chương 1 - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ những kiến thức cơ bản về mạch điện 1 chiều - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. 12 - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết:: 1 điểm kiểm tra (hình thức: lý thuyết) Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Khái niệm về mạch điện một chiều 1. Dòng điện và dòng điện một chiều 1.Định nghĩa dòng điện Khi đặt vật dẫn trong điện trường (điện trường là khoảng không gian bao quanh một điện tích mà ở đó có lực tác dụng của lực điện tích lên các điện tích khác) dưới tác dụng của lực điện trường 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 thì di chuyển ngược lại tạo thành dòng điện.
13 Vậy: Dòng điện là dòng các điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực điện trường.Định nghĩa dòng điện 1 chiều Dòng điện một chiều: Là dòng điện có chiều và cả độ lớn không thay đổi theo thời gian. Như dòng điện từ pin và acquy hoặc dòng từ máy điện một chiều. Để đo cường độ dòng điện ta dùng Ampe kế một chiều. Chiều qui ước của dòng điện Quy ước: Chiều dòng điện là chiều di chuyển của các điện tích dương (đó cũng là chiều của điện trường) 1.
Cường độ và mật độ dòng điện 1. Cường độ dòng điện Đại lượng đặc trưng cho độ lớn của dòng điện gọi là cường độ dòng điện ( gọi tắt là dòng điện ), kí hiệu: I. Cường độ dòng điện là lượng điện tích qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. q I t Trong đó: q: điện tích (C) t: thời gian (s) I: cường độ dòng điện (A) Ampe là cường độ của dòng điện cứ một giây thì có một culông chuyển qua tiết điện thẳng của dây dẫn.
1kA=103A, 1mA=10-3A, 1A=10-6A Nếu điện tích di chuyển qua dây dẫn không đều theo thời gian sẽ tạo ra dòng điện có cường độ thay đổi (ký hiệu là i). Giả sử trong thời gian rất nhỏ dq dt, có lượng điện tích dq qua tiết điện dây thì cường độ dòng điện i . dt Khi điện tích di chuyển theo một hướng nhất định với tốc độ không đối sẽ tạo thành dòng điện một chiều (hay dòng điện không đổi). 14 Vậy dòng điện một chiều là dòng điện có chiều và trị số không đổi theo thời gian.
Đồ thị của nó là một đường thẳng song song với trục thời gian. Nếu dòng điện có trị số hoặc chiều biến đổi theo thời gian được gọi là dòng điện biến đổi. Dòng điện biến đổi có thể là dòng điện không chu kỳ hoặc dòng điện có chu kỳ. Ví dụ: dòng điện tắt dần đó là dòng điện không chu kỳ.
Dòng điện có chu kỳ là dòng điện biến đổi tuần hoàn nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian nhất định nó lặp lại trị số và dạng biến thiên như cũ. Trong các dòng điện có chu kỳ thì quan trọng nhất là dòng điện xoay chiều hình sin. Mật độ dòng điện Khi cường độ dòng điện qua một đơn vị diện tích được gọi là mật độ dòng điện, kí hiệu là (denta). I S Trong đó: I: cường độ dòng điện (A) S: diện tích tiết điện dây (m2) : mật độ dòng điện (A/m2 ), (A/cm2 ), (A/mm2 ) Cường độ dòng điện dọc theo một đoạn dây dẫn là như nhau ở mọi tiết diện nên ở chỗ nào tiết diện dây nhỏ, mật độ dòng điện sẽ là lớn và ngược lại.1: dây dẫn có tiết diện 95mm2 dòng điện I= 200A qua.
Tính mật độ dòng điện. I 200 Giải: Mật độ dòng điện là: 2,05 (A/mm2 ) S 95 2. Mô hình mạch điện 2. Mạch điện Mạch điện: Mạch điện là tập hợp bao gồm các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn tạo thành mạch kín để dòng điện chạy qua.
15 Các phần tử của mạch điện bao gồm: nguồn, dây dẫn, tải. Ngoài ra còn có các phần tử đóng cắt, bảo vệ và điều khiển. Ví dụ mạch điện đơn giản: CCc K U Đ H1. Mô hình mô tả mạch điện đơn giản 2.
Các phần tử cấu thành mạch điện Nguồn điện: Là thiết bị sản sinh ra điện năng. Về nguyên lý nguồn điện là thiết bị biến đổi các dạng năng lượng khác nhau thành năng lượng điện. Trên sơ đồ mạch điện thì nguồn điện được biểu thị bằng một suất điện động và một điện trở trong r0. Sơ đồ thay thế nguồn điện Dây dẫn: Dây dẫn dùng đễ truyền tải năng lượng từ nguồn đến tải, trến sơ đồ mạch điện.
nó được biểu thi như sau: H1. Kí hiệu dây dẫn Tải (hộ tiêu thụ): Tải là thiết bị tiêu thụ điện năng, nó có tác dụng biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác như: nhiệt, quang, cơ,. Kí hiệu phụ tải Các thiết bị đóng- cắt: Công tắc, cầu dao, aphương trìnhômát, máy cắt,. Các thiết bị bảo vệ: Cầu chì, aphương trìnhômát, rơle,.
Các thiết bị đo lường: Đồng hồ Ampe kế, Vôn kê, công tơ,. Kết cấu hình học của mạch điện Mạch điện được biểu diễn bằng các ký hiệu hình học, các ký hiệu được biểu diễn thành một hệ thống gọi là sơ đồ mạch điện và được kết cấu bởi các yếu tố theo qui ước, định nghĩa sau: Nhánh: Là một đoạn mạch, gồm các phần tử nối nối tiếp nhau mà trong đó chỉ có một dòng điện chạy qua. Nút: Là điểm gặp nhau của từ 3 nhánh trử lên. Mạch điện không có nút được gọi là mạch điện không phân nhánh.
Vòng: Vòng là lối đi khép kín thông qua các nhánh. Một mạch điện phức tạp có nhiều nhánh, nhiều nguồn và nhiều nút. Các định luật và các biểu thức cơ bản trong mạch điện một chiều 3. Định luật Ohm Định luật Ohm do nhà bác học G.Ohm người Đức tìm ra bằng thực nghiệm ở nửa đầu thế kỷ 19, là một trong những định luật cơ bản của mạch điện.
Với đoạn mạch. U I R I: Cường độ dòng điện (A) U: Điện áp (V) 17 R: Điện trở () Với toàn mạch: E I E: Sức điện động (V) R Định luật Ohm nêu mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp ở mạch điện không phân nhánh. Đối với mạch điện phân nhánh, quan hệ giữa các dòng điện và điện áp sẽ phức tạp hơn rất nhiều. Công suất và điện năng trong mạch điện một chiều 3.
Công của dòng điện Công của dòng điện là lượng điện năng một đoạn mạch tiêu thụ khi trong mạnh có dòng điện chạy qua và chuyển hóa thành nhiều dạng năng lượng khác. Công của dòng điện đo bằng công của dòng điện thực hiện khi di chuyển bố trí theo hướng các điện tích. Công thức tính Công của dòng điện – Công thức tính công: I A – Trong đó: A: Công (J) r0 R P: Công suất (W) E U: Hiệu điện thế (V) B I: Cường độ dòng điện (A) t: Thời gian sinh công(s) Hình 1. Nguồn điện nối với tải.
– Công của dòng điện đo bằng đơn vị Jun (J): Đổi đơn vị: 1J = 1W. Công suất của dòng điện Nối nguồn điện F có sức điện động E và điện trở trong r0 với một tải điện trở. Dưới tác dụng của lực trường ngoài của nguồn điện, các điện tích liên tục chuyển động qua nguồn và mạch ngoài tạo thành dòng điện I. Công của trường ngoài cũng là công của nguồn để di chuyển một điện tích q qua nguồn là: Af =E.t thay vào ta có Af =E.t Theo định luật bảo toàn năng lượng thì công của nguồn sẽ biến đổi thành các dạng năng lượng khác ở phần tử của mạch, cụ thể là ở tải R và ở chính điện trở trong r0 của nguồn.
Gọi điện áp trên tải (giữa hai cực AB) là U = VA - VB năng lượng do điện tích q thực hiện khi qua đoạn mạch AB sẽ là: A=U.t Còn một phần năng lượng sẽ tiêu tán bên trong nguồn dưới dạng nhiệt: ∆A0 = Af – A=(E-U)It=∆U0 It Hiệu giữa sức điện động với điện áp trên hai cực của nó gọi là sụt áp bên trong nguồn, ký hiệu ∆U0 = E-U Từ đó ta có phương trình cân bằng sức điện động trong mạch: E=U+∆U 0 Vậy sức điện động của nguồn bằng tổng điện áp trên hai cực nguồn với sụt áp bên trong nguồn. Sụt áp trong nguồn, theo định luật Ôm, tỷ lệ với dòng điện qua nguồn: ∆U0 =r0 I ở đây hệ số tỷ lệ r0 chính là điện trở trong của nguồn. Khi nguồn hở mạch I=0 thì ∆U0=0 từ đó E=U, sức điện động nguồn bằng điện áp trên hai cực nguồn kkhi hở mạch. Vì thế có thể đo sức điện động bằng vôn-mét mắc vào hai cực nguồn đang hở mạch (không tải).
Tỷ số giữa công A và thời gian thực hiện t gọi là công suất P: 19 Như vậy công suất là tốc độ thực hiện công theo thời gian. Vì công đặc trưng cho sự biến đổi năng lượng nên công suất là tốc độ biến đổi năng lượng theo thời gian.