Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 2: Mạch điện xoay chiều hình sin

Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 2: Mạch điện xoay chiều hình sin gồm có những nội dung chính sau: Nhắc lại một số khái niệm về đại lượng hình sin, các phương pháp khác biểu thị đại lượng xoay chiều hình sin, phản ứng của nhánh với dòng điện xoay chiều hình sin,... Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

Chương II : MACH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN i = I m sin(ωt + ψ i ) ωt + ψ i ω = 2πf 0.6 co 0.4 t 0.2 fcb = 50Hz an T = 0,02s Biên độ Tần số Góc pha đầu th -0.2 u e = E m sin(ωt + ψ e ) cu Im ng 0.8 du o Đặc trưng: ng f= T i c om 2.1 Nhắc lại số khái niệm đại lượng hình sin -0.4 T ψi -0.6 -0.8 -1 u = U m sin(ωt + ψ u ) Khi so sánh đại lượng xoay chiều hình sin tần số : So sánh biên độ góc pha đầu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt *) Trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều hình sin Io i R c om Định nghĩa: 0.8 0.6 0.4 co ψi = T -0.4 -0.6 ∫ Ri dt ng th -0.8 -1 − cos(2ωt) 2 dt sin (ωt)dt = RIm ∫ T cu u sin(2ωt) T A~ = (t − ) 2ω A ~ = R Im T RIm2 -0.2 du o A~ = RIm2∫ p = Ri2 T T t 0.2 i = I m sin ωt Từ 0- T: A~ = ng Ao = RIo 2T i~ an Từ 0-T: Im CuuDuongThanCong.com Cân 2NL I = Im 2 R Io T = R Im T 2 Trị hiệu dụng https://fb.com/tailieudientucntt Em E = TT: c om Um U = Sau có trị hiệu dụng: Đặc trưng cho đại lượng xoay chiều hình sin tần số gồm : ng i = 2I sin(ωt + ψ i ) th an - Trị hiệu dụng ( I, U, E) - Góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) ng e = 2E sin(ωt + ψ e ) co u = 2U sin(ωt + ψ u ) du o *) Góc lệch pha u i: cu u Định nghĩa: sai lệch góc pha đầu ψu ψi: φ > 0: u vượt pha so với i φ < 0: u chậm pha so với i φ = 0: u, i trùng pha CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.3 Các phương pháp khác biểu thị đại lượng xoay chiều hình sin c om Dùng véc tơ : đặc trưng cho véc tơ gồm: ng ϕ A ϕ x co A A an Đặc trưng cho đại lượng ~ h.sin tần số gồm : * Lưu ý: U du o U u * Ưu điểm: I cu qui ước ng th Trị hiệu dụng ( I, U, E) góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) - Đ/L K1,2 : - Dụng cụ đo E k =n ∑I =0 k =1 ∑U ψi o k = n1 k =1 CuuDuongThanCong.com k I ψu k = ψe k =n2 ∑E k =1 k E https://fb.com/tailieudientucntt x Giả sử có mạch điện i1 = 2.20sin(ωt + 60 ) i = 2.10sin(ωt − 30 ) I = I + I2 I = I1 + I I = 20 + 10 = 22,36 Kết quả: cu ψ i ' = 26 34 ' u du o I2 10 = arctg ψ i ' = arctg 20 I1 ψ i = 33 26 ' I1 ψ i’ ψi 60o 30o I2 i = 2.22,36s in(ωt + 33 26 ') CuuDuongThanCong.com i2 I th ng 2 an ng 2.I sin(ωt + ψ i ) co Tìm : i = i1 + i2 = i1 c om Biết : i https://fb.com/tailieudientucntt x Dùng số phức : +j a Nhắc lại KN số phức • b c om A=a+jb Dạng đại số : du o A=a+jb A ϕ +1 an co a th ng J : số ảo = −1 = -j j * Có cách biểu thị SP : ng a, b : số thực A A = A e jϕ Dạng số mũ : Dạng ĐS: A = ϕ= cu u * Quan hệ dạng : a + b2 b arctg a CuuDuongThanCong.com Dạng số mũ : a= b= A cosϕ A sinϕ https://fb.com/tailieudientucntt * Các phép tính + , - số phức = A1 e jϕ1 A = A1 ± A2 = ? c om A1 = a1 + j b1 A2 = a2 + j b2 = A e jϕ2 a+jb ng = (a1 ± a2 ) + j (b1 ± b2) = co * Các phép tính *, / số phức ng th an A = A1 * A2 = A1 e jϕ1 * A e jϕ2 = A A e j( ϕ1 +ϕ2 ) = A e jϕ 2 cu u du o A1 A1 j( ϕ1 −ϕ2 ) A= = = A e jϕ e A2 A2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chú ý : Khi làm phép +,- SP nên biểu thị dạng ĐS Khi làm phép *, / SP nên biểu thị dạng số mũ co ng c om Nhân số với j quay số góc 90o Chia số cho j quay số góc (- 90o) ng Đặc trưng cho SP gồm: th an b Biểu thị đại lượng xoay chiều hình sin SP : A ϕ du o Đặc trưng cho đại lượng ~ h.sin tần số gồm : cu u Trị hiệu dụng ( I, U, E) góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) Qui ước: • I = Ie CuuDuongThanCong.com jψ i • U = Ue jψ u • E = Ee jψe https://fb.com/tailieudientucntt * Các phép tính đạo hàm tích phân biểu thị số phức : • Phép đạo hàm : Dạng tức thời: i(t) = 2I.sin ωt c om co π = Ie ωe j0 j π I = Ie j0 • = jω.I th Dạng số phức: Iωe j ng di π  = 2Iω.cosωt = 2Iω.sin  ωt +  dt 2  an Khi đó: Dạng số phức: • ng • Phép tích phân : cu u du o I I π  ∫ idt = ω ( −cosωt ) = ω sin  ωt −  Dạng số phức: CuuDuongThanCong.com I e ω −j π = Ie e ω j0 −j π • j • = I = − I jω ω https://fb.com/tailieudientucntt 2.4 Phản ứng nhánh với dịng điện xoay chiều hình sin Nhánh trở i R = 2I R sin ωt uR 2RI R sin ωt co ng ( 1) (2) UR = RIR du o => ng th an => uR = RiR = R c om iR cu u ϕR = ψu - ψi = • Dạng véc tơ: UR • Dạng số phức: • • U R = R IR CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt IR tiêu thụ NL • Quá trình lượng : u i p L =U L I Lsin(2ωt) c om 0.8 0.6 p 0.4 CS tiêu tán TB : 0.2 ng T PL = ∫ p L dt = T0 th an phát NL co -0.2 T -0.4 -0.6 -0.8 -1 du o ng KL: - Phần tử điện cảm L không tiêu tán lượng u - Là phần tử tích phóng lượng từ trường cu Để đặc trưng cho QTNL điện cảm đặt: ULIL = QL CS phản kháng QL = XL IL2 CuuDuongThanCong.com [VAr] https://fb.com/tailieudientucntt Nhánh điện dung i C = 2IC sin ωt C uC ng UC = XCIC XC = 1/(ωC) th ϕ = ψu - ψi = -90o ng u C = 2U C sin(ωt + ψ u ) an co 1 = IC (−cosωt) u C = ∫ i C dt ωC C uC = I C sin ( ω t-9 ) ωC c om iC du o u • Dạng véc tơ: UC cu • Dạng SP : IC • • U C = − jX C IC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Q trình lượng : tiêu thụ NL u i p C = -U C ICsin(2ωt) c om 0.8 0.6 p 0.4 0.2 ng CS tiêu tán TB: -0.2 co T PC = ∫ p C dt = T0 an -0.4 ng th phát NL -0.6 -0.8 -1 du o KL: - Phần tử điện dung C không tiêu tán lượng cu u - Là phần tử tích phóng lượng điện trường Để đặc trưng cho QTNL điện dung đặt: -UCIC = QC CS phản kháng CuuDuongThanCong.com QC = -XC IC2 [VAr] https://fb.com/tailieudientucntt R i Nhánh R – L – C nối tiếp u = 2U sin(ωt + ψ u ) =ϕ an = I R +( X L -X C ) U = UR +( UL -UC )2 ng du o z= R +X th C UC = Iz X UR u cu ϕ = ψu z ϕ X R CuuDuongThanCong.com UL U X L -X C = arctg X U L -U C ϕ = arctg = arctg UR R R Tam giác tổng trở: L uL uC co U = UR + UL + UC z u ng u = uR + uL + uC c om i = 2I sin ωt uR https://fb.com/tailieudientucntt I - Khi XL > XC X > 0, ϕ >0 UL UC U I ϕ UL co ng UC I t/c điện dung UR I ϕ th U chậm sau X < 0, ϕ