ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN ANH DŨNG (Chủ biên) TRỊNH THỊ HẠNH - TRƯƠNG VĂN HỢI GIÁO TRÌNH ĐIỆN CƠ BẢN Nghề: Điện tử công nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội – Năm 2018 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh – sinh viên và tài liệu hỗ trợ cho giáo viên khi giảng dạy, Khoa Điện Tử Công Nghiệp Trường CĐN Việt Nam – Hàn Quốc Thành Phố Hà Nội đã chỉnh sửa, Biên soạn cuốn giáo trình ‘‘ĐIỆN CƠ BẢN ’’ dành riêng cho học sinh – sinh viên nghề Điện Tử Công Nghiệp. Đây là mô đun kỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo nghề Điện Tử Công Nghiệp trình độ Cao Đẳng. Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: ‘‘ ĐIỆN CƠ BẢN ’’ dùng cho sinh viên các trường Trung Cấp, Cao Đẳng, Đại Học Kỹ Thuật và các tài liệu của tổng cục dậy nghề. Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót.
Rất mong đồng nghiệp và các độc giả góp ý để giáo trình hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày .tháng 9 năm 2018 Chủ biên: Nguyễn Anh Dũng 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH: MÔ ĐUN ĐIỆN CƠ BẢN. 4 Bài 1 Vật liệu điện .1 Khái niệm về vật liệu điện.
Phân loại vật liệu. Khái niệm về vật liệu dẫn điện. Phân loại và phạm vi ứng dụng. Một số vật liệu thông dụng.
Khái niệm vật liệu cách điện. Một số vật liệu cách điện thông dụng. Khái niệm về vật liệu dẫn từ. 38 Bài 2 Khí cụ điện .1 Khái niệm về khí cụ điện .2 Sự phát nóng của khí cụ điện .4 Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang .6 Yêu cầu chung với khí cụ điện.10 Công tắc tơ – Khởi động từ .11 Tính toán lựa chọn và mắc khí cụ đóng cắt trên hệ thống điện .12 Kiểm tra, thay thế, sửa chữa khí cụ điện đóng cắt.
Khí cụ điện bảo vệ. Thiết bị chống dòng điện rò .15 Tính toán, chọn lựa và mắc khí cụ điện bảo vệ trên hệ thống điện.16 Kiểm tra, thay thế, sửa chữa khí cụ điện bảo vệ (Đối với rơ le điều khiển và bảo vệ). 133 Bài 3 Thiết bị điện gia dụng. Thiết bị cấp nhiệt.
Máy biến áp một pha. Động cơ điện một pha. Thiết bị điện một chiều. 221 Bài 4 Rơ le điện tử.
Khái niệm chung .2 Mạch điện ứng dụng: .3 Mạch đảo chiều quay động cơ một chiều .4 Mạch điều khiển đèn bằng cách sờ tay. 232 Bài 5 Rơ le số. Bảo vệ quá dòng điện. 241 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
268 3 GIÁO TRÌNH: MÔ ĐUN ĐIỆN CƠ BẢN Tên mô đun: Điện cơ bản Mã số của mô đun: MĐ 12 Thời gian của mô đun: 120 giờ ( LT: 40giờ, TH: 72giờ; KT: 8giờ ) I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trò của mô đun: * Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí dạy ngay đầu chương trình sau khi học xong các môn cơ bản: toán, lý, chính trị. * Tính chất: Là mô đun bắt buộc * Ý nghĩa: Mô đun chứa đựng các kiến thức cơ bản, thông dụng về: khí cụ điện, máy biến áp, động cơ điện xoay chiều. là thiết bị ngõ ra chủ yếu thường gặp trong lĩnh vực điện tử công nghiệp.
* Vai trò của mô đun: Cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về vật liệu điện, thiết bị điện trong dân dụng và các khí cụ điện trong công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực * Về kiến thức: - Nhận dạng, lựa chọn và sử dụng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật các nhóm vật liệu điện thông dụng theo Tiêu chuẩn Việt Nam. * Về kỹ năng: - Tháo lắp và sửa chữa được các khí cụ điện đúng theo thông số của nhà sản xuất. - Phán đoán hư hỏng và sửa chữa được các thiết bị điện gia dụng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
- Lắp đặt được hệ thống chiếu sáng cho hộ gia đình theo bản vẽ thiết kế. * Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp III. Nội dung mô đun Nội dung tổng quát và phân bố thời gian 4 Thời gian (giờ) Mã bài Tên các bài trong mô đun T.Số LT TH KT MĐ 12-1 Vật liệu điện 8 6 1 1 1 Khái niệm về vật liệu điện 1 1 0 2 Vật liệu dẫn điện 3 2 1 1 3 Vật liệu cách điện 2 2 0 4 Vật liệu dẫn từ 2 1 0 MĐ 12-2 Khí cụ điện 41 15 24 2 1 Khái niệm 1 1 0 2 Phân loại 2 2 0 3 Yêu cầu chung đối với khí cụ điện 1 1 0 4 Khí cụ điện đóng cắt 8 2 6 1 5 Khí cụ điện bảo vệ 8 2 6 6 Khí cụ điện điều khiển 21 7 12 1 MĐ12-3 Thiết bị điện gia dụng 22 6 15 1 1 Thiết bị cấp nhiệt 2 1 1 2 Máy biến áp một pha 5 2 3 3 Động cơ điện một pha 4 1 3 4 Thiết bị điện một chiều 11 2 8 1 MĐ 12-4 Rơ le điện tử 21 6 13 2 1 Cấu tạo 2 2 2 Phân loại 1 1 3 Các mạch điện ứng dụng 18 3 13 2 MĐ 12-5 Rơ le số 28 7 19 2 1 Cấu tạo 2 2 2 Phân loại 2 1 1 3 Các mạch điện ứng dụng 24 4 18 2 5 Bài 1 Vật liệu điện Giới thiệu Trong chương trình đào tạo công nhân kỹ thuật thì vật liệu điện là môn học cơ sở không thể thiếu. Việc hiểu đặc điểm, tính chất để ứng dụng các vật liệu cơ bản theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật là việc rất quan trọng, cần thiết.
Vì vậy, nội dung của bài này sẽ cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về vật liệu điện thông dụng để từ đó ứng dụng các vật liệu điện trongcác môn học chuyên ngành và trong thực tế. Mục tiêu - Phân biệt, nhận dạng được các vật liệu điện thông dụng. - Phân tích được tính chất các vật liệu điện thông dụng. - Sử dụng đúng các vật liệu này theo các tiêu chuẩn kỹ thuật trong các điều kiện xác định.
- Rèn luyện tính cẩn thận, an toàn cho người và thiết bị Nội dung của bài: 1.1 Khái niệm về vật liệu điện 1.1 Khái niệm Vật liệu điện là tất cả những chất liệu dùng để sản xuất thiết bị sử dụng trong lĩnh vực ngành điện. Thường người ta phân các loại vật liệu điện theo đặc điểm, tính chất và công dụng của nó. Cấu tạo nguyên tử Mọi vật liệu (vật chất) được cấu tạo từ nguyên tử và phân tử. Nguyên tử là phần tử cơ bản của vật chất.
Theo mô hình nguyên tử của Bor, nguyên tử được cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương và các điện tử (electron e) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo nhất định. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt proton và nơtron. Nơtron là hạt không mang điện tích, còn proton có điện tích dương với số lượng bằng Z.q Trong đó: Z – số lượng điện tử của nguyên tử đồng thời cũng là số thứ tự của nguyên tố nguyên tử đó trong bảng tuần hoàn Menđêlêep. q – điện tích của điện tử e (q = 1,6.
Proton có khối lượng bằng 1,6.10-27 kg, electron (e) có khối lượng bằng 9,1. 6 Ở trạng thái bình thường nguyên tử trung hoà về điện, tức là trong nguyên tử có tổng các điện tích dương của hạt nhân bằng tổng số điện tích âm của các điện tử. Nếu vì lý do nào đó nguyên tử mất đi một hay nhiều điện tích thì sẽ trở thành điện tích dương, ta gọi là ion dương. Ngược lại nếu nguyên tử trung hoà nhận thêm điện tử thì trở thành ion âm.
Để có khái niệm về năng lượng của điện tử ta xét nguyên tử của Hiđrô, nguyên tử này được cấu tạo tử một proton và một điện tử. Khi điện tử chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r xung quanh hạt nhân thì điện tử sẽ chịu lực hút của hạt nhân f1 và được xác định bởi công thức sau: q2 f1 = ( 1.1 ) r2 Lực hút f1 sẽ được cân bằng với lực ly tâm của chuyển động f2: mv 2 f2 = ( 1.2 ) r Trong đó: m – khối lượng của điện tử v – tốc độ chuyển động của điện tử q2 Từ (1.2) ta có: f1 = f2 hay mv2 = ( 1.3 ) r mv 2 Trong quá trình chuyển động điện tử có một động năng T = và một 2 q2 thế năng U = - , nên năng lượng của điện tử bằng: r We = T + U mv 2 q2 q2 q2 q2 Thay T = = .4) ở trên chứng tỏ mỗi điện tử của nguyên tử có một mức năng lượng nhất định, năng lượng này tỷ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo chuyển động của điện tử. Để di chuyển điện tử từ quỹ đạo chuyển động bán kính ra xa q2 vô cùng cần phải cung cấp cho nó một năng lượng lớn hơn bằng 2. r Năng lượng tối thiểu cung cấp cho điện tử để điện tử tách rời ra khỏi nguyên tử trở thành điện tử tự do người ta gọi là năng lượng ion hoá (Wi).
Khi bị ion hoá (bị mất điện tử), nguyên tử trở thành ion dương. Quá trình biến nguyên tử trung hoà thành ion dương và điện tử tự do gọi là quá trình ion hoá. 7 Trong một nguyên tử, năng lượng bị ion hoá của các lớp điện tử khác nhau cũng khác nhau, các điện tử hoá trị ngoài cùng có mức năng lượng ion hoá thấp nhất vì chúng cách xa hạt nhân. Khi điện tử nhận được năng lượng nhỏ hơn năng lượng ion hoá chúng sẽ bị kích thích và có thể di chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác, song chúng luôn có xu thế trở về vị trí ở trạng thái ban đầu.
Phần năng lượng cung cấp để kích thích nguyên tử sẽ được trả lại dưới dạng năng lượng quang học (quang năng). Trong thực tế, năng lượng ion hoá và năng lượng kích thích nguyên tử có thể nhận được từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau như nhiệt năng, quang năng, điện năng; năng lượng của các tia sóng ngắn như tia , , hay tia Rơnghen… 1.3 Cấu tạo phân tử 1. Liên kết đồng hoá trị Liên kết đồng hoá trị được đặc trưng bởi sự dùng chung các điện tử của các nguyên tử trong phân tử.