êlêctrơn tự do kết hợp với phân tử khí trung hồ tạo thành Iơn âm . Khi tách que hàn ra khỏi vật hàn một khoảng vài milimét tức là đặt vào chất khí một hiệu điện thế thì cọc Iơn dương chạy về vật hàn ( Cực âm ) . Các Iơn âm chạy về que hàn ( Cực dưong ) tức là chúng chuyển động có hướng dưới tác dụng của hiệu điện thế Vậy: Bản chất dịng điện trong chất khí là sự chuyển rời có hướng của các Iơn và các Êlêctrơn tự do dưới tác dụng của hiệu điện thế 1.2.3 Bản chất của dịng điện trong chất điện phân Nhúng hai điện cực than vào dung dịch điện phân CuSO4 ( SunfatĐồng ) rồi mắc qua MiliAmpe kế vào nguồn điện. MiliAmpe kế chỉ một giá trị của dịng điện . Mấy phút sau ta thấy ở điện cực âm ( ) xuất hiện một lớp Cu ( Đồng ) H?nh 1.3: Th? nghi?m v? d?ng ?i?n trong ch?t ?i?n ph?n Vậy Iơn Cu++ chạy về cực âm ( ) thu Êlêctrơn Iơn SO4 chạy về cực dương ( + ) nhường Êlêctrơn Vậy: Dịng điện trong chất điện phân là dịng chuyển rời có hướng của các Iơn dưới tác dụng của hiệu điện thế 1.3. Mạch điện, các phần tử tạo thành mạch điện 1.3.1. Đ ị nh nghĩa m ch đi ệ n M ch đi ệ n là t ậ p h ợ p các thi ế t b ị đi ệ n n ố i v i nhau b ằ ng các dây d ẫ n t o thành nh ữ ng vòng khép kí n dịng ệ n có th ể ch y qua. M ch đi ệ n th ườ ng g m các ph ầ n t sau: ngu n đi ệ n, ph ụ t ả i (t ả i), dây d ẫ n H inh 1.4 m ộ t ví d ụ v ề m ch ệ n ngu n ệ n là máy phát đi ệ n MF, t ả i g m đ ộ ng c đi ệ n ĐC và bóng đèn Đ, các dây d ẫ n truy ề n t ải đi ệ n năng t ngu n t i t ả i 1.3.2 Ngu n ệ n : Là thi ế t b ị phát ệ n V ề nguyên lí, ngu n đi ệ n là thi ế t b ị bi ế n đ ổ i các d ng năng l ượ ng nh c năng, hoá năng, nhi ệ t năng… thành đi ệ n năng Ví d ụ : pin, ắ c quy bi ến đ ổ i hoá thành ệ n năng, máy phát ệ n bi ế n đ ổ i c năng thành đi ệ n năng, pin m ặ t tr i bi ế n đổ i năng l ượ ng b ứ c x m ặ t tr i thành đi ệ n năng… 1.3.3 Dây d ẫ n: N ố i ngu n đi ệ n v i các ph ụ t ả i 1.3.4 Ph ụ t ả i : Là các thi ế t b ị tiêu th ụ đi ệ n năng và bi ế n đ ổ i đi ệ n thành d ng l ượ ng khác nh c năng, hố năng, nhi ệ t năng, quang năng…. Ví d ụ : đ ộ ng c ệ n tiêu th ụ ệ n năng và bi ế n ệ n năng thành c năng, bàn là, b ế p đi ệ n bi ế n đi ệ n năng thành nhi ệ t năng, bóng đi ệ n bi ế n đi ệ n năng thành quang năng… 1.3.5 Các thi ế t b ị ph ụ tr ợ: C ầ u dao, cơng t ắ c, c ầ u chì, pin hay ắ c quy… 1.4. Các đại lượng đặc trưng quá trình năng lượng trong mạch điện Đ ể đ ặ c tr ng cho quá tr ình năng l ượ ng trong m ộ t nhánh ho ặ c m ộ t ph ầ n t c ủ a m ch đi ệ n ta dùng hai đ i l ượ ng: d òng đi ệ n i và đi ệ n áp u. Công su ấ t c ủ a nhánh ho ặ c c ủ a ph ầ n t (hình 1.6) là: p = ui 1.4.1 Dịng đi ệ n Dịng đi ệ n i v ề tr ị s ố b ằ ng t ố c đ ộ bi ế n thiên c ủ a l ượ ng đi ệ n tích q qua ti ế t di ệ n ngang m ộ t v ật d ẫn i= dq dt (1.2) Chi ề u dò ng ệ n quy ướ c chi ề u chuy ể n đ ộ ng c ủ a ệ n tích d ươ ng trong đi ệ n tr ườ ng 1.4.2. Đi ệ n áp T i m ỗ i ể m m ch ệ n có m ộ t ệ n th ế Hi ệ u ệ n th ế (hi ệ u th ế ) gi ữ a hai ể m g ọ i ệ n áp Nh v ậ y ệ n áp gi ữ a hai ể m A và B có đi ệ n th ế ϕ A và ϕ B là: u AB = (ϕ A ϕ B ) (1.3) Máy điện một chiều kích từ nối tiếp : Dây cuốn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp : Gồm hai dây cuốn kích từ dây cuốn kích từ song song và dây cuốn kích từ nối tiếp trong đó làm việc chủ yếu là dây kích từ song song. 4.4.Ngun lý làm việc 4.4.1. Ngun lý làm việc của máy phát điện 1 chiều kích thích song song Lúc đầu máykhơng có dịng kích từ, từ thơng trong máy do từ dư của cực từ tạo ra bằng khoảng 2 3% từ thơng định mức. Khi quay phần ứng trong dây cuốn phần ứng sẽ tạo ra suất điện động cảm ứng do từ thơng sinh ra. Suất điện động này khép mạch cuộn dây kích từ ( R KT nhỏ nhất ) sinh ra dịng điện kích từ làm tăng từ trường cho máy. Q trình tiếp tục khi điện áp 91 đạt mức ổn định. Để máy thành lập điện áp cần phải có từ dư và chiều từ trường dây cuốn kích từ phải cùng chiều với chiều từ dư. Nếu khơng có từ dư ta phải mồi từ để tạo từ dư Nếu chiều hai từ trường ngược nhau ta phải đổi cực tính dây cuốn kích từ hoặc đổi chiều quay phần ứng Mạch phần ứng : U = UU – RUIU ; Mạch kích từ : U = IKT( RKT – RĐC ) IƯ = I + IKT 4.4.2. Ngun lý làm việc của động cơ điện 1 chiều kích thích nối tiếp Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi than th ì trong dây cuốn phần ứng có dịng điện. Các dây cuốn phần ứng nằm trong từ trường ( phần cảm ) sẽ chịu tác dụng tương hỗ lên nhau tạo lên mơ men tác dụng lên roto làm roto quay. Nhờ có phiến góp đổi chiều dịng điện nên dịng điện một chiều đưa vào phần ứng thành dịng điện xoay chiều đưa vào phần ứng giữ cho lực điện từ tác dụng lên roto theo một chiều nhất định đảm bảo cho động cơ có chiều quay khơng đổi Do cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng nên dịng điện kích từ bằng dịng điện phần ứng. Vì vậy cuộn dây kích từ có tiết diện lớn, số vịng ít và tiết diện nhỏ I = IƯ = IKT EU = U – ( RKT + RƯ )IU Nên khi chạy khơng tải hoặc tải nhỏ thì dịng điện nhỏ , từ thơng nhỏ làm tốc độ động cơ cao ta mắc thêm RMở để tránh gây hỏng hóc. Động cơ kích từ nối tiếp thích hợp cho chế độ tải nặng nề như ở các thiêt bị cần trục, cầu trục 93 CHƯƠNG 7: THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ Mã chương : MH 07 07 Giới thiệu: Điều khiển và bảo vệ là hai vấn đề cơ bản trong việc lắp đặt và sửa chữa các mạch điện.Vậy ứng dụng và nguyên lý hoạt động của các thiết bị này như thế nào, ta sẽ tìm hiểu trong chương này Mục tiêu: Mơ tả được cấu tạo và giải thích được ngun lý hoạt động của các thiết bị điều khiển và bảo vệ : nút bấm, cấu chì, cơng tắc, aptomat, cơng tắc tơ; Nhận biết được các loại khí cụ trên trong thực tế; Sử dụng và đấu nối được một số thiết bị điều khiển trong mạch điện đơn giản: cơng tắc, cầu chì, aptomat…; Thực hiện nghiêm túc nhiệm vụ học tập, giữ an tồn cho người và thiết bị trong q trình thực hành 1. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 1.1. Nút bấm 1.1.1. Cơng dụng và phân loại a. Cơng dụng Nút bấm là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các thiết bị điện bằng tay b. Phân loại: 3 loại Nút bấm thường mở Nút bấm thường đóng Nút bấm liên động 1.1.2. Ngun tắc cấu tạo và hoạt động Đối với nút bấm thường mở và thường đóng có 1 cặp tiếp điểm mỗi tiếp điểm được đấu với 1đầu dây điện và 1 lị xo + Với nút bấm thường mở ta tác dụng lực vào nút thì tiếp điểm được đóng lại, khi bng tay tiếp điểm vẫn đóng + Với nút bấm thường đóng ta tác lực vào thì tiếp điểm mở ra, khi bng tay tiếp điểm vẫn mở Đối với nút bấm liên động có chứa 2 tiếp điểm thường đóng và thường mở. Khi tác dụng lực vào nút bấm tiếp điểm thường mở đóng lại tiếp điểm thường đóng mở ra, khi bng tay ra tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu. 1.2. Cơng tắc 1.2.1. Cơng dụng và phân loại a. Cơng dụng 95 Cơng tắc là khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất nhỏ và có dịng điện định mức nhỏ hơn 6A. Cơng tắc thường có hộp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi đóng mở. Điện áp của cơng tắc nhỏ hơn hay bằng 5OOV Cơng tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác ngắt nhanh và dứt khốt hơn cầu dao b. Phân loại Phân loại theo cơng dụng làm việc, có các loại cơng tắc sau: + Cơng tắc đóng ngắt trực tiếp + Cơng tắc chuyển mạch (cơng tắc xoay, cơng tắc đảo, cơng tắc vạn năng), dùng dể đóng ngắt chuyển đổi mạch diện, đổi nối sao tam giác cho động cơ + Cơng tắc kiểu hộp +Cơng tắc vạn năng 1.2.2. Ngun tắc cấu tạo và hoạt động + Cơng tắc kiểu hộp Phần chính là tiếp điểm tĩnh 3 gắn trên các vành nhựa bakờlớt cách điện 2 có hai đầu vặn vít thị ra khỏi hộp . Các tiếp điểm động 4 gắn trên cùng trục và cách điện với trục, nằm các mặt phẳng khác nhau tương ứng với vành 2. Khi quay trục đến vị trí thích hợp sẽ có một số tiếp điểm động đến tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, cịn một số khác sẽ rời khỏi tiếp điểm tĩnh. Chuyển dịch tiếp điểm động nhờ cơ cấu cơ khí có núm vặn 5. Ngồi ra cịn có lị xo phản kháng đặt trong vỏ để tạo nên sức bật nhanh làm cho hồ quang được dập tắt nhanh chóng H?nh 7.3: C?ng t?c ki?u h?p H?nh 7.4: C?ng t?c v?n n?ng +Cơng tắc vạn năng Gồm các đoạn riêng rẽ cách điện với nhau và lắp trên cùng một trục có tiết diện vng . Các tiếp điểm 1và 2 sẽ đóng và mở nhờ xoay vành cách điện 3 lồng trên trục 4 khi ta vặn cơng tắc .Tay gạt cơng tắc có một số vị trí chuyển đổi trong đó các tiếp điểm sẽ đóng hoặc ngắt theo u cầu 1.3. Cơng tắc tơ 1.3.1. Cơng dụng Cơng tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện động lực bằng tay (thơng qua bộ nút ấn) hoặc tự động Cơng tắc tơ có thể dùng cho các mạch điện động lực có điện áp đến 500V, dịng điện định mức đến 800A và tần số đóng cắt đến 1500 lần trong một giờ Phân loại và ký hiệu + Phân loại Theo điện áp điều khiển: Loại 1 chiều hoặc xoay chiều Theo số cực: Loại 1 cực, 2 cực hoặc 3 cực 97 Theo cơng dụng: Loại đơn hoặc kép Theo ngun lý tác động: Loại điện từ, thuỷ lực hoặc khí nén Trong thực tế, ta thường gặp loại cơng tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ + Ký hiệu 1.3.2. Cấu tạo và ngun lý làm việc a. Cấu tạo Xét cơng tắc tơ xoay chiều 3 pha kiểu điện từ Các bộ phận chính của cơng tắc tơ + Lõi thép tĩnh (1) và lõi thép động (2) đều có dạng hình chữ E, được chế tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện được sơn cách điện, có bề dày từ 0,35 ÷ 0,5mm ghép lại với nhau. Lõi thép tĩnh (1) cố định. Lõi thép động (2) chuyển động lên xuống được dọc theo rãnh ở vỏ công tắc tơ + Cuộn hút (K) bằng dây đồng kỹ thuật điện, được quấn trên khung cách điện và lồng vào lõi thép tĩnh (1). Hai đầu dây nối với mạch điều khiển để tạo nam châm điện + Giá đỡ tiếp điểm động (3) bằng nhựa cách điện, bắt cố định với l õi thép động (2). Trên giá đỡ (3) gá các tiếp điểm động. Để thuận tiện cho việc lắp ghép, giá đỡ (3) thường được chế tạo thành nhiều khối rồi ghép với nhau + Các tiếp điểm chính (K1), tiếp điểm phụ thường mở (K2) và tiếp điểm phụ thường đóng (K3) đều có các tiếp điểm động có thể tiếp xúc với các tiếp điểm tĩnh theo kiểu bắc cầu để đóng cắt mạch điện. Các tiếp điểm tĩnh và động đều được làm bằng đồng, phần tiếp xúc bằng hợp kim dẫn điện tốt, chịu mịn, chịu được hồ quang + Vịng ngắn mạch (4) thường gắn trên lõi thép tĩnh (1) để chống rung. Lị xo hồi vị (5) ln có xu hướng đẩy tách hai lõi thép động và tĩnh ra xa nhau. Tuỳ từng loại cơng tắc tơ, lị xo (5) có 1 hoặc 2 chiếc * Ngun lý làm việc Cơng tắc tơ làm việc dựa trên ngun tắc của nam châm điện + Khi cuộn hút (K) chưa được cấp điện: Lị xo (5) đẩy lõi thép động (2) 99 tách xa lõi thép tĩnh (1). Các tiếp điểm chính (K1) và tiếp điểm phụ (K2) ở trạng thái mở, K3 ở trạng thái đóng (xem hình 4.1) + Khi cuộn hút (K) được cấp điện: Dịng điện này sẽ sinh ra từ thơng móc vịng qua cả hai lõi thép và khép kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thơng sẽ biến thiên theo chiều và trị số của dịng điện sinh ra nó. Xét tại một thời điểm nhất định, từ thơng đi qua bề mặt của hai l õi thép sẽ tạo thành ở hai bề mặt này hai cực NS trái dấu nhau (vào nam, ra bắc). Kết quả là hai lõi thép sẽ bị biến thành “nam châm điện“ và ln có xu thế hút nhau (khơng phụ thuộc vào chiều dịng điện chạy trong cuộn dây). Lõi thép động (2) sẽ bị hút phía lõi thép tĩnh (1) thắng lực cản của lị xo (5), kéo theo giá đỡ (3) làm cho các tiếp điểm chính (K1) và tiếp điểm phụ (K2) đóng lại, tiếp điểm phụ (K3) mở ra. Khi cuộn hút (K) bị cắt điện, lị xo (5) đẩy phần động về vị trí ban đầu Cơng tắc tơ là khí cụ điện đóng ngắt mạch điện hạ áp truyền động điện từ Cơng tắc tơ dùng để điều khiển mạch điện từ xa thường là đóng ngắt mạch DC hay AC (U = 500V) 2. THIẾT BỊ BẢO VỆ 2.1 Cầu chì 2.1.1. Cơng dụng Cầu chì là loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện và lưới điện khi bị sự cố q tải hoặc ngắn mạch. 2.1.2. Phân loại Cầu chì hạ áp dùng cho mạng điện dưới 1000V Cầu chì cao áp dùng cho mạng điện trên 1000V Cầu chì hạ áp gồm 5 loại Cầu chì lá Cầu chì ống Cầu chì tháo được Cầu chì khơng Cầu chì ren 2.1.3 Ngun tắc cấu động a. Cấu tạo tháo được tạo hoạt Cầu chì gồm có một ống sứ hai đầu có gắn hai tiếp điểm hình trụ bằng đồng. Dây chì được đặt trong ống sứ và nối vào hai tiếp điểm và ống sứ này được lắp vào đầu tiếp xúc bắt trên giá cố định của đầu cầu ch ì. Giá cố định được nối với dây điện b. Nguyên lý hoạt động Khi cho dòng điện chạy qua cầu chì với cường độ dòng điện nhỏ hơn cường độ dịng điện định mức của dây chảy thì dây chảy cho dịng điện qua và cầu chì làm việc bình thường. Khi dịng điện chạy qua lớn hơn dịng định mức nó toả nhiệt trên dây chảy và dây chảy chảy ra khơng cho dịng điện chạy qua Tuỳ theo chế độ tải của mạng điện ta phải chọn cỡ dây chảy cho hợp lý 2.2. Áp tơ mát 2.2.1.Cơng dụng Áp tơ mát là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (1 pha và 3 pha). Nó có cơng dụng bảo vệ q tải ngắn mạch sụt áp trong mạch điện. 2.2.2. Phân loại Áp tơ mát bảo vệ q dịng (ngắn mạch hoặc q tải) Áp tơ mát bảo vệ q điện áp Áp tơ mát kém điện áp Áp tơ mát bảo vệ chống giật (áp tơ mát vi sai) Áp tơ mát bảo vệ vạn năng 2.2.3. Ngun tắc cấu tạo và hoạt động a. Cấu tạo 101 H?nh 7.7: C?u t?o c?a ?p t?m?t Tiếp điểm áp tơ mát được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc 3 cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang) Khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang đóng trước tiếp theo là tiếp điểm phụ sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại tiếp điểm chính thì mở trước sau đến tiếp điểm phụ cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Hộp dập hồ quang để át tơ mát dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở. Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của át tơ mát và có lỗ thốt khí kiểu này có dịng điện giới hạn khơng q 50KA. Kiểu hở được dùng khi giới hạn d ịng điện cắt lớn hơn 50 KA hoặc điện áp lớn hơn 1000V (cao áp). Trong buồng dập hồ quang thơng dụng người ta thường dùng những tấm thép xếp thành lưới ngăn để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập hồ quang Cơ cấu truyền động cắt át tơ mát truyền động cắt át tơ mát có hai cách: bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện). Điều khiển bằng tay được thực hiện với các át tơ mát có dịng điện định mức khơng lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các át tơ mát có dịng điện lớn hơn 1000A Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo ngun lý địn bảy. Ngồi ra cịn có cách điều khiển bằng động cơ điện và khí nén Móc bảo vệ át tơ mát tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ gọi là móc bảo vệ sẽ tác động khi mạch điện có sự cố q dịng điện (q tải hay ngắn mạch) và sụt áp. b. Ngun lý hoạt động * Áp tơ mát dịng cực đại Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, áp tơ mát giữ được trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 4 khớp với móc 5 cùng một cụm với tiếp động. Bật áp tơ mát ở trạng thái ON với dịng điện định mức nam châm điện 1 và phần ứng 2 khơng hút. Khi mạch điện q tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 1 lớn hơn lực lị xo 3 làm cho nam châm điện 1 hút phần ứng 2 xuống làm bật nhả móc 4, móc 5 được thả tự do, lị xo 6 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của áp tơ mát được mở ra mạch điện bị ngắt * Áp tơ mát điện áp thấp 103 Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện át tơ mát được giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 4 khớp với móc 5 cùng một cụm tiếp điểm với tiếp điểm động. Bật át tơ mát ở trạng thái ON, với dịng điện định mức nam châm điện 1 và phần ứng 2 hút nhau. Khi mạch điện sụt áp q mức, lực hút điện từ ở nam châm điện 1 nhỏ hơn lực l ị xo 3 làm cho nam châm điện 1 sẽ nhả phần ứng 2 xuống làm bật nhả móc 4, móc 5 được thả tự do, lị xo 6 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của át tơ mát được mở ra mạch điện bị ngắt. 2.3. Rơle điện từ 2.3.1. Cơng dụng Rơle điện từ để bảo vệ các thiết bị điện khi dịng điện hay điện áp của nó tăng hay hạ q mức quy định 2.3.2. Cấu tạo và ngun lý làm việc a. Cấu tạo Rơle điện từ gồm có mạch từ dạng chữ C trên hai đầu mỏ có quấn hai nửa cuộn dây 2. Hai nửa cuộn dây này có thể đấu song song hay nối tiếp. Trục quay phần động có mang lá thép động 8, tiếp điểm động 6. L ò xo 3 nối với kim định để thay lực căng của lị xo do đó theo dõi được dịng điện tác động của rơ le Hình 7.9 .Cấu tạo rơ le điện từ 1.Khung từ hình chữ C 2 .Cuộn dây 3. Lò xo 4.Mặt Số đồng hồ của Rơle 5. Kim chỉ định 6.Tiếp điểm động 7.Tiếp điểm tĩnh 8.Lá thép 9. Đầu đấu dây b. Nguyên lý làm việc Khi dòng điện qua cuộn dây 2 vượt quá trị số tác động lên lực điện từ của cuộn dây 2 thắng sức căng của lị xo 3 hút lá thép 8 chuyển động về phía đầu cực, mạch từ tĩnh và tiếp điểm 6 nối tắt hai đầu tiếp xúc tiếp điểm 7 ta bảo vệ rơ le tác động 105 ... pha giữa d ịng? ?điện? ?và? ?điện? ?áp trong mạch? ?điện? ?xoay chiều khi có thuần? ?điện? ?trở, thuần? ?điện? ?cảm và thuần? ?điện? ?dung; ? ?Trình? ?bày được ý nghĩa của hệ số cơng suất và các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất;... Nên P = U.I (1.5) P là cơng suất của dịng? ?điện? ?trên mạch? ?điện? ?tính bằng W ( t ) A là cơng của dịng? ?điện? ?sản ra trên mạch? ?điện? ?tính bằng J ( Jun) U là hiệu? ?điện? ?thế giữa hai đầu mạch? ?điện? ?tính bằng V ( Vơn )... dong? ?điện? ?và thời gian dịng điện? ?chạy qua b. Cơng suất của dịng? ?điện Cơng suất của dịng? ?điện? ?là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh cơng của dịng? ?điện, nó có độ lớn bằng cơng của dịng? ?điện? ?sản ra trong một giây