giải bài tập chương điện xoay chiều

GVHD: TS Nguyễn Hồng Quảng Mở đầu Điện kỹ thuật môn đợc ứng dụng rộng rải tựơng ®iƯn tõ tù nhiªn nh»m phơc vơ cho sinh hoạt ngời Để giải toán mạch điện ta sử dụng phơng pháp phân tích mạch điện nh: phơng pháp dòng điện nhánh, phơng pháp điện áp hai nút, phơng pháp dòng điện mạch vòng, phơng pháp biến đổi tơng đơng, phơng pháp xếp chồng việc sử dụng phơng pháp dựa định luật Ohm, định luật cảm ứng điện từ hai đinh luật Kiêchốp Sử dụng phơng pháp định luật để giải mạch điện nội dung đề tài Đề tài gồm phần: mở đầu, nội dung kết luận Trong phần nội dung gồm hai chơng: Chơng 1: Các phơng pháp giải mạch điện xoay chiều hình sin 1.1 Lý thuyết mạch điện 1.1.1 Khái niệm mạch điện 1.1.2 Kết cấu hình học mạch điện 1.2 Các định luật 1.2.1 Định luật Ohm 1.2.2 Định luật Kiếchốp 1.3 Mạch điện xoay chiều hình sin 1.3.1 Khái niệm mạch điện xoay chiều 1.3.2 Các thông số đặc trng 1.3.3 Các phơng pháp biểu diễn mạch điện 1.3.4 Các phơng pháp giải mạch điện Chơng 2: Một số sai lầm thờng gặp:nguyên nhân cách hạn chế 2.1 Nhầm lẫm cách xác định số nhánh số vòng 2.2 Nhầm lẫn giá trị cực đại giá trị hiệu dụng GVHD: TS Nguyễn Hồng Quảng 2.3 Nhầm lẫn chiều hiệu đện chiều suất điện động 2.4 Nhầm lẫn chiều dòng điện viết phơng trình 2.5 Nhầm lẫm lấy giá trị góc lệch pha Với cách học theo niên chế, thời gian bố trí giảng viên cho môn học tơng đối nhiều, giảng viên phân tích, làm rõ vấn đề cho sinh viên, sinh viên học nhẹ nhàng hơn, cách ghi, chép học thuộc, phải làm việc Còn cách học tín nh tại, giảng viên lại có nhiệm vụ ngời hớng dẫn cho sinh viên phơng pháp cách học nhiệm vụ học sinh viên, sinh viên phải tự học, tự phát huy khả tìm tòi học hỏi thân Nhng hầu hết với sinh viên cha làm đợc điều đó, với suy nghĩ nh trớc cách học nh đà làm cho sinh viên mắc nhiều lỗi học tập giải tập Trên thực tế, với môn điện kỹ thuật đợc học vào năm thứ hai chơng trình đại học trớc sinh viên đà đợc trang bị nhiều kiến thức thông qua việc học môn đại cơng nh: toán cao cấp tập môt, toán cao cấp tập hai, Nhng học môn điện kỹ thuật sinh viên b ngỡ gặp khó khăn với kiến thức liên quan đến môn học, điều làm cho sinh viên hay mắc sai lầm kiến thức dẫn đến sai lầm giải tập môn cụ thể giải tập môn điên kỹ thuật việc phát sà cha sai lầm cho sinh viên điều thiết rhực bổ ích, làm cho sinh viên cố thêm đợc kiến thức cũ tiếp thu đợc kiến thức cách dễ dàng hơn, nhằm tránh tình trạng sai lầm nối tiếp sai lầmảnh hởng tới kết học tập làm việc sinh viên Với lý ®a nhiƯm vơ nghiªn cøu thĨ nh sau: Nghiên cứu số sai lầm phổ biến sinh viên giải GVHD: TS Nguyễn Hồng Quảng tập mạch điện xoay chiều phân tích nguyên nhân dẫn đến sai lầm để đề xuất biện pháp, thủ thuật để sa cha sai lầm ể thực điều đà đa phơng án nghiên cứu cho thân mặt lý thuyết nh thực nghiệm Về mặt lý thuyết tiến hành nghiên cứu tài liệu nhằm làm rõ số khái niệm, số định luật liên quan tới việc giải mạch điện xoay chiều hình sin từ đa số phơng pháp để giải mạch điện Về mặt thực nghiệm đà nghiên cứu thực trạng sinh viên sử dụng phơng pháp vào việc giải mạch điện xoay chiều hình sin cụ thể việc giải mạch điện xoay chiều lớp 49A, 49B vật lý, 49xây dựng Và đà thấy hầu hết sinh viên giải mạch điện bị nhiều hạn chế thờng hay mắc phải sai lầm Thông qua việc nghiên cứu từ thực tế đúc kết kinh nghiệm thân đa số sai lầm thờng gặp sinh viên giải mạch điện xoay chiều đề xuất biện pháp để khắc phục Với đề tài đà số lỗi thờng gặp sinh viên giải mạch điện xoay chiều làm tài liệu cho sinh viên khóa sau tham khảo nhằm tránh số sai lầm không đáng có Với cấu trúc đề tài gồm ba phần liên hệ chặt chẻ với nhau: phần mỡ đầu, phần nội dung phân kết luận Trong phần nội dung gồm hai chơng chính: chơng 1, trình bày phơng pháp giải mạch điện xoay chiều hình sin, chơng 2, nói số sai lầm thờng gặp: Nguyên nhân cách hạn chế sai lầm ®ã Vµ thĨ nh sau: GVHD: TS Ngun Hồng Quảng Chơng phơng pháp giải mạch điện xoay chiều hình sin 1.1 Lý thuyết mạch điện 1.1.1 Khái niệm mạch điện Mạch điện hệ thống gồm thiết bị điện, điện tử ghép lại, xảy q trình truyền đạt, biến đổi lượng hay tín hiệu điện từ đo đại lượng dịng điện, điện áp 1.1.2 kÕt cÊu h×nh học mạch điện - Nhánh đoạn mạch gồm nhiều thiết bị điện đợc mắc nối tiếp, có dòng điện chạy qua T Nhánhải1 Ngu ån T ¶i GVHD: TS Ngun Hång Quảng Nhánh2 - Nút điểm gặp nha ba nhánh trở lên R1 R2 R3 - Mạch vòng lối khép kín qua nhánh 1.2 Các định luật bản: 1.2.1 Định luật Ohm: - Định luật Ohm cho đoạn mạch: I=U/R R - Định luật Ohm cho mạch điện: I=E/(R+r) Với r: ®iƯn trë cđa ngn E r R GVHD: TS Nguyễn Hồng Quảng 1.2.2 Định luật Kiếchốp: - Định luật Kiêchốp 1: i =0 Tổng đại số dòng ®iƯn t¹i mét nót b»ng Trong ®ã: NÕu quy ớc chiều dòng điện vào mang dơng chiều dòng điện mang dấu âm i1 i2 i3 đồ thị - Định luật Kiếchốp 2: i = i Nếu theo vòng kín với chiều tùy ý, tổng đại số điện áp phần tử tổng đại số sức điện động có mạch vòng Trong đó: Những sức điện động điện áp có dòng điện chiều với mạch vòng thi mang dấu dơng, ngợc lại mang dấu âm 1.3 Mạch điện xoay chiều hình sin 1.3.1 Khái niệm mạch điện xoay chiều hình sin : Mạch điện xoay chiều hình sin mà loaị mạch điện mà dòng điện biến đổi theo quy luật hình sin Cã biĨu thøc lµ: i = Ιmax sin( ωt + ) thờng biểu diễn hình 1.1 Imax t ϕ - Imax H×nh 1.1 GVHD: TS Nguyễn Hồng Quảng 1.3.2 Các thông số đặc trng - Trị số tức thời: Là giá trị dòng điện hình sin thời gian Thờng kí hiệu chữ in thờng (nh i) - Trị số cực đại: Là giá trị lớn mà dòng điện hình sin đạt đợc Thờng kí hiƯu b»ng ch÷ in hoa ( nh Ι max ) - Gãc pha: ( ωt + ϕ ): Lµ gãc pha dòng điện thời điểm t : Là góc pha ban đầu nếu: =0: iểm bắt đầu vẽ đồ thị biểu diễn từ gốc tọa đ >0:điểm bắt đầu vẽ đồ thị biểu diễn từ bên trái gốc tọa độ cách gốc góc 0 ϕ 0 a) b) u, i t c) ϕ