Giáo Trình Môn Học Kỹ Thuật Điện - Trường Cao Đẳng Cơ Giới

Giáo trình kỹ thuật điện nghề điện tử công nghiệp trung cấp cung cấp kiến thức chuyên sâu, giúp học viên nắm vững kỹ năng cần thiết trong ngành.

• Tác giả: Ngô Thị Bích Tần
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Giới
• Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Điện - Đào Tạo Nghề Điện Tử Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Địa điểm: Quảng Ngãi

Mục lục chi tiết

• Tuyên bố bản quyền
• Lời giới thiệu
• 1. CHƯƠNG 1: TĨNH ĐIỆN
• 1.1. Khái niệm về điện trường
• 1.2. Điện thế - Hiệu điện thế
• 1.3. Tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi
• 2. CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU
• 2.1. Khái niệm về mạch điện một chiều
• 2.2. Mô hình mạch điện
• 2.3. Các định luật và các biểu thức cơ bản trong mạch điện một chiều
• 2.4. Các phương pháp giải mạch một chiều
• 3. CHƯƠNG 3: TỪ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
• 3.1. Đại cương về từ trường
• 3.2. Từ trường của dòng điện
• 3.3. Các đại lượng đặc trưng của từ trường
• 3.4. Hiện tượng cảm ứng điện từ
• 3.6. Hiện tượng tự cảm và hỗ cảm
• 4. CHƯƠNG 4: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN
• 4.1. Khái niệm về dòng điện xoay chiều
• 4.2. Giải mạch điện xoay chiều không phân nhánh
• 4.3. Mạch xoay chiều 3 pha
• 4.4. Giải mạch xoay chiều phân nhánh
• 4.5. Bài tập áp dụng
• 5. CHƯƠNG 5: MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN
• 5.1. Mạch điện phi tuyến
• 5.2. Mạch có dòng điện không sin
• 5.3. Mạch lọc điện
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Đào Tạo Nghề Điện Tử Công Nghiệp

Giáo trình Kỹ thuật điện là tài liệu quan trọng trong chương trình đào tạo nghề điện tử công nghiệp. Nó cung cấp kiến thức cơ bản về điện, giúp học viên nắm vững các khái niệm và nguyên lý cơ bản. Giáo trình này được biên soạn dựa trên chương trình khung của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo thực tế.

1.1. Mục tiêu của Giáo Trình Kỹ Thuật Điện

Mục tiêu chính của giáo trình là cung cấp cho học viên kiến thức về các đại lượng cơ bản trong điện, từ đó giúp họ có khả năng áp dụng vào thực tiễn.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình này chủ yếu dành cho học viên trình độ trung cấp nghề điện tử công nghiệp, giúp họ chuẩn bị tốt cho các môn học chuyên môn.

II. Những Thách Thức Trong Đào Tạo Nghề Điện Tử Công Nghiệp

Đào tạo nghề điện tử công nghiệp gặp nhiều thách thức, từ việc cập nhật công nghệ đến việc đảm bảo chất lượng giảng dạy. Các giảng viên cần phải thường xuyên nâng cao trình độ chuyên môn để đáp ứng yêu cầu của ngành.

2.1. Cập nhật công nghệ mới

Công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng, đòi hỏi giáo trình phải thường xuyên được cập nhật để phù hợp với thực tiễn.

2.2. Đảm bảo chất lượng giảng dạy

Chất lượng giảng dạy là yếu tố quyết định đến hiệu quả đào tạo, cần có các phương pháp giảng dạy tích cực và hiệu quả.

III. Phương Pháp Giảng Dạy Hiệu Quả Trong Kỹ Thuật Điện

Để nâng cao hiệu quả giảng dạy, các phương pháp như học tập tích cực, thảo luận nhóm và thực hành là rất cần thiết. Những phương pháp này giúp học viên tiếp thu kiến thức một cách chủ động và hiệu quả hơn.

3.1. Học tập tích cực

Học tập tích cực khuyến khích học viên tham gia vào quá trình học, từ đó nâng cao khả năng tiếp thu và ứng dụng kiến thức.

3.2. Thực hành và ứng dụng

Thực hành là phần không thể thiếu trong đào tạo nghề, giúp học viên áp dụng lý thuyết vào thực tế.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Kỹ Thuật Điện Trong Ngành Công Nghiệp

Kỹ thuật điện có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp, từ sản xuất đến tự động hóa. Việc nắm vững kiến thức về kỹ thuật điện giúp học viên có thể tham gia vào các dự án thực tế và giải quyết các vấn đề phát sinh.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất

Kỹ thuật điện được ứng dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất.

4.2. Tự động hóa trong công nghiệp

Tự động hóa là xu hướng tất yếu trong ngành công nghiệp, yêu cầu kỹ thuật điện phải được áp dụng một cách hiệu quả.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Đào Tạo Nghề Điện Tử Công Nghiệp

Tương lai của đào tạo nghề điện tử công nghiệp rất hứa hẹn, với sự phát triển không ngừng của công nghệ. Việc cải tiến giáo trình và phương pháp giảng dạy sẽ giúp nâng cao chất lượng đào tạo, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Công nghệ sẽ tiếp tục phát triển, đòi hỏi giáo trình phải được cập nhật thường xuyên để theo kịp xu hướng.

5.2. Nhu cầu nhân lực trong ngành điện tử

Nhu cầu về nhân lực trong ngành điện tử công nghiệp sẽ tăng cao, tạo cơ hội việc làm cho học viên tốt nghiệp.

Nội dung chính

THÔNG TIN THƯ MỤC VÀ TỔNG QUAN HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH ĐIỆN KỸ THUẬT (MÃ MÔN HỌC: MH 08)

---

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

• Tên giáo trình: Giáo trình môn học: Điện kỹ thuật
• Mã môn học: MH 08
• Chủ biên: Ngô Thị Bích Tần
• Cơ quan ban hành: Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
• Chương trình áp dụng: Nghề Điện tử công nghiệp (Hệ Trung cấp và Cao đẳng)
• Thời lượng đào tạo: 60 giờ (40 giờ lý thuyết, 16 giờ thực hành/bài tập, 4 giờ kiểm tra); Khối lượng: 3 tín chỉ.

                    CHƯƠNG TRÌNH KHUNG NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
                                 (Tổng 79 tín chỉ)
Khối đại cương (12 TC)                                          Khối chuyên môn (67 TC)
                                      Môn học cơ sở (MH 08)                                         Mô đun chuyên ngành
                                      [ĐIỆN KỸ THUẬT: 3 TC]                                    (Máy điện, Mạch ĐT, PLC, Robot...)

Vị trí trong chương trình đào tạo

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp (tổng khối lượng 79 tín chỉ, 1.905 giờ), môn Điện kỹ thuật (MH 08) thuộc nhóm II.1 – Các môn học, mô đun cơ sở ngành/nghề. Đây là môn học cơ sở bắt buộc, bố trí sau môn An toàn lao động (MH 07). Môn học cung cấp hệ thống nguyên lý vật lý – điện học làm điều kiện tiên quyết để tiếp thu các mô đun kỹ thuật chuyên ngành tiếp theo như Máy điện (MĐ 09), Vẽ điện (MĐ 10), Linh kiện điện tử (MĐ 11), Đo lường điện tử (MĐ 12), Điện cơ bản (MĐ 13) và Mạch điện tử cơ bản (MĐ 15).

Mục tiêu học tập (Learning Outcomes)

• Kiến thức (A1): Trình bày và giải thích được các khái niệm về tĩnh điện, thông số mạch điện, lực từ trường, cảm ứng điện từ; giải thích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống dòng điện xoay chiều hình sin, mạch xoay chiều 3 pha và các loại mạch lọc điện.
• Kỹ năng (B1, B2): Vận dụng các định luật điện từ để tính toán, phân tích thông số mạch điện một chiều, mạch điện xoay chiều phân nhánh và không phân nhánh; vận dụng kiến thức phân tích hoạt động của mạch lọc điện và mạch phi tuyến.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Xây dựng ý thức chủ động học tập, tuân thủ kỷ luật lao động, thực hiện đúng quy chuẩn an toàn cho người và thiết bị, duy trì vệ sinh công nghiệp trong môi trường thực hành.

Cấu trúc và cách tiếp cận

Giáo trình được biên soạn theo cấu trúc tích hợp giữa lý thuyết mạch và bài tập ứng dụng, phân định thành 5 chương độc lập nhưng liên kết tuyến tính từ trường tĩnh điện, mạch điện một chiều sang điện từ trường, mạch điện xoay chiều và mạch phi tuyến. Cách tiếp cận tập trung vào việc mô hình hóa các hiện tượng điện - từ thành các biểu thức toán học và phương pháp giải mạch cụ thể, phục vụ trực tiếp cho hoạt động tính toán kỹ thuật trong nghề Điện tử công nghiệp.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

                            TIẾN TRÌNH NỘI DUNG MÔN HỌC MH 08
                                         
   [Chương 1: Tĩnh điện] (7h)

Các chương và chủ đề chính

• Chương 1: Tĩnh điện (7 giờ: 5 LT, 2 BT/TH): Trình bày các khái niệm cơ sở về điện tích, định luật Coulomb xác định lực tương tác tĩnh điện ($F = k \frac{|q_1 q_2|}{\varepsilon r^2}$), định luật bảo toàn điện tích; khái niệm điện trường, véc-tơ cường độ điện trường $\vec{E}$, tính chất đường sức điện trường và nguyên lý chồng chất điện trường; bản chất công của lực điện trường, điện thế $V_M$, hiệu điện thế $U_{MN}$; hiện tượng phân cực điện môi và trạng thái vật dẫn cân bằng điện trong điện trường.

• Chương 2: Mạch điện một chiều (14 giờ: 9 LT, 4 BT/TH, 1 KT): Phân tích bản chất dòng điện không đổi; mô hình hóa mạch điện qua 4 thành phần cơ bản (nguồn điện, phụ tải, thiết bị biến đổi, dây dẫn); phân loại nguồn áp, nguồn dòng (độc lập và phụ thuộc); các phần tử tiêu thụ $R, L, C$; hệ thống định luật Ohm (đoạn mạch thuần trở, toàn mạch), định luật Joule-Lenz ($Q = R I^2 t$), hiện tượng nhiệt điện phụ thuộc nhiệt độ ($r_1 = r_0[1 + \alpha(t_1 - t_0)]$); 4 phương pháp phân tích giải mạch: biến đổi tương đương điện trở và nguồn, nguyên lý xếp chồng, hệ phương trình định luật Kirchhoff (K1, K2), phương pháp dòng nhánh và phương pháp điện áp nút.

• Chương 3: Từ trường và cảm ứng điện từ (12 giờ: 9 LT, 2 BT/TH, 1 KT): Cung cấp kiến thức về từ trường của dòng điện, véc-tơ cảm ứng từ $\vec{B}$, từ thông $\Phi$; hiện tượng cảm ứng điện từ, định luật Faraday xác định sức điện động cảm ứng trong cuộn dây ($e = -N \frac{d\Phi}{dt}$) và thanh dẫn chuyển động ($e = B l v \sin\alpha$); quy tắc bàn tay phải; hiện tượng tự cảm, hỗ cảm và năng lượng từ trường.

• Chương 4: Dòng điện xoay chiều hình sin (18 giờ: 12 LT, 5 BT/TH, 1 KT): Nghiên cứu các đại lượng đặc trưng của dòng điện hình sin; phương pháp giải mạch xoay chiều không phân nhánh (mạch nối tiếp $R-L-C$) và mạch phân nhánh; cấu trúc, thông số và cách đấu nối hệ thống điện xoay chiều 3 pha (sao - tam giác); ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cung cấp điện và động cơ công nghiệp.

• Chương 5: Mạch điện phi tuyến (9 giờ: 6 LT, 2 BT/TH, 1 KT): Phân tích khái niệm mạch điện chứa phần tử phi tuyến, đặc tính vôn - ampe phi tuyến; hiện tượng và tác hại của dòng điện không sin; nguyên lý cấu tạo, phân loại và sơ đồ tính toán các mạch lọc điện (mạch lọc nguồn một chiều, bộ lọc thông thấp, thông cao).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Nội dung xây dựng trên nền tảng cơ sở lý thuyết trường điện từ và lý thuyết mạch cổ điển:

• Định luật tĩnh điện Coulomb và nguyên lý thế tĩnh điện;
• Định luật cảm ứng điện từ Faraday và định luật bảo toàn năng lượng Joule-Lenz;
• Hệ tiên đề mạch điện tập trung: Định luật dòng điện Kirchhoff 1 ($\sum_{k} I_k = 0$) tại nút và định luật điện áp Kirchhoff 2 ($\sum_{k} U_k = \sum_{k} E_k$) trong vòng kín;
• Quan hệ toán tử tức thời trên linh kiện kháng và dung: $u_L(t) = L \frac{di(t)}{dt}$ và $i_C(t) = C \frac{du(t)}{dt}$.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận dạng, phân loại các phần tử nguồn áp, nguồn dòng, tải $R, L, C$; tính toán điện trở tương đương của các cấu hình phức tạp; tính toán thông số ghép nối tổ hợp ắc quy nguồn công nghiệp; tính toán trị số sụt áp và công suất tiêu tán trên đường dây.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Thiết lập hệ phương trình dòng nhánh, phương pháp điện áp nút và phương pháp xếp chồng để giải quyết mạch điện phẳng đa nút, đa mắt lưới; phân tích định lượng sự biến thiên điện trở theo nhiệt độ của các vật liệu dẫn điện (đồng, nhôm, thép, mangan).
• Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Vận hành, đấu nối sơ đồ đo lường; đọc và phân tích sơ đồ nguyên lý mạch lọc tín hiệu; thao tác khảo sát mạch điện xoay chiều trên các mô hình mô phỏng máy điện 1 pha và 3 pha.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Phương pháp sư phạm của giảng viên

Giáo trình quy định áp dụng phương pháp dạy học tích cực, tích hợp giữa truyền thụ lý thuyết và rèn luyện kỹ năng giải bài toán mạch:

• Lý thuyết: Giảng viên sử dụng phương pháp thuyết trình ngắn, giảng dạy theo tình huống/nêu vấn đề; trình chiếu hình ảnh, sơ đồ nguyên lý; hướng dẫn học viên khai thác tài liệu chuyên ngành.
• Thực hành - Bài tập: Chia lớp thành các nhóm nhỏ (2–3 người); giảng viên làm mẫu các bước tính toán mạch, kiểm soát thao tác mẫu, hướng dẫn sửa sai trực tiếp tại chỗ; sử dụng các mô hình mô phỏng máy điện xoay chiều 1 pha và 3 pha làm trực quan bài giảng.

Hoạt động học tập và tự học của học viên

• Làm việc nhóm: Nhóm trưởng phân công thành viên tìm hiểu trước chủ đề thảo luận; các thành viên thực hiện giải bài tập mạch điện, lập báo cáo kết quả và trình bày trước lớp.
• Tự học: Nghiên cứu đề cương và bài đọc trước khi đến lớp; tự giải bài tập ôn tập tại cuối mỗi chương (như tính toán điện tích, xác định cường độ điện trường, giải hệ mạch điện nhiều nguồn); tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng tích hợp trên lớp (vắng quá 30% phải học lại theo quy chế).

Phương thức và trọng số đánh giá

Quy trình kiểm tra, đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo trình độ Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

• Đánh giá quá trình (Trọng số 40%):
  • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): 01 cột điểm hỏi miệng/thuyết trình sau 6 giờ học đầu tiên (đánh giá chuẩn đầu ra A1, C1).
  • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): 04 cột điểm thông qua bài kiểm tra viết tự luận, trắc nghiệm hoặc thực hành sau mỗi giai đoạn 11 giờ (đánh giá chuẩn đầu ra A2, A3, B1, B2, C1).
• Đánh giá kết thúc môn học (Trọng số 60%):
  • 01 bài thi kết thúc môn sau 60 giờ học, tổ chức bằng hình thức vấn đáp kết hợp thực hành trên mô hình (đánh giá tổng hợp A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2).
• Quy cách tính điểm: Thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Kế thừa và chuẩn hóa tài liệu chuyên ngành

Giáo trình tổng hợp và kế thừa có chọn lọc các lý thuyết mạch từ các tài liệu kinh điển của các tác giả đầu ngành kỹ thuật điện tại Việt Nam:

• Giáo trình Điện kỹ thuật (Nguyễn Viết Hải, NXB Lao động – Xã hội, 2004);
• Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện (1980), Kỹ thuật điện đại cương (1976), Bài tập Kỹ thuật điện đại cương (1980) của tác giả Hoàng Hữu Thận (NXB Kỹ thuật, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp);
• Giáo trình Cơ sở lý thuyết mạch điện (Nguyễn Bình Thành, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1980);
• Giáo trình Kỹ thuật điện (Phạm Thị Cư chủ biên, NXB Giáo dục, 1996; Vụ Trung học chuyên nghiệp và Dạy nghề, NXB Giáo dục, 2005).

Đặc điểm biên soạn theo chuẩn đầu ra nghề nghiệp

• Khung cấu trúc chuẩn hóa: Chuyển đổi khối lượng lý thuyết mạch học thuật thành mô đun MH 08 có định lượng cụ thể (60 giờ: 40 LT, 16 TH/BT, 4 KT), tương thích trực tiếp với chương trình khung đào tạo nghề Điện tử công nghiệp.
• Tích hợp bài toán kỹ thuật ứng dụng: Bổ sung các bài tập tính toán mang tính thực tế công nghiệp thay vì chỉ giải phương trình trừu tượng, ví dụ: bài toán xác định số phần tử ắc quy đấu nối thành bộ hỗn hợp cấp nguồn chiếu sáng sự cố công suất 2,1 kW – điện áp 120V; bài toán ghép nhóm bóng đèn điện áp mạng 120V; tính toán độ tăng nhiệt điện trở dây dẫn kim loại (thép, đồng) khi vận hành ở nhiệt độ cao ($520^\circ\text{C}$).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Học sinh, sinh viên các hệ đào tạo

• Đối tượng chính: Học sinh trình độ Trung cấp và sinh viên hệ Cao đẳng nghề Điện tử công nghiệp tại Trường Cao đẳng Cơ giới và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp có mã nghề tương đương.
• Đối tượng liên quan: Học sinh, sinh viên các ngành kỹ thuật liên quan cần học phần cơ sở điện như Điện công nghiệp, Kỹ thuật Cơ điện tử, Vận hành và sửa chữa thiết bị điện.

Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites)

• Học viên cần có kiến thức cơ bản về Vật lý phổ thông (phần Điện học và Từ học) cùng công cụ Toán học (đại số tuyến tính, phương trình bậc nhất, giải tích cơ bản).
• Đã hoàn thành học phần An toàn lao động (MH 07) để nắm rõ các quy tắc an toàn khi thao tác với nguồn điện và thiết bị thí nghiệm.

Giảng viên và cán bộ kỹ thuật

• Giảng viên: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức, xây dựng đề cương chi tiết, giáo án tích hợp, thiết kế hệ thống bài tập thực hành và ngân hàng đề thi đánh giá định kỳ - kết thúc môn theo chuẩn đầu ra A1-C1.
• Kỹ thuật viên xí nghiệp: Dùng làm tài liệu tham khảo để tra cứu nhanh các công thức biến đổi tương đương, phương pháp phân tích dòng nhánh, thế nút và nguyên lý hoạt động của các bộ lọc nguồn điện một chiều.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Điện tử công nghiệp, đóng vai trò là môn học cơ sở bắt buộc mã số MH 08 trong chương trình đào tạo.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học môn này?

Người học cần nắm vững kiến thức Vật lý đại cương về phần điện - từ, các phép toán đại số cơ bản (giải hệ phương trình nhiều ẩn), đồng thời đã học qua mô đun An toàn lao động (MH 07).

3. Giáo trình này có điểm gì khác so với các giáo trình lý thuyết mạch thông thường?

Giáo trình giảm tải các chứng minh toán học phức tạp, tập trung vào mô hình hóa 4 phần tử mạch, hướng dẫn chi tiết quy trình 5 bước giải mạch bằng phương pháp dòng nhánh/thế nút và gắn liền các bài tập mẫu với thông số thiết bị công nghiệp thực tế (như hệ ắc quy, bóng đèn công nghiệp).

4. Phương pháp học tập nào giúp tiếp thu nội dung giáo trình hiệu quả?

Học viên cần tuân thủ mô hình học tập kết hợp: đọc trước tài liệu lý thuyết tại nhà, tham gia thảo luận nhóm (2–3 người) để giải quyết các chủ đề bài tập được giao, thực hành trên mô hình mô phỏng máy điện và tham dự tối thiểu 70% số giờ học tích hợp trên lớp.

5. Giáo trình yêu cầu sử dụng những tài liệu và phương tiện bổ trợ nào?

Môn học đòi hỏi sử dụng phòng học chuyên môn chuẩn, máy chiếu, bảng vẽ sơ đồ mạch, mô hình mô phỏng máy điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cùng các tài liệu tham khảo chính thống của các tác giả Nguyễn Bình Thành, Hoàng Hữu Thận, Nguyễn Viết Hải.

---

Kết luận (150 từ)

                       LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO NGHỀ TIẾP THEO
                                      
  [MĐ 09: Máy điện]     [MĐ 11: Linh kiện ĐT]    [MĐ 15: Mạch ĐT cơ bản]
                     [MĐ 21, 22, 23: Vi điều khiển,
                         PLC, Robot công nghiệp]

Giáo trình Điện kỹ thuật (MH 08) của Trường Cao đẳng Cơ giới đóng vai trò cấu trúc nền móng trong chương trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp. Giáo trình cung cấp hệ thống định luật điện từ học, phương pháp giải mạch một chiều, xoay chiều và mạch phi tuyến, bảo đảm việc chuẩn hóa kiến thức từ lý thuyết sang năng lực giải quyết bài toán kỹ thuật.

Về lộ trình học tập, sau khi hoàn thành MH 08, học viên có đủ điều kiện tiên quyết để học tiếp các mô đun cơ sở và chuyên ngành nâng cao: Máy điện (MĐ 09), Linh kiện điện tử (MĐ 11), Điện cơ bản (MĐ 13), tiến tới các mô đun kỹ thuật hệ thống như Vi điều khiển (MĐ 21), PLC cơ bản (MĐ 22) và Rô bốt công nghiệp (MĐ 23). Tài liệu cần được sử dụng kết hợp với hệ thống giáo trình tham khảo chuyên sâu và các mô hình thí nghiệm máy điện trong suốt quá trình đào tạo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - 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. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: 15  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: không có  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính 1. Khái niệm về điện trường 1.

Điện tích Điện tích là một đại lượng vô hướng, đặc trưng cho tính chất của một vật hay một hạt về mặt tương tác điện và gắn liền với hạt hay vật đó. Định luật Coulomb: Hình 1.1 lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F12 ; F21 có: - Điểm đặt: Trên 2 điện tích. - Phương: Đường nối 2 điện tích. - Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu) + Hướng vào nhau nếu q1.m2  Trong đó : k là hệ số k = 9.10 9  2   C  Đơn vị: q : Coulomb (C) r : mét (m) F : Newton (N) (Ghi chú: F là lực tĩnh điện) r - Biểu diễn: F1 r F F1 F2 q1.1: Lực tương tác giữa 2 điện tích Ý nghĩa: Định luật Coulomb là một định luật cơ bản của tĩnh điện học, nó giúp ta hiểu rõ thêm khái niệm điện tích.

Nếu các hạt cơ bản hoặc các vật thế tương tác với nhau theo định luạt Coulomb thì ta biết rằng chúng có mang điện tích Định luật bảo toàn điện tích: Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số 1. Khái niệm về điện trường + Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. + Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.2) 17 q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E. q < 0 : F cùng phương, ngược chiều với E.

+ Đường sức điện trường hinh 1.2: Là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Tính chất của đường sức: - Qua mỗi điểm trong điện trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và chỉ 1 đường sức điện trường. - Các đường sức điện là các đường cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng ở các điện tích âm. - Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau.

- Nơi nào có cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức ở đó vẽ mau và ngược lại Hình 1.2: Đường sức điện trường + Điện trường đều: - Có véc tơ CĐĐT tại mọi điểm đều bằng nhau. - Các đường sức của điện trường đều là các đường thẳng song song cách đều nhau + Véctơ cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M. - Phương: Đường nối M và Q 18 - Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 Hướng vào Q nếu Q <0 Q  N .r  C  - Biểu diễn: r q>0 EM q<0 r EM Hình 1.3 Cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm + Nguyên lí chồng chất điện trường:     E  E1  E2  .4) Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường thành phần: E = E1 + E2 b) Tại điểm D ta có: do q > 0 gây ra tại D có: - phương AD, hướng ra xa điểm A q - độ lớn: E1'  9. 2 a do q < 0 gây ra tại D có: - phương BD, hướng từ D về B q - Độ lớn: E 2'  9.

2 a E1'  E 2'  0   ABC là tam giác đều GocABD  60  19 có : - Phương song song AB - Chiều từ trái sang phải - Độ lớn là ED q 2. Điện thế - Hiệu điện thế 2. Công của lực điện trường Công của điện trường: Khi điện trường tác dụng lên các điện tích, có thể làm cho các điện tích di chuyển trong điện trường, khi đó lực thực hiện một công gọi là công của lực điện trường. Xét 1 điện tích điểm q > 0 thì q gây ra lực F trong điện trường Đặt vào trong điện trường 1 điện tích thử q0 > 0 Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N thì lực tĩnh điện sẽ thực hiện một công (Hình 1.4): Công của lực điện trường: q .4)   rM rN  Hình 1.

Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N 20 Như vậy: “Công của lực điện làm di chuyển điện tích điểm q0 trong điện trường của điện tích q đi theo 1 đường cong bất kỳ, không phụ thuộc vào dạng đường cong dịch chuyển, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường dịch chuyển”. * Thế năng của điện tích trong điện trường: Khi A = 0, theo cơ học trường có tính chất trên gọi là trường thế. Trường tĩnh điện là trường thế nên công của lực trường bằng cường độ giảm thế năng của điện tích q0 khi dịch chuyển từ điểm M đến điểm N của trưòng. q0 AMN    WM  WN (1.5) 4    0 rM 4    0 rM Trong đó: q.

q0 WM  C và WN  C 4    0 rM 4    0 rN Trong đó: C là một hằng số tuỳ ý 2. Điện thế Giả sử có 1 điện tích q di chuyển từ một điểm M cho trước đến một điểm ở vô cùng. Từ biểu thức: q.rM Chia hai vế của biểu thức cho q0 AM q  q0 4 .rM Vế phải của biểu thức không phụ thuộc vào q0 mà chỉ phụ thuộc vào điện tích q gây ra tại điện trường và phụ thuộc vào vị trí đặt điện tích q0 21 AM Thương số: đặc trưng cho điện trường ta đang xét nên gọi là điện thế của q0 AM  q điện trường tại M  M   (1.6) q0 4    0 rM Cho q0 = +1 đơn vị điện tích  M  AM Vậy: “Điện thế tại 1 điểm nào đó trong điện trường có giá trị bằng công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển 1 đơn vị điện tích dương từ điểm đó ra xa vô cùng” 2. Hiệu điện thế AMN AM AN q q       M   N  U MN q0 q0 q0 4 .rN Hiệu số (M - N) được gọi là hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N AMN  M  N  (1.7) q0 Nếu lấy q0 = +1 đơn vị điện tích thì  M   N  AMN Vậy: Đại lượng đo bằng công di chuyển một đơn vị điện tích từ M đến N gọi là điện áp của điện trường.

Ký hiệu: U Điện áp giữa hai điểm của trường bằng hiệu điện thế giữa hai điểm đó. Vì thế, điện áp còn được gọi là hiệu điện thế. Tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi 3. Vật dẫn trong điện trường Khi vật dẫn đặt trong điện trường mà không có dòng điện chạy trong vật thì ta gọi là vật dẫn cân bằng điện (vdcbđ) Bên trong vdcbđ cường độ điện trường bằng không.

Mặt ngoài vdcbđ: cường độ điện trường có phương vuông góc với mặt ngoài 22 Điện thế tại mọi điểm trên vdcbđ bằng nhau Điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật, sự phân bố là không đều (tập trung ở chỗ lồi nhọn) 3. Điện môi trong điện trường Khi đặt một khối điện môi trong điện trường thì nguyên tử của chất điện môi được kéo dãn ra một chút và chia làm 2 đầu mang điện tích trái dấu (điện môi bị phân cực). Kết quả là trong khối điện môi hình thành nên một điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài 23 CÂU HỎI ÔN TẬP Bài tập 1: Tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm có điện tích bằng nhau, q = 10-6C, đặt cách nhau một đoạn d = 1cm, ở trong dầu (  =2) và ở trong nước (  =6) Bài tập 2: Cho hai điện tích điểm +q và –q ( hình 1.5) đặt tại hai điểm A và B, cách nhau một khoảng a trong chân không a) Xác định cường độ điện trường tại điểm C với C là trung điểm của đoạn AB b) Xác định cường độ điện trường tại điểm D. Với D là điểm nằm trên đường trung trực của AB, và cách A một khoảng a.10-6C, a = 3cm E'2 ED D E'2 E1 A C E2 B EC Hình 1.5 Câu 3 : Nêu các tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi.

Câu 4 : Phân biệt điện thế và hiệu điện thế ? Qui ước dấu. Câu 5 : Giải thích các tính chất cơ bản của đường sức của điện trường. 24 CHƯƠNG 2 MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH8-02 Giới thiệu: Trong thực tế mạch điện một chiều được ứng dụng nhiều ở lĩnh vực điện, điện tử, dòng điện một chiều tương đối ổn định và việc nghiên cứu để giải mạch điện một chiều là cơ sở để chuyển đổi và giải các mạch điện biến đổi khác về dạng mạch điện một chiều và các cách biến đổi, các phương pháp giải mạch điện một chiều được nghiên cứu kỹ. Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm về dòng điện một chiều, khái niệm về mạch điện - Giải thích được cách xây dựng mô hình mạch điện, các phần tử chính trong mạch điện.