Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạch điện Chương 2: Mạch điện mát chiều Chương 3: Dòng điện xoay chiều Chương 4: Mạch điện ba pha Trong quá trình biên soạn, nhóm giảng viên Bá môn Điện nước của Trung tâm Thāc hành công nghệ và đào tạo nghề, trưßng Cao đÁng Xây dāng Số 1 - Bá Xây dāng, đã được sā đáng viên quan tâm và góp ý của các đồng chí lãnh đạo, các đồng nghiệp trong và ngoài trưßng. Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tÁp và in ấn khó tránh khái nhÿng thiếu sót. Tác giả rất mong nhÁn được các góp ý, ý kiến phê bình, nhÁn xét của ngưßi đßc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Trân trßng cảm ơn! Hà Nái, ngày……tháng……năm 2021 Tham gia biên soạn 1.
Nguyễn Trưßng Sinh - Chủ biên 2. Nguyễn Văn Tiến CH¯¡NG TRÌNH MÔN HâC Tên môn hãc: ĐIÞN Kþ THU¾T Mã môn hãc: MH12 Thái gian thÿc hißn môn hãc: 60 giß (Lý thuyết: 30 giß; Thāc hành, thí nghiệm, thảo luÁn, bải tÁp: 26 giß; Kiểm tra: 4 giß). Vá trí, tính ch¿t cÿa môn hãc - Vị trí: + Môn hßc được bố trí á kỳ hßc thứ 2 1. + Môn học tiên quyết: Không - Tính chất: Là môn hßc cơ sá.
Kiến thức: - Trình bày được các khái niệm, định luÁt, định lý cơ bản trong mạch điện mát chiều; - Trình bày được các khái niệm, định luÁt, định lý cơ bản trong mạch xoay chiều; - Trình bày được các khái niệm, định luÁt, định lý cơ bản trong mạch điện xoay chiều ba pha. Kỹ năng: - VÁn dụng được các phương pháp phân tích, biến đổi mạch để giải các bài toán về mạch điện hợp lý; - VÁn dụng phù hợp các định lý, các phép biến đổi tương đương để giải các mạch điện phức tạp; - Tính toán được các thông số kỹ thuÁt trong mạch điện mát chiều, xoay chiều, mạch ba pha. Năng lāc tā chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện tinh́ nghiêm túc trong hßc tÁp và trong thāc hiện công việc; - Rèn luyện khả năng làm việc đác lÁp và theo nhóm. Nội dung môn hãc: 1.
Nội dung tổng quát và phân bß thái gian : Thái gian (giá) Thÿc Sß Tổng Tên ch°¢ng Lý hành, thÁo Kiểm TT sß thuyÁt lu¿n, bài tra t¿p Ch°¢ng 1: Các khái nißm c¢ bÁn và 1 9 5 4 m¿ch đißn 1.1 Mạch điện và mô hình 1.2 Các khái niệm cơ bản trong mạch điện 1.3 Các phép biến đổi tương đương 2 Chương 2: Mạch điện mát chiều 16 9 6 1 Các định luÁt và biểu thức cơ bản trong 2.1 mạch điện mát chiều Các phương pháp giải mạch điện mát 2.3 Bài tÁp áp dụng Kiểm tra bài số 1 1 1 3 Ch°¢ng 3: Dòng đißn xoay chiÃu 19 9 9 1 3.1 Khái niệm về dòng điện xoay chiều Giải mạch điện xoay chiều không phân 3.3 Giải mạch điện xoay chiều phân nhánh 3.4 Phương pháp nâng cao hệ số công suất.5 Bài tÁp áp dụng Kiểm tra bài số 2 1 4 Ch°¢ng 4: M¿ch đißn ba pha 16 7 8 1 4.1 Khái niệm chung Sơ đồ đấu dây trong mạch điện ba pha đối 4.3 Công suất mạch điện ba pha Phương pháp giải mạch điện ba pha cân 4.5 Mạch điện ba pha không đối xứng 4.6 Bài tÁp áp dụng Kiểm tra bài số 3 1 1 Cộng 60 26 1 2. Nội dung chi tiÁt: Ch°¢ng 1: Các khái nißm c¢ bÁn và m¿ch đißn 1. M¿ch đißn mô hình 1. Mạch điện - M¿ch đißn là tập hợp các thiết bị để dòng điện chạy qua.
Các thiết bị lẻ chắp nối để tạo thành mạch điện gßi là các ph¿n tử của mạch. Mạch điện gồm ba ph¿n tử cơ bản là nguồn điện, vÁt tiêu thụ điện (còn gßi là phụ tải), dây d¿n, và các ph¿n tử phụ trợ như thiết bị đóng cắt, đo lưßng, bảo vệ, tā đáng … H.1 Mạch điện chiếu sáng điện 1 chiều + NGUàN ĐIÞN là các thiết bị biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện, như pin, accqui (dùng năng lượng hóa hßc), máy phát điện (năng lượng cơ hßc) + DÂY DẪN để d¿n dòng điện (chuyền tải năng lượng điện) từ nguồn tới nơi tiêu thụ. + THIÀT Bà TIÊU THĀ ĐIÞN để biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác, như ánh sáng (đèn điện), nhiệt (bếp điện, lò điện), cơ ( đáng cơ)…v. Trên sơ đồ, các tải như đèn điện, bếp điện v.v…được biểu thị b¿ng mát điện trá.
+ CÁC THIÀT Bà PHĀ TRþ như thiết bị đóng cắt (c¿u dao, máy cắt điện) để đóng cắt mạch điện, thiết bị bảo vệ (c¿u chì…) dụng cụ đo (ampe-met…) v. Các hiện tượng điện từ 1. Hiện tượng biến đổi năng lượng a. Biến đổi hóa năng thành điện năng (pin, acquy).
Điện áp giÿa 2 điện cāc của mát ph¿n tử (pin, acquy) không lớn, vì thế để có điện áp lớn, ta nối tiếp các ph¿n tử với nhau, để có dòng điện lớn, ta nối song song các ph¿n tử với nhau. Pin mặt trßi Phin mặt trßi làm việc dāa vào hiệu ứng quang điện, biến đổi trāc tiếp quang năng thành điện năng. Dưới tác dụng của ánh sáng, hình thành sā phân bố điện tích khác dấu á lớp tiếp xúc giÿa 2 chất bán d¿n khác nhau sẽ tạo ra điện áp giÿa hai cāc.3 tấm pin năng lượng c. Máy phát điện mát chiều Máy phát điện biến đổi cơ năng dāa vào trụ của máy thành điện năng lấy ra á các cāc của dây quấn.4 Máy phát điện 1 chiều d.
Bá nguồn điện tử công suất Bá nguồn điện tử công suất không tạo ra điện năng mà chỉ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp mát chiều lấy ra á 2 cāc. Bộ nguồn điều chỉnh 1. Hißn t°ÿng tích phóng năng l°ÿng 1. Mô hình m¿ch đißn Mô hình mạch điện hay còn gßi là sơ đồ thay thế mạch điện, các ph¿n tử của mạch điện thāc được mô hình hóa b¿ng các ph¿n tử lý tưáng như E, j, R, L, C.
Để thành lÁp mô hình mạch điện, đ¿u tiên ta liệt kê các hiện tượng năng lượng xảy ra trong từng thiết bị và thay thế chúng b¿ng các ph¿n tử lý tưáng và nối lại với nhau tùy theo kết cấu hình hßc của mạch điện. Phần tử điện trở Cho dòng điện I chạy qua điện trá R → Điện áp rơi trên điện trá U Theo định luÁt Ôm, quan hệ giÿa dòng điện I và điện áp U = Công suất tiêu thụ trên điện trá = = H. Mạch điện thuần trở 1. Phần tử điện cảm Dòng điện i chạy qua cuán dây có w vòng → sinh ra từ thông móc vòng với cuán dây =.
Điện cảm của cuán dây được định nghĩa: = = Đơn vị của điện cảm là Henry (H), mH, μH H.6 Mạch điện thuần cảm 1. Phần tử điện dung Đißn dung C Đặt điện áp lên tụ điện có điện dung C thì tụ điện sẽ được nạp điện với điện tích q = .7 Mạch điện thuần dung Điện áp biến thiên → điện tích trên các bản cāc của tụ điện thay đổi ↔ có dòng điện chuyển dịch qua tụ điện (giÿa các bản cāc) = = ( )= Công suất trên tụ điện = = Đơn vị của điện dung là Fara (F) Thāc tế dung lượng 1F là rất lớn nên ngưßi ta chỉ dùng các đơn vị nhá hơn: mF, μF… 1. Phần tử nguồn a. - Sức điện đáng E là ph¿n tử lý tưáng, có trị số b¿ng điện áp U đo được giÿa 2 cāc của nguồn khi há mạch ngoài.
Chiều của sức điện đáng quy ước từ điện thế thấp đến điện thế cao ( cāc âm tới cāc dương) - Chiều của điện áp quy ước từ điện thế cao đến điện thế thấp, do đó nếu chiều vẽ như hình thì: = H. - Nguồn dòng điện J là ph¿n tử lý tưáng có trị số b¿ng dòng điện ngắn mạch giÿa 2 cāc của nguồn. Phần tử thực Mô hình mạch điện (sơ đồ thay thế mạch điện) - Giÿ nguyên kết cấu hình hßc và quá trình năng lượng - các ph¿n tử đã được mô hình hoá b¿ng các thông số lý tưáng e, R, L, C H. Các khái nißm c¢ bÁn trong m¿ch đißn 1.
Dòng điện và chiều qui ước cÿa dòng điện Đặt vÁt d¿n trong điện trưßng, dưới tác đáng của lāc điện trưßng, các điện tích dương sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các điện tích âm di chuyển ngược lại, từ nơi có điện thế thấp đến nơi có điện thế cao hơn, tạo thành dòng điện. Dòng điện là dòng các điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng cÿa lực điện trường. Người ta quy ước chiều dòng điện là chiều di chuyển cÿa các điện tích dương, tāc là hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn. Đó cũng là chiều cÿa điện trường.11: Dòng điện trong vật dẫn bằng kim loại 1.
Cường độ dòng điện C°áng độ dòng đißn là đại lượng đặc trưng cho đá lớn của dòng điện (đôi khi gßi tắt là dòng điện), ký hiệu là I. Cưßng đá dòng điện là đại lượng điện tích qua tiết diện (thÁng) của dây d¿n trong mát đơn vị thßi gian: = à đây, Q là điện tích qua tiết diện dây d¿n trong thßi gian t. Nếu điện tích di chuyển qua dây d¿n không đều theo thßi gian sẽ tạo ra dòng điện có cưßng đá thay đổi (ký hiệu là i). Giả sử trong thßi gian rất nhá dt, có lượng điện tích dQ qua tiết diện dây thì cưßng đán dòng điện sẽ là: i= Trong hệ SI, đơn vị của điện tích là culông, của thßi gian là giây, thì đơn vị cưßng đá dòng điện là ampe (kí hiệu là A).
Ký hiệu: i: đơn vị là Ampe (A) Q: đơn vị là Culong (C) t : đơn vị là giây (s) Để tiện lợi, ngưßi ta chßn tùy ý mát chiều và ký hiệu b¿ng mũi tên, gßi là chiều dương của dòng điện. Nếu tại mát thßi điểm t nào đó, chiều dòng điện trùng với chiều dương thì i mang dấu dương, còn nếu ngược lại sẽ mang dấu âm.11 Chiều cÿa dòng điện. Bái số của ampe là kilo-ampe (kA) , còn ước số là mili-ampe (mA) và micro-ampe (µA) 1kA = 103A; 1mA = 103A; 1A = 10-3mA = 10-6A Ví dā: Trong thßi gian &t = 0.01s, tụ điện nạp được 1023 culong trên cāc. Tìm giá trị trung bình của dòng điện nạp cho tụ.
Lái giÁi: Trị số dòng điện nạp trung bình: I=&Q=1023=0,1A &t 0,01 1. Mật độ dòng điện Cưßng đá dòng điện qua mát đơn vị diện tích tiết diện được gßi là mÁt đá dòng điện, kí hiệu là ẟ (đen ta) ẟ= S là diện tích tiết diện dây. Đơn vị mÁt đá dòng điện trong hệ SI là A/ 2.