Giáo trình Mạch điện (Ngành Điện công nghiệp)

1 UBND THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG GIÁO TRÌNH Mơn học/Mơ đun: Mạch điện NGHỀ:ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Hải Phịng, 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Tổng cục dạy nghề cảm ơn hoan nghênh thơng tin giúp cho việc tu sửa hồn thiện tốt tài liệu LỜI GIỚI THIỆU Trong trình đào tạo cho học sinh nghề Điện dân dụng, khái niệm ban đầu tượng, trình xảy trang thiết bị mà sau em học vô cần thiết Môn học Mạch điện trang bị cho học sinh ngành điện nói riêng khối kỹ thuật nói chung khái niệm, định luật điện, kiến thức điện từ, cảm ứng điện từ Giúp cho em biết tính tốn số tốn điện, phân tích tính tốn số mạch điện đơn giản dựa sở định luật học Có thể nói Mạch điện mơn học sở tảng cho môn học điện sau nên đòi hỏi em phải nắm vững khái niệm, định luật cơng thức tính tốn mạch điện, mạch từ, mạch điện chiều xoay chiều sở định luật, định lý mạch điện Các em phải biết vận dụng kiến thức học vào việc tính tốn mạch điện từ, việc phân tích tính tốn mạch điện Để q trình dạy học mơn Mạch điện thuận tiện hiệu hơn, giáo trình Mạch điện biên soạn Những kiến thức mà giáo trình mạch điện cung cấp giúp cho người học học tốt môn học mô đun: Kỹ thuật điện tử bản, trang bị điện, máy biến áp, động điện máy phát điện (nói chung) … chương trình đào tạo nghề Điện dân dụng Cấu trúc giáo trình bao gồm chương: Chương 1: Mạch điện chiều; Chương 2: Từ trường cảm ứng điện từ; Chương 3: Mạch điện xoay chiều Hải Phịng, ngày tháng năm 2019 Tổ mơn MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương 1: Mạch điện chiều Khái niệm dòng điện mạch điện 1.1 Dòng điện 1.2 Mạch điện Các định luật mạch điện 2.1 Định luật Ôm 2.2 Định luật Jun-Lenxơ 2.3 Định luật Kiếchốp (Kirchoff) Nguồn điện 3.1 Khái niệm nguồn điện 3.2 Nguồn điện chiều Phương pháp giải mạch điện phức tạp 4.1 Phương pháp dòng điện nhánh 4.2 Phương pháp dòng điện vòng 4.3 Phương pháp điện áp hai nút 4.4 Phương pháp xếp chồng 5 10 10 10 11 12 12 13 14 14 16 18 20 Chương 2: Từ trường – Cảm ứng điện từ Từ trường 1.1 Khái niệm từ trường, đường cảm ứng từ 1.2 Các đại lượng từ 1.3 Từ trường số dây dẫn mang dòng điện 1.4 Lực tương tác 1.5 Lực tác dụng hai dây dẫn có dịng điện Mạch từ 2.1 Khái niệm mạch từ 2.2 Định luật dòng điện toàn phần 2.3 Tương quan B, H đường cong từ hoá Cảm ứng điện từ 3.1 Định luật cảm ứng điện từ 3.2 Suất điện động cảm ứng 3.3 Hiện tượng tự cảm 3.4 Hiện tượng hỗ cảm 3.5 Dịng điện xốy 23 23 23 24 26 27 28 29 29 30 30 31 31 32 34 34 35 Chương 3: Mạch điện xoay chiều Mạch điện xoay chiều pha 1.1 Định nghĩa nguyên lý tạo dịng điện xoay chiều hình sin 1.2 Cách biểu diễn đại lượng xoay chiều hình sin 37 37 37 40 1.3 Mạch điện xoay chiều trở 41 1.4 Mạch điện xoay chiều cảm 41 1.5 Mạch điện xoay chiều dung 42 1.6 Mạch điện xoay chiều có điện trở, điện cảm, điện dung mắc nối tiếp 42 1.7 Mạch điện xoay chiều có điện trở, điện cảm, điện dung mắc song song.43 Mạch điện xoay chiều ba pha 47 2.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều ba pha 47 2.2 Các đại lượng mạch điện ba pha 48 2.3 Đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha 49 2.4 Giải mạch điện ba pha 52 Hệ số công suất 55 3.1 Ý nghĩa hệ số công suất 55 3.2 Biện pháp nâng cao hệ số cơng suất 56 MƠN HỌC MẠCH ĐIỆN Mã số mơn học: MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học bố trí sau học sinh học xong môn học chung, trước mô đun nghề Đây môn học lý thuyết sở giúp cho học sinh có khái niệm ban đầu chuyên ngành điện Môn học cung cấp kiến thức phận cấu thành mạch điện chiều xoay chiều, phương pháp biểu diễn giải mạch điện từ đơn giản đến phức tạp phương pháp khác dựa sở lý thuyết khác Học tốt môn học này, học sinh có sở để tiếp thu tốt môn học sở chuyên ngành khác chương trình đào tạo chuyên ngành Điện dân dụng Mục tiêu mơn học: * Về kiến thức: - Trình bày định luật mạch điện, phương pháp giải mạch điện chiều, xoay chiều - Xác định chiều dòng điện cảm ứng, véc tơ cảm ứng điện từ véc tơ lực điện từ ống dây, dây dẫn thẳng, vòng dây đặt từ trường nam châm vĩnh cửu - Giải thích số tượng điện từ thiết bị điện dân dụng * Về kỹ năng: - Vận dụng biểu thức để tính tốn thơng số kỹ thuật mạch điện chiều, xoay chiều, mạch ba pha trạng thái xác lập - Phân tích sơ đồ mạch đơn giản, biến đổi mạch phức tạp thành mạch điện đơn giản *Về thái độ: - Kiên nhẫn, tập trung, tỷ mỷ, xác, có tư sáng tạo, trách nhiệm Nội dung môn học: Số TT I Thời gian Tên chương mục Mạch điện chiều - Khái niệm dòng điện mạch điện Kiểm tra* Tổng Lý Thực hành (LT số thuyết Bài tập TH) 17 10 2 0 - Các định luật mạch điện - Nguồn điện - Phương pháp giải mạch điện phức tạp II Từ trường – Cảm ứng điện từ - Từ trường - Mạch từ - Cảm ứng điện từ III Mạch điện xoay chiều - Mạch điện xoay chiều pha - Mạch điện xoay chiều pha - Hệ số công suất Cộng 4 15 13 45 12 4 30 1 13 0 0 0 CHƯƠNG MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH08.01 Giới thiệu: Khái niệm, định nghĩa dòng điện, mạch điện, nguồn điện khái niệm, định nghĩa ngành điện Khi tìm hiểu giải mạch điện, khơng thể bỏ qua định luật mạch điện Từ áp dụng định luật để giải mạch điện từ đơn giản đến phức tạp phương pháp thích hợp khác nhau, tùy theo đặc điểm mạch cụ thể Chương cung cấp cho học sinh kiến thức điều đề cập Mục tiêu: - Trình bày khái niệm dòng điện, mạch điện, nguồn điện phương pháp giải mạch điện chiều - Giải mạch điện chiều phức tạp - Tuân thủ bước giải mạch điện - Tỉ mỉ, xác, có tư logic, trách nhiệm cơng việc Nội dung chính: Khái niệm dịng điện mạch điện Mục tiêu: - Trình bày khái niệm dịng điện mạch điện - Xác định số nhánh, nút, mạch vòng mạch điện cho 1.1 Dòng điện 1.1.1 Khái niệm dòng điện Dòng điện dịng chuyển dời có hướng điện tích điện trường Tùy theo môi trường khác mà chất dịng điện khác Ví dụ: Nếu kim loại dịng điện dịng chuyển dời có hướng electron tự do; chất điện phân dịng chuyển dời có hướng ion dương ion âm; khơng khí dịng chuyển dời có hướng điện tích dương điện tích âm 1.1.2 Tác dụng dịng điện Dịng điện có tác dụng: - Tác dụng nhiệt: Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn vật dẫn bị phát nóng Người ta sử dụng tác dụng nhiệt dòng điện để chế tạo thiết bị máy sấy, nồi cơm điện, lò nướng điện - Tác dụng quang: Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn vật dẫn bị phát sáng Người ta sử dụng tác dụng quang dịng điện để chế tạo bóng đèn sợi nung - Tác dụng hóa học: Khi có dịng điện chạy qua dung dịch hóa học làm cho tính chất hóa học chúng thay đổi Người ta sử dụng tác dụng hóa học dịng điện để điện phân, nạp ắc quy 1.1.3 Cường độ mật độ dòng điện Người ta biểu diễn độ “mạnh”, “yếu” dịng điện thơng qua tham số cường độ dịng điện Cường độ dòng điện trị số dịng điện tính tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua tiết diện ngang vật dẫn, đơn vị tính cường độ dịng điện Ampe (A): dq i= A (1- 1) dt Chiều quy ước dòng điện chiều chuyển động điện tích dương điện trường Trong tính tốn mạch điện, người ta sử dụng khái niệm mật độ dòng điện Mật độ dòng điện trị số dịng điện tính tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua đơn vị diện tích tiết diện ngang vật dẫn, đơn vị tính mật độ dòng điện A/mm2 Nếu tiết diện ngang vật dẫn S mật độ dịng điện tính: dq σ= A/mm2 (1- 2) S.dt 1.2 Mạch điện 1.2.1 Khái niệm mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn tạo thành mạch kín theo quy luật thiết kế trước, có dịng điện chạy qua Mạch điện thường bao gồm phần tử: nguồn điện, phụ tải, dây dẫn Hình 1- ví dụ mạch điện - Nguồn điện: Nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng khác năng, nhiệt năng, hóa thành điện - Tải: Tải thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang - Dây dẫn: Dây dẫn làm vật liệu dẫn điện tốt (đồng,nhôm ) dùng để truyền tải điện từ nguồn đến tải Dây dẫn Hình 1.1: Mạch điện Nguồn điện ĐC MF Phụ tải 1.2.2 Mơ hình mạch điện Để tiện lợi tính tốn thiết kế khảo sát trình điện từ xảy mạch điện người ta sử dụng mô hình mạch điện Mạch điện thực tế với thiết bị điện thay mơ hình mạch với phần tử lý tưởng đặc trưng cho trình Mơ hình mạch bao gồm: - Các phần tử tích cực: nguồn áp u(t), nguồn dịng i(t) lý tưởng; - Các phần tử thụ động: điện trở R, điện cảm L, điện dung C lý tưởng; - Dây dẫn lý tưởng Nguồn áp u(t) Nguồn áp u(t) hay máy phát điện áp, gọi nguồn sức điện động e(t) đặc trưng cho khả tạo nên trì điện áp khơng đổi hai 10 cực nguồn Đặc tính quan trọng nguồn áp có điện trở nội r = , hiệu điện hai cực nguồn không đổi không phụ thuộc vào giá trị phụ tải Ký hiệu quy ước nguồn áp hình 1-2, a Ta có giá trị nguồn áp: u(t) = - e(t) (1-3) Nguồn dòng điện i(t) Nguồn dòng điện i(t) hay máy phát dòng, đặc trưng cho khả tạo nên trì dịng điện khơng đổi mạch Đặc tính quan trọng nguồn dịng có nội trở r = ∞ giá trị dịng điện mạch khơng phụ thuộc vào phụ tải Ký hiệu quy ước nguồn dòng hình 1- 2, b Trên thực tế, nguồn có nội trở hữu hạn Do vậy, thay mơ hình mạch, chúng biểu diễn dạng nguồn sức điện động e(t) mắc nối tiếp với một điện trở r (hình 1- c), dạng nguồn dòng điện i (t) mắc song song với điện trở r (hình 1- d) r e(t) a) i(t) i(t) u(t) r e(t) b) c) d) Hình 1- Ký hiệu quy ước nguồn áp nguồn dòng a, b – Nguồn áp nguồn dòng lý tưởng; c, d – Nguồn áp nguồn dòng thực tế Điện trở R Điện trở R đặc trưng cho vật dẫn mặt cản trở dòng điện Về mặt lượng điện trở R đặc trưng cho trình tiêu thụ điện biến điện thành dạng lượng khác nhiệt năng, quang năng, năng, … Quan hệ dòng điện điện áp điện trở là: uR = R.i (1-4) Công suất thoát điện trở: p = R.i2 (1-5) Trong hệ đơn vị SI đơn vị điện trở ôm ( ) Ký hiệu: Cuộn dây L Là phần tử có khả tích – phóng lượng dạng từ trường Một cuộn dây có dịng điện i chạy qua sinh từ trường Từ thông gửi qua n vòng cuộn dây Y = n.F Điện cảm cuộn dây định nghĩa là: L= Y n F = i i Trong hệ đơn vị SI đơn vị điện cảm (L) henri (H) Năng lượng từ trường tích lũy cuộn cảm: 57 2.4 Giải mạch điện ba pha 2.4.1 Phương pháp giải mạng ba pha đối xứng Khi tải nối Khi tải nối tam giác 58 59 2.4.2 Bài tập 60 Bài 1: Một nguồn điện điện ba pha nối sao, Upn=120V cung cấp cho tải nối có dây trung tính, tải có điện trở pha Rp=180 Tính Ud, Id, Ip, Io, P mạch ba pha Bài 2: Một nguồn điện ba pha đối xứng cung cấp cho tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác Biết dịng điện pha nguồn Ipn=17,32A, điện trở pha tải Rp=38 Tính điện áp pha công suất P nguồn cung cấp cho tải ba pha Bài 3: Một tải ba pha đối xứng đấu hình tam giác, biết Rp=15 , Xp=6 đấu vào mạng điện ba pha Ud=380V Tính Id, Ip, P, Q tải Bài 4: Một động điện ba pha đấu sao, đấu vào mạng ba pha Ud=380V Biết dịng điện dây Id=26,81A, hệ số cơng suất cosj 0,85 Tính dịng điện pha động cơ, cơng suất điện động tiêu thụ Bài 5: Một động điện đấu hình sao, làm việc với mạng điện có Ud=380V, động tiêu thụ cơng suất 20kW, cosj 0,885 Tính cơng suất phản kháng động tiêu thụ, dòng điện dây Id dòng điện pha động Hệ số công suất Mục tiêu: - Trình bày ý nghĩa hệ số cơng suất cosj - Trình bày biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj 3.1 Ý nghĩa hệ số công suất 3.1.1 Khả làm việc thiết bị: Các thiết bị điện đặc trưng ba thơng số định mức chính: Cường độ dịng điện định mức (Iđm), điện áp định mức (Uđm), công suất biểu kiến định mức (Sđm) Ta có: S đm = Iđm.Uđm Khi thiết bị làm việc, điều ta quan tâm công suất tác dụng thiết bị (Pđm) Pđm = Sđm.cosjđm Vậy để công suất tác dụng thiết bị tiến đến công suất biểu kiến thiết bị, đại lượng cosj phải tiến đến Hay nói cách khác, để tận dụng tối đa khả làm việc thiết bị hệ số cơng suất cosj phải lớn (cosj = 1) Hệ số công suất cos biểu diễn mức độ tiêu hao vơ ích lượng nguồn cung cấp (cos = P/S), trì hệ số cơng suất cos cao (cos 1) tận dụng tối đa công suất nguồn cung cấp, giảm tổn hao đường truyền Nếu cơng suất tồn phần nguồn cung cấp (S) khơng đổi nâng cao hệ số cos tăng cơng suất có ích (P) cung cấp cho phụ tải; cịn cơng suất có ích phụ tải (P) khơng thay đổi nâng cao hệ số công suất cos giảm cơng suất tồn phần (S) nguồn cung cấp.Máy phát điện làm việc với dòng điện điện áp định mức, phát cơng suất tác dụng tỉ lệ với hệ số công suất cosj 61 Vì thực tế, sử dụng lượng điện, người ta ln tìm biện pháp để nâng cao hệ số công suất cos 3.1.2 Trong truyền tải: Khi sử dụng điện, nhu cầu sử dụng cần phải truyền tải điện xa Phụ tải dùng điện yêu cầu với công suất tác dụng định điện áp U không đổi Lúc này, thay đổi hệ số cơng suất cosj, dịng điện thay đổi theo (P = U I.cosj) Dòng điện thay đổi tỉ lệ nghịch với hệ số công suất cosj, hệ số cơng suất cosj nhỏ dịng điện tải tiêu thụ lớn Dịng điện lớn tồn thất điện áp đường dây tăng Tổn thất công suất đường dây tăng tăng trọng lượng dây dẫn, thiệt hại kinh tế Vậy sử dụng thiết bị điện, truyền tải điện xa, hệ số cơng suất cosj có tầm quan trọng ý nghĩa to lớn Ta phải giữ cho hệ số cơng suất cosj có giá trị định mà không ảnh hưởng đến tiêu kinh tế, kỹ thuật 3.2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất Với mạch điện xoay chiều, hệ số công suất cosj có giá trị phụ thuộc vào thơng số mạch điện R, XL, XC (cosj = R/Z) Mà phụ tải cơng nghiệp, đời sống thường có tính chất cảm kháng (cuộn dây động điện, máy biến áp, cuộn chấn lưu, quạt điện ) nên thường hệ số công suất cosj thấp Ta phải thực việc nâng cao hệ số công suất cosj Để nâng cao hệ số công suất cosj thường theo hai hướng sau: 3.2.1 Biện pháp chủ động: Là biện pháp giảm công suất phản kháng tải Trên thực tế công suất phản kháng thường dùng từ động điện, cuộn dây máy biến áp, cuộn chấn lưu Do đó, biện pháp chủ động để giảm nhỏ công suất phản kháng trường hợp đặt từ chế tạo thiết bị, lựa chọn công suất thực vận hành theo chế độ thích hợp 3.2.2 Biện pháp thụ động: Là biện pháp sản xuất công suất phản kháng nơi tiêu thụ gần nơi tiêu thụ để bù công suất phản kháng tải Phương pháp có hai cách thức thực hiện: Dùng tụ bù dùng động đồng máy bù dồng Phương pháp dùng tụ bù: Đây phương pháp đơn giản, dùng tụ bù C mắc song song với tải tiêu thụ, gọi bù tĩnh Dùng động đồng máy bù đồng gọi máy bù quay: Phương pháp thực cách bù trực tiếp lên lưới điện 62 63 Bài tập tổng hợp: Bài 4.1: Mạch điện pha hình 4.1 cung cấp nguồn pha đối xứng thứ tự thuận, biết áp dây hiệu dụng UA=110∠00(V), Zd = Zn= j50(Ω); Z1 = 100Ω; Z2= 300Ω a Xác định giá trị IA, IA1, IA2 b Xác định số dụng cụ đo c Tìm cơng suất P tiêu thụ tải Z1 P tổn hao đường dây (Zd) 64 Zd IA1 IA Z1 A Z1 B C Z2 Z2 N Hình 4.1 Bài 4.2: Mạch điện pha hình 4.2 cung cấp nguồn pha đối xứng thứ tự thuận, biết áp dây hiệu dụng UA=100∠00(V), Zd= 25+j25Ω; Z2 = 50+j50Ω; Z1= 150+j150Ω a Xác định giá trị IA, IA1, IA2 b Xác định số dụng cụ đo c Tìm cơng suất P tiêu thụ tải Z1 P tổn hao đường dây (Zd) Z A1 d A Zd A2 B Z1 C Z2 Z2 Zn N A2 Hình 4.2 65 66 GỢI Ý TRẢ LỜI VÀ KẾT QUẢ CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP CHƯƠNG 1: PHẦN 2.3.3 Bài 1: Dùng phép biến đổi tương đương điện trở áp dụng định luật Ơm để tính Kết quả: I = 16 A Bài 2: Xác định được: n =3; d = 2; c = Chọn mạch vòng: Mạch vịng qua E1 có chiều thuận chiều kim đồng hồ, qua E2 ngược chiều kim đồng hồ Sau đó, viết định luật Kiếc Khốp cho nút Kiếc Khốp cho mạch vòng chọn: I1 - I2 + I3 = I1.R1 + I2.R2 = E1 I2.R2 + I3.R3 = E2 Thay số giải hệ phương trình được: I1 = 10 A; I2 = 10 A; I3 = 10 A Bài 3: Dùng định luật Kiếc Khốp để giải: Chọn chiều dòng điện nhánh, chiều mạch vòng cho với biểu thức định luật Kiếc Khốp cho nút mạch vòng sau: I1 - I2 + I3 = I1.(R1 + R5) + I2.R2 = E1 + E2 I2.R2 + I3.(R3 + R4) = E2 + E3 Thay giá trị mà đầu cho, giải hệ phương trình được: I1 = 18/13 A; I = A; I3 = 21/13 A Bài 4: Xác định được: n = 4, d = 2, c = Chọn chiều dòng điện nhánh, chiều mạch vịng (khơng qua nguồn dòng) cho với biểu thức định luật Kiếc Khốp cho nút mạch vòng sau: I1 - I2 + I3 - 0,03 = 10 I1 + 20 I2 = 0,4 20 I2 + 40 I3 = Giải hệ phương trình được: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A PHẦN 3.3.3 Thực tế đấu ghép nguồn thành bộ, để đảm bảo độ bền nguồn người ta thường tính tốn để đảm bảo Iđmn ≈ 1,4 Iđmt , Iđmn dòng điện định mức nguồn cung cấp, Iđmt dòng điện tiêu thụ định mức tải Trên sở kết tập sau: 67 Bài 1: Bài 2: Bài 3: Bài 4: Bài 5: Mắc nối tiếp nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Mắc nối tiếp nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Mắc nối tiếp nguồn 20 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Mắc song song 20 nguồn 20 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Mắc song song 10 nguồn 12 V (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 6: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 12 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 7: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 12 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song 10 nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 8: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 1,2 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) Bài 9: Mắc hỗn hợp: Mắc nối tiếp nguồn 1,5 V để đủ điện áp định mức, sau mắc song song 10 nguồn (Vẽ sơ đồ đấu ghép) PHẦN 4.1.2 Bài 4.1.1: Giải mạch điện được: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A Bài 4.1.2: Gọi dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Viết phương trình định luật KI cho nút KU cho mạch vòng chứa nguồn s.đ.đ điện trở Giải hệ phương trình tìm được: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.1.3: U1 = - 2V; công suất P = 2W Bài 4.1.4: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.1.5: R = Ω PHẦN 4.2.2 Bài 4.2.1: Kết quả: I1 = 0,02 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,02 A Bài 4.2.2: 68 Quy ước dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Giải mạch điện, kết quả: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.2.3: U1 = - 2V; công suất P = 2W Bài 4.2.4: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.2.5: Chọn mạch vòng theo chiều I, gán cho dịng vịng Ic, viết phương trình giải R = Ω PHẦN 4.3.2 Bài 4.3.1: Giải mạch điện cho kết quả: I1 = 0,2A; I2 = 0,4A; I3 = 0,2A; I4 = 0,4A Bài 4.3.2: Chọn nút phía mạch điện đề làm nút gốc Gọi dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Giải mạch điện có: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.3.3: Chọn nút phía mạch điện đề làm nút gốc Giải mạch điện có: I = 0,527A Bài 4.3.4: Chọn nút phía mạch điện làm nút gốc (V = 0V) để giải Kết quả: I = E/150 A; U1 = E/3 V Bài 4.3.5: Chọn nút phía mạch điện làm nút gốc (V = 0V) để giải Kết quả: U0 = 6V; I = 1/3 A PHẦN 4.4.3 Bài 4.4.1: Lần lượt triệt tiêu nguồn theo nguyên lý xếp chồng; với nguồn độc lập, dùng biến đổi tương đương để giải Kết quả: I1 = 0,2A; I2 = 0,4A; I3 = 0,2A; I4 = 0,4A Bài 4.4.2: Quy ước dòng điện qua R = Ω I2, qua R = Ω I3; qua R = Ω I4; qua nguồn s.đ.đ I1; điện áp tương ứng chúng U2, U3, U4 Cho nguồn độc lập tác động theo nguyên lý xếp chồng Kết quả: I2 = A; I3 = -8 A; I4 = -6 A; U2 = 12V; U3 = 8V; U4 = 18V Bài 4.4.3: Kết quả: I = 0,527A Bài 4.4.4: 69 Quy ước chiều dòng I1; I2; I3 tương ứng nhánh chiều với nguồn s.đ.đ E1; E2; E3 Kết quả: I1 = 3,2 A; I2 = 6,4 A; I3 = 3,2 A Bài 4.4.5: Kết quả: U0 = 6V; I = 1/3 A CHƯƠNG 2: Trả lời theo lý thuyết học theo thứ tự: Khái niệm (hoặc thí nghiệm), biểu thức tính tốn, ý nghĩa đại lượng, ví dụ ứng dụng CHƯƠNG 3: PHẦN 1.8: Bài 3.1.1: Imax = 10 A; I = 10A; Umax = 200 V; U = 200V ; YU = -250; YI = -150; j = -100; Nhánh mang tính dung Bài 3.1.2: Biểu diễn phần lý thuyết (khi biểu diễn véc tơ nên chọn véc tơ gốc - 0O trùng với phương ngang) Bài 3.1.3: I ≈ A; UR = 114 V; UL = 200 V; cosj ≈ 0,57; P = 228 W; Q = 400 VAr Bài 3.1.4: Từ giá trị đề ra, tính XL = 6283,2 Ω; Kết quả: U ≈ 2,4 V Bài 3.1.5: Tính giá trị XC ≈ 3183 Ω Kết quả: I ≈ 4,5 mA; P = 20,25 mW; Q ≈ 64,46 mVAr; UC ≈ 14 V; UR = 4.5 V Bài 3.1.6: I = A; UR = 60V; UC = 80 V; U = 100 V; cosj ≈ 0,75; Q = 320 VAr Bài 3.1.7: Chú ý tính tổng trở: Dung kháng mang dấu âm, cảm kháng mang dấu dương Kết quả: I = A; IR = A; Ix12 = A; Ix3 = 10 A; P = 250W; Q = 250 VAr; U = 50 V Bài 3.1.8: Khi tính tốn, ý 3.1.7 Kết quả: UAB = 250 V; I1 = 62,5 A; I2 = 75 A; I ≈ 97,6 A Bài 3.1.10: Khi tính tốn, ý 3.1.7 Kết quả: I = 20 A; I1 = 20 A; I2 = 40 A; UAB = 240 V PHẦN 2.4.2: 70 Bài 1: Mạch mạch pha đối xứng, nối có trung tính Kết quả: Ud = 120 V; Id = Ip ≈ 0,67 A; Io = A; P = 240 W Bài 2: Dựa mối quan hệ đại lượng dây đại lượng pha mạch pha Chú ý tải trở nên cosj = Kết quả: Up ≈ 220 V; P ≈ 11,431 KW Bài 3: Id ≈ 41 A; Ip = 23,5 A; P = 24851,25 W; Q = 9940,5 VAr Bài 4: Ip = Id = 26,81 A; P = 20,760 W Bài 5: Tìm Q theo cơng thức: Q = √S2 − P2 = ( P )2 − P coc Kết quả: Q ≈ 10,5 KVAr; Id = Ip = 59,5 A PHẦN 4: Bài 4.1: I = 11√2 Ð − 450A IA1 = IA2 = 11√2 Ð − 450A Mạch pha đối xứng nên Ampe kế 0A Công suất tiêu thụ tải Z1: P1 = 242 W; Trên trở kháng đường dây Zd Pd = W Bài 4.2: √2 IA = √2 A; IA1 = IA2 = A Ampe A1 = (A); A2 = 0(A); PZ1 = 12,5 (W); PZd = 50 (W) Bài 4.3: Khi mở khóa K: Oát kế P 200 W; Ampe kế A A Khi đóng khóa K: Oát kế P 400 W; Ampe kế A A Bài 4.4: a Z1 = 25 Ω b W1 = W2 = 8640 W, Ampe kế 9,295 A Bải 4.5: a IA = 0,707 A; IA1 =1 A; IA2 = 0,707 A; Ica = 0,408 A; b W1 = 55 W; W2 = 150 W; ampe kế A = A; c PZ1 = W; P Z2 = 50 W; P Zd = W; 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Đặng Văn Đào, Lê văn Doanh –Kỹ thuật điện – Nhà xuất Giáo dục – 1999 - Hoàng Hữu Thận – Kỹ thuật điện đại cương – Nhà xuất Đại học GDCN – 1991 - Đặng Văn Đào, Lê văn Doanh – Giáo trình Kỹ thuật điện – Nhà XB Giáo dục – 2002 - Điện kỹ thuật (T1 T2) - Nhà xuất Lao động Xã hội – 2004 - Ngô Cao Cường - Mạch điện - Trường Đại học dân lập kỹ thuật công nghệ thành phố Hồ Chí Minh ... việc tính tốn mạch điện từ, việc phân tích tính tốn mạch điện Để q trình dạy học mơn Mạch điện thuận tiện hiệu hơn, giáo trình Mạch điện biên soạn Những kiến thức mà giáo trình mạch điện cung cấp... Khái niệm dịng điện mạch điện Mục tiêu: - Trình bày khái niệm dịng điện mạch điện - Xác định số nhánh, nút, mạch vòng mạch điện cho 1.1 Dòng điện 1.1.1 Khái niệm dòng điện Dòng điện dòng chuyển... dịng điện qua tụ điện góc G Hay dịng điện qua tụ điện ln vượt pha trước điện áp đặt lên hai đầu tụ điện góc 1.6 Mạch điện xoay chiều có điện trở, điện cảm, điện dung mắc nối tiếp Xét mạch điện