Giáo trình Điện kỹ thuật và Điện tử công nghiệp nghề Hàn - CĐ Lào Cai

Giáo trình điện kỹ thuật & điện tử công nghiệp nghề hàn biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, phù hợp sinh viên ngành điện - điện tử

• Tác giả: Hoàng Thị Kim Anh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Lào Cai
• Chuyên ngành: Điện Kỹ Thuật - Điện Tử Công Nghiệp
• Đề tài: Khái niệm về dòng điện, Các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Lào Cai

Tóm tắt

I. Hướng dẫn tổng quan giáo trình Điện kỹ thuật Điện tử nghề Hàn

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, tiến bộ khoa học kỹ thuật đã làm thay đổi sâu sắc các công nghệ sản xuất, đặc biệt trong ngành Hàn. Các thiết bị hàn hiện đại không còn đơn thuần là cơ khí mà tích hợp các mạch điều khiển phức tạp. Chính vì vậy, giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn trở thành một nội dung học tập không thể thiếu cho những người vận hành, quản lý và sửa chữa máy móc. Nội dung giáo trình này được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức nền tảng một cách đơn giản, dễ hiểu nhất, giúp người học có thể tự nghiên cứu và áp dụng. Mục tiêu cốt lõi là trang bị cho sinh viên hệ cao đẳng nghề những hiểu biết vững chắc về các nguyên lý cơ bản của điện và điện tử, từ đó làm chủ công nghệ và thiết bị. Giáo trình này không chỉ giới hạn trong lĩnh vực công nghiệp mà còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực kinh tế khác, phản ánh xu hướng tích hợp công nghệ điện tử vào mọi mặt của sản xuất. Việc nắm vững kiến thức trong giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn là chìa khóa để nâng cao năng lực cạnh tranh và hiệu quả công việc, đặc biệt khi các dây chuyền công nghệ ngày càng tự động hóa. Nội dung được trình bày một cách hệ thống, bắt đầu từ những khái niệm cơ bản nhất về dòng điện, các định luật nền tảng cho đến cấu tạo và nguyên lý của các thiết bị phức tạp như máy phát điện, máy biến áp và các linh kiện điện tử công nghiệp. Sự cập nhật liên tục các tiến bộ khoa học vào nội dung giảng dạy đảm bảo tính thực tiễn và phù hợp với yêu cầu của thị trường lao động hiện đại.

1.1. Tầm quan trọng của Điện kỹ thuật trong công nghiệp hóa ngành Hàn

Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong mọi lĩnh vực, và ngành Hàn cũng không ngoại lệ. Các phương pháp hàn truyền thống đang dần được thay thế bởi các công nghệ hàn tự động và bán tự động, đòi hỏi người thợ phải có kiến thức sâu rộng về Điện kỹ thuật và Điện tử công nghiệp. Việc vận hành các máy hàn inverter, máy hàn TIG, MIG/MAG hiện đại yêu cầu sự am hiểu về các mạch điện, nguyên lý biến đổi dòng điện và các thiết bị chỉnh lưu. Nếu không có nền tảng kiến thức này, người lao động sẽ gặp khó khăn trong việc cài đặt thông số, chẩn đoán lỗi và bảo trì thiết bị, làm giảm hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Do đó, việc trang bị kiến thức từ giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn là yêu cầu cấp thiết.

1.2. Cấu trúc và mục tiêu chính của giáo trình Điện tử công nghiệp

Giáo trình được cấu trúc một cách logic với 6 chương chính, bao quát toàn diện các kiến thức cần thiết. Chương 1 và 2 tập trung vào các khái niệm và định luật cơ bản của mạch điện xoay chiều một pha và ba pha. Chương 3 và 4 đi sâu vào các máy điện quan trọng là máy phát điện một chiều và máy biến áp. Chương 5 giới thiệu về thế giới Điện tử công nghiệp với các loại linh kiện điện tử cốt lõi. Cuối cùng, Chương 6 làm rõ về các thiết bị chỉnh lưu, một thành phần không thể thiếu trong máy hàn hiện đại. Mục tiêu của giáo trình là giúp người học "Trình bày được các khái niệm về dòng điện, định luật Ôm" và "Giải đúng các bài toán mạch điện", từ đó xây dựng nền tảng vững chắc để tiếp cận các công nghệ hàn tiên tiến.

II. Thách thức khi thợ Hàn thiếu kiến thức Điện tử công nghiệp

Việc thiếu hụt kiến thức từ giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn đặt ra nhiều thách thức lớn cho người lao động. Thách thức đầu tiên và rõ ràng nhất là không có khả năng vận hành và bảo trì các thiết bị hàn công nghệ cao. Các máy hàn hiện đại sử dụng mạch điện tử để điều khiển hồ quang, điều chỉnh dòng hàn và điện áp một cách chính xác. Nếu không hiểu về nguyên lý hoạt động của thyristor, transistor hay IGBT, người thợ sẽ không thể chẩn đoán nguyên nhân khi máy gặp sự cố, dẫn đến việc sửa chữa kéo dài và chi phí tốn kém. Thứ hai, rủi ro về an toàn lao động tăng cao. Làm việc với các thiết bị điện có điện áp và dòng điện lớn mà không hiểu rõ nguyên lý có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng. Kiến thức về nối đất, cách điện, và các hiện tượng như đoản mạch là cực kỳ quan trọng để đảm bảo an toàn. Thứ ba, sự thiếu hụt kiến thức này làm giảm cơ hội nghề nghiệp và khả năng thăng tiến. Trong môi trường công nghiệp 4.0, các nhà tuyển dụng ưu tiên những ứng viên không chỉ có kỹ năng hàn mà còn có khả năng làm việc với các hệ thống tự động hóa. Việc nắm vững giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn giúp người thợ trở nên đa năng và có giá trị hơn trong mắt nhà tuyển dụng, mở ra con đường phát triển sự nghiệp bền vững.

2.1. Khó khăn trong vận hành và sửa chữa các thiết bị hàn điện tử

Các máy hàn thế hệ mới, chẳng hạn như máy hàn inverter, có cấu tạo phức tạp với bo mạch điều khiển trung tâm. Khi xảy ra lỗi, màn hình hiển thị thường báo mã lỗi thay vì các hỏng hóc cơ học. Một người thợ không được đào tạo về Điện tử công nghiệp sẽ không thể hiểu ý nghĩa của các mã lỗi này, không biết cách kiểm tra các linh kiện điện tử như diode, tụ điện hay IC. Việc sửa chữa khi đó chỉ dừng lại ở mức độ thay thế cả cụm bo mạch, gây lãng phí lớn. Ngược lại, người có kiến thức có thể sử dụng VOM để đo kiểm, xác định linh kiện hỏng và thay thế, tiết kiệm chi phí và thời gian.

2.2. Rủi ro an toàn điện khi không hiểu nguyên lý mạch điện cơ bản

An toàn điện là yếu tố sống còn trong ngành Hàn. Việc không hiểu rõ về các khái niệm như dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều, điện áp pha, điện áp dây có thể dẫn đến những sai lầm chết người. Ví dụ, việc đấu nhầm dây trong mạch điện xoay chiều ba pha có thể gây ra hiện tượng quá tải, cháy nổ thiết bị. Hay việc chạm vào các phần tử mang điện khi máy đang hoạt động mà không có biện pháp bảo hộ phù hợp là cực kỳ nguy hiểm. Giáo trình cung cấp kiến thức nền tảng để nhận biết các mối nguy và tuân thủ các quy tắc an toàn, bảo vệ bản thân và đồng nghiệp.

III. Phương pháp nắm vững kiến thức Điện kỹ thuật nền tảng nhất

Để làm chủ các công nghệ hàn hiện đại, việc nắm vững kiến thức nền tảng trong giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn là bước đi đầu tiên và quan trọng nhất. Phương pháp tiếp cận hiệu quả bắt đầu từ việc hiểu sâu các khái niệm cơ bản được trình bày trong Chương 1, bao gồm sự khác biệt giữa dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều, cũng như các đại lượng đặc trưng như điện áp (U), dòng điện (I) và điện trở (R). Nền tảng của toàn bộ kỹ thuật điện là Định luật Ôm, được giáo trình diễn giải chi tiết cho cả đoạn mạch và toàn mạch. Việc áp dụng thành thạo công thức I = U / R để giải các bài toán mạch điện đơn giản là kỹ năng cốt lõi. Tiếp theo, người học cần tập trung vào việc phân tích mạch điện xoay chiều ba pha (Chương 2), một dạng mạch phổ biến trong các xưởng công nghiệp. Hiểu rõ cách nối mạch hình sao và hình tam giác, cũng như mối quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha, là cực kỳ cần thiết. Cuối cùng, việc nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các máy điện cơ bản như máy phát điện một chiều (Chương 3) và máy biến áp (Chương 4) sẽ hoàn thiện bức tranh tổng thể. Máy biến áp là trái tim của nhiều máy hàn, có nhiệm vụ biến đổi điện áp để tạo ra dòng hàn phù hợp. Hiểu rõ các định luật cảm ứng điện từ sẽ giúp lý giải cách thức hoạt động của chúng.

3.1. Phân tích mạch điện xoay chiều một pha và ba pha chi tiết

Giáo trình đi sâu vào việc giải các mạch điện xoay chiều một pha bằng Định luật Ôm, xét các trường hợp mạch thuần trở, thuần cảm, và thuần dung, cũng như mạch R-L-C nối tiếp. Đây là kiến thức cơ bản để hiểu về các thành phần trong máy hàn. Đối với mạch điện xoay chiều ba pha, nội dung tập trung vào cách nối mạch hình sao và tam giác, cách tính toán dòng điện và điện áp trong các mạch đối xứng. Hiểu biết này giúp người thợ Hàn kết nối thiết bị vào lưới điện công nghiệp một cách chính xác và an toàn, tránh gây hư hỏng cho cả thiết bị và hệ thống điện.

3.2. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện và máy biến áp cơ bản

Chương 3 và 4 của giáo trình cung cấp cái nhìn chi tiết về hai loại máy điện quan trọng. Máy phát điện một chiều được phân tích qua các loại kích từ khác nhau (độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp), giúp hiểu rõ cách tạo ra nguồn điện một chiều. Quan trọng hơn đối với thợ Hàn là máy biến áp. Giáo trình giải thích cặn kẽ về cấu tạo (lõi thép, dây quấn), nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và công dụng của nó trong việc tăng hoặc giảm áp. Đây là kiến thức trực tiếp áp dụng để hiểu tại sao máy hàn có thể tạo ra dòng điện lớn ở điện áp thấp từ nguồn điện lưới cao áp.

IV. Bí quyết phân tích linh kiện thiết bị Điện tử công nghiệp

Sau khi nắm vững các nguyên lý điện cơ bản, giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn chuyển sang phần cốt lõi và hiện đại hơn: Điện tử công nghiệp. Đây là phần kiến thức quyết định khả năng sửa chữa và làm chủ các thiết bị hàn thế hệ mới. Bí quyết để tiếp cận phần này là tập trung vào từng loại linh kiện điện tử riêng lẻ trước khi hiểu cách chúng phối hợp trong một mạch hoàn chỉnh. Chương 5 của giáo trình giới thiệu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các linh kiện bán dẫn phổ biến. Bắt đầu với Diode, linh kiện cơ bản nhất với chức năng chỉnh lưu, chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. Tiếp đến là Transistor (NPN và PNP), được xem là linh kiện khuếch đại hoặc công tắc điện tử, đóng vai trò then chốt trong các mạch điều khiển. Đặc biệt quan trọng trong các thiết bị công suất lớn là Thyristor (SCR) và Triac. Thyristor hoạt động như một công tắc điện tử có điều khiển, được dùng để điều khiển công suất cho tải. Triac là một phiên bản nâng cấp, có thể điều khiển dòng điện xoay chiều. Hiểu rõ đặc tính Vôn-Ampe, cách phân cực và cách kích hoạt của từng linh kiện là chìa khóa để chẩn đoán lỗi. Cuối cùng, Chương 6 tổng hợp kiến thức về các thiết bị chỉnh lưu, giải thích cách các Diode và Thyristor được kết hợp để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, là nguyên lý hoạt động trung tâm của hầu hết các máy hàn điện tử.

4.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Diode Transistor Thyristor

Giáo trình mô tả chi tiết cấu tạo vật lý (các lớp bán dẫn P-N) và ký hiệu của từng linh kiện. Đối với Diode, nguyên lý làm việc được giải thích qua hai trạng thái phân cực thuận và phân cực ngược. Đối với Transistor, giáo trình làm rõ vai trò của dòng điều khiển ở cực B (Base) tác động lên dòng tải lớn hơn nhiều ở cực C (Collector). Với Thyristor và Triac, điểm nhấn là vai trò của xung kích ở cực G (Gate) để mở cho dòng điện chính chạy qua, cũng như tính chất tự giữ của Thyristor sau khi đã dẫn. Hiểu được những nguyên lý này là cơ sở để đọc hiểu sơ đồ mạch điện của máy hàn.

4.2. Tìm hiểu sâu về các thiết bị chỉnh lưu một pha và ba pha

Các thiết bị chỉnh lưu là ứng dụng thực tế quan trọng nhất của Diode và Thyristor trong ngành Hàn. Giáo trình phân tích các sơ đồ mạch chỉnh lưu phổ biến, bao gồm chỉnh lưu nửa chu kỳ, toàn chu kỳ cho cả nguồn một pha và ba pha. Việc phân tích này giúp người học hiểu làm thế nào nguồn điện xoay chiều từ lưới điện được biến đổi thành nguồn điện một chiều phẳng, ổn định để cung cấp cho hồ quang hàn. Nắm vững phần này giúp lý giải tại sao chất lượng mối hàn của máy inverter lại tốt hơn và ổn định hơn so với máy hàn cơ truyền thống.

V. Ứng dụng thực tiễn Điện tử Điện kỹ thuật trong máy hàn

Kiến thức từ giáo trình Điện kỹ thuật & Điện tử công nghiệp nghề Hàn không phải là lý thuyết suông mà có tính ứng dụng trực tiếp và sâu sắc trong các thiết bị hàn thực tế. Một chiếc máy hàn hiện đại, dù là TIG, MIG/MAG hay que, đều là một hệ thống điện-điện tử phức tạp. Trái tim của máy là khối công suất, nơi các nguyên lý đã học được thể hiện rõ ràng nhất. Đầu tiên, máy biến áp công suất lớn hạ điện áp từ 220V/380V xuống một mức thấp hơn nhưng an toàn hơn. Sau đó, bộ thiết bị chỉnh lưu, sử dụng các diode công suất lớn hoặc thyristor, sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều sau biến áp thành dòng điện một chiều. Đây là bước cơ bản để tạo ra nguồn điện hàn. Trong các máy hàn inverter, công nghệ còn tiến xa hơn. Dòng điện xoay chiều tần số thấp (50Hz) được chỉnh lưu, sau đó được một bộ nghịch lưu (sử dụng Transistor công suất như IGBT hoặc MOSFET) "băm" ra thành dòng xoay chiều có tần số rất cao (hàng chục kHz). Dòng cao tần này sau đó được hạ áp qua một máy biến áp nhỏ gọn hơn nhiều so với máy biến áp 50Hz truyền thống, rồi lại được chỉnh lưu lần nữa để tạo ra dòng hàn một chiều. Toàn bộ quá trình này được điều khiển bởi một bo mạch điện tử, giúp điều chỉnh công suất và đặc tính hồ quang cực kỳ chính xác. Vì vậy, việc hiểu rõ từng khối chức năng này là điều kiện tiên quyết để vận hành, bảo trì và sửa chữa máy hàn hiệu quả.

5.1. Vai trò của máy biến áp trong việc điều chỉnh dòng điện hàn

Trong cả máy hàn cơ và máy hàn điện tử, máy biến áp đóng vai trò không thể thay thế. Nó thực hiện nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện từ mức điện áp cao, dòng điện thấp (từ lưới điện) sang mức điện áp thấp, dòng điện cao (cần thiết cho việc hàn). Tỷ số biến áp quyết định trực tiếp đến dải dòng hàn của máy. Hiểu về các đại lượng định mức của máy biến áp như công suất định mức (kVA), điện áp sơ cấp và thứ cấp giúp người thợ lựa chọn và sử dụng máy phù hợp với yêu cầu công việc và nguồn điện sẵn có.

5.2. Hệ thống chỉnh lưu và điều khiển công suất trong máy hàn điện tử

Hệ thống chỉnh lưu là cầu nối biến đổi điện xoay chiều thành một chiều. Chất lượng của bộ chỉnh lưu ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của hồ quang hàn. Trong các máy hàn hiện đại, người ta không chỉ dùng diode để chỉnh lưu mà còn dùng thyristor (SCR) trong các bộ chỉnh lưu có điều khiển. Bằng cách điều khiển góc kích cho thyristor, bo mạch có thể thay đổi giá trị điện áp và dòng điện ra tải một cách linh hoạt. Đây chính là cơ chế điều khiển công suất cốt lõi, cho phép người thợ tinh chỉnh dòng hàn một cách chính xác để phù hợp với từng loại vật liệu và độ dày khác nhau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1:Khái niệm về dòng điện, Các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều, định luật ôm và các đại lượng đặc trưng. - Giải đúng các bài toán mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật ôm. - Rèn luyện tính tự giác, ý thức trong khi tham gia học tập.Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều. Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện 1 chiều 1.

Khái niệm Mạch điện gồm các thiết bị điện ghép lại với nhau tạo thành vòng kín nhờ các dây dẫn Các phần tử chính của mạch điện: - Nguồn điện: là các thiết bị điện phát ra năng lượng để cấp cho các thiết bị khác trong mạch Một số nguồn điện dân dụng cơ bản: pin, ắcquy, máy phát điện. - Phụ tải: là các thiết bị tiêu thụ điện năng Một số loại thiết bị tiêu thụ điện: quạt, bàn là, đèn. - Dây dẫn: nối nguồn với phụ tải hoặc các tải với nhau *) Cấu trúc của mạch điện - Nhánh: là một đoạn mạch gồm các phần tử ghép nối tiếp với nhau, trong đó có cùng một dòng điện chạy qua - Nút: là chỗ gặp nhau của các nhánh (từ 3 nhánh trở lên) - Mạch vòng: là một lối đi khép kín qua các nhánh 6 Từ sơ đồ trên hình vẽ ta thấy: - Số nhánh của mạch điện là 3(m= 3) - Số điểm nút của mạch điện là 2 (n=2 ) - Số vòng của mạch điện là 3 1. Nguyên lý sản sinh ra dòng điện một chiều Nguồn điện là thiết bị duy trì dòng điện trong đoạn mạch, muốn vậy ta cần duy trì điện áp ở hai đầu nguồn điện Nguồn điện nào cũng có hai cực, là cực dương (+) và cực âm (-), giữa hai cực đó luôn có một hiệu điện thế được duy trì.

Để tạo ra các điện cực như vậy trong nguồn điện phải có lực thực hiện công để tách các electron ra khỏi các phần tử trung hòa rồi chuyển các electron hoặc các iôn dương được tạo thành như thế ra khỏi mỗi cực Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín thì trong mạch đó có dòng điện 1. Các khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều 1.1 Định nghĩa và sự sản sinh ra sức điện động xoay chiều hình sin. Hiện nay ở nước ta nguồn điện xoay chiều thường được tạo ra từ các nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện trên cả nước, trong đó nhà máy thuỷ điện đóng một vai trò rất lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Mạch điện xoay chiều hình sin một pha là mạch điện trong đó có một hoặc một số nguồn điện xoay chiều có cùng tần số và góc pha ban đầu.

Dòng điện xoay chiều thường biến đổi tuần hoàn, nghĩa là sau một khoảng thời gian nhất định nó sẽ lặp lại quá trình biến thiên như cũ, quá trình biến thiên này theo hàm số sin được gọi là dòng điện xoay chiều hình sin. Như vậy: Dòng điện xoay chiều hình sin là dòng điện có chiều và trị số thay đổi theo thời gian, theo quy luật hàm số sin nhưng vẫn giữ nguyên tần số.2 Cách tạo ra dòng điện xoay chiều a. Nguyên lí máy phát điện xoay chiều một pha Cấu tạo: 7 Gồm phần cảm là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện, phần ứng là khung dây và hệ thống vòng tiếp xúc chổi than Nguyên lí làm việc +) Cho khung dây ( a, b, c, d) quay trong từ trường, lúc đó trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng ( theo định nghĩa cảm ứng điện từ ), chiều của sức điện động này xác định theo quy tắc bàn tay phải ( như hình vẽ). Nếu nối tải ta có dòng điện + Nếu quay khung dây 180 0 thì sức điện động trong khung dây đổi chiều dòng điện qua phụ tải cũng đổi chiều Kết luận: Với nguyên lí làm việc trên dòng điên qua phụ tải là dòng điện xoay chiều b.

Thành lập biểu thức sức điện động xoay chiều Cách thành lập Sức điện động hình sin được tạo ra trong một máy phát điện xoay chiều một pha kí hiệu la E. Để tính toán sức điện động này ta giả thiết như sau: + Hệ thống cực từ ở phần cảm được chế tạo sao cho cảm ứng từ B phân bố theo quy luật hình sin Biểu thức: B = Bm. sin  t + Khi máy phát điện làm việc khung dây quay với vận tốc V ta có biểu thức: e = 2 Bm. Nếu khung dây quay với w vòng thì e = 2 Bm.

Như vậy nếu phần cảm B biến thiên theo quy luật hàm số sin thì 2 đầu khung dây cũng được một sức điện động biến thiên theo quy luật hàm số sin Biểu diễn bằng đồ thị Để biểu diễn hàm số sức điện động bằng đồ thị ta xét một số giá trị tại các thời điểm đặc biệt t  0  et  0  t   et  Em 2 t    et  0  et   E m 3 t  2 8 t  2.  et  0 Đồ thị trên trên được gọi là đồ thị dạng sóng y 0 3 / 2 2  /2  x 2. Các đại lượng đặc trưng cho mạch điện. Dòng điện Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của dQ vật dẫn I = đơn vị là Ampe, A dt Người ta quy định chiều của dòng điện chạy trong vật dẫn ngược chiều với chiều chuyển động của điện tử (hình vẽ) 2. Điện áp Tại mỗi điểm trong mạch điện có một điện thế .

Hiệu diện giữa hai điểm gọi là điện áp U, đơn vị vôn, V A R B UA B Điện áp giữa hai điểm A và B trên hình vẽ là: U AB   A   B Chiều điện áp quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp Điện áp giữa hai cực của nguồn điện khi hở mạch ngoài (dòng điện I = 0) được gọi là sức điện động E 9 3. Công suất của nguồn sức điện động là: P = E.I Công suất của mạch ngoài là: P = U.I Đơn vị công suất là óat, W. Sức điện động E Sức điện động E là phần tử lí tưởng, có trị số bằng điện áp U đo được giữa hai cực của guồn khi hở mạch ngoài. Chiều của sức điện động quy ước từ điện thế thấp đến điện thế cao ( từ cực âm tới cực dường ) Kí hiệu nguồn sức điện động Chiều của điện áp quy ước từ điện thế cao đến điện thế thấp, do đó nếu theo hình vẽ thì ta có: U=E 4.

Định luật Ôm và các đại lượng đặc trưng. * Định luật Ôm cho đoạn mạch Cho đoạn mạch như hình vẽ I-R A B U Ta có R là điện trở của vật dẫn, I là cường độ dòng điện, U là hiệu điện thế Nếu hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế thì có dòng điện chạy qua vật dẫn. Cường độ dòng điện I trong vật dẫn phụ thuộc vào hiệu điện thế 2 đầu vật dẫn đó Định luật : Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện áp ở 2 đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở trên đoạn mạch đó U I (A) R Công thức trên có thể viết dưới dạng: R =U / I ( ) Định luật này giúp ta xác định điện trở R của một vật dẫn nếu biết cường độ dòng điện I đi qua vật dẫn, khi hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn là U 10 * Định luật Ôm cho đoạn mạch khép kín Mạch điện kín đơn giản nhất gồm một nguồn điện (pin, ắcquy hoặc máy phát điện) và một điện trở R, là diện trở tương đương của mạch ngoài bao gồm các vật dẫn nối liề hai cực của nguồn điện gọi là điện trở ngoài. Nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r Định luật Ôm đối với toàn mạch được phát biểu như sau: Cường độ dòng điện trong mạch tỉ lệ thuận với sức điện động của nguồn và tỉ lệ nghịch với tổng trở của mạch Biểu thức: E I ( r là điện trở trong của nguồn điện) Rr Nếu kể đến đến điện trở dây thì dòng điện E L I với Rd   R  r  Rd S  điện trở suất của vật dẫn Chú ý: Hiện tượng đoản mạch: Nếu điện trở mạch ngoài không đáng kể R  0 thì theo công thức trên cường độ dòng điện sẽ lớn nhất và chỉ phụ thuộc vào sức điện động E và r của nguồn điện: E I r Ta nói nguồn điện bị đoản mạch * Định luật Ôm với mạch có chứa nguồn Xét nhánh mạch có E và R như hình vẽ U1 U2 U3 U4 I U Biểu thức tính điện áp U: U  U1  U 2  U 3  U 4 = R1.I   E Từ đây ta có biểu thức để tính cường độ dòng điện: U E I R 5.

Giải các mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật Ôm.1 Mạch điện thuần điện trở Mạch điện xoay chiều thuần trở là mạch điện mà phụ tải của nó là các điện trở thuần tuý (hay điện trở lí tưởng ) Giả sử ta đặt vào 2 đầu đoạn mạch 1 điện áp có phương trình: 11 U = Umax. sin(  t +  u ) thì trong mạch cũng có dòng điện xoay chiều có dạng I = Imax. sin(  t +  i ) U R Vậy theo định luật Ôm ta có I = U / R Um. sin(  t +  ) Kết luận: Trong mạch điện xoay chiều thuần trở thì điện áp và dòng điện cùng pha nhau và có trị số U R = I.

Như vậy điện năng trên biến trở biến thành nhiệt năng và công suất tiêu thụ trênn điện trở đựơc gọi là công suất tác dụng P = U.2 Mạch điện thuần điện cảm Định nghĩa Mạch điện xoay chiều thuần cảm là mạch điện duy nhất chỉ có một điện cảm L thuần tuý, còn các thành phần khác R và C coi như bằng 0 Tính chất *Ta xét mạch điện có L : Giả sử đặt vào 2 đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có phương trình U = Umax.sin ( t    90 0 ) thì trong mạch có dòng điện xoay chiều có phương trình I= Imax.sin ( t   i) và lúc này dòng điện biến thiên qua cuộn dây L lại xuất hiện sức điện động cảm ứng 12 i  .