Chương 1: Đại cương về mạch điện Chương 2: Máy biển áp. Chương 3: Động cơ điện. Chương 4: Khí cụ điều khiển và bảo vệ trong mạch điện “Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã tham khảo các nguồn tài liệu sẵn có. trong nước và với kinh nghiệm giảng đạy thực tế.
Mặc dù đã có nhiều nỗ lực, tuy nhiên không tránh khỏi thiểu sót. Chúng tôi rắt trân trọng và cám ơn những ý kiến đóng của đồng nghiệp vả các. nhả chuyên môn để giáo trình Kỹ thuật điện đạt được sự hoàn thiện trong những lần. biên soạn sau này.
MỤC LỤC LOL MG DAU. CHUONG I: DAI CUONG VE MACH BIE! CHUONG 2: MAY BIEN AP. CHƯƠNG 3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN. CHƯƠNG 4: KHÍ CỤ DIEU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TRONG MẠCH ĐIỆN.
74 CHƯƠNG 5: MACH DIEN XOAY CHIEU HINH SIN BA PHA. CHUONG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN 1. KHÁI NIỆM DÒNG MỘT CHIÊU: * Mục tiên ~ Giới thiệu và giải thích những khái iệm cơ bản vẻ dòng điện, các đại lượng của dòng điện. ~ Đưa ra và giải thích những khái niệm về mạch, các phần tử của mạch điện, 1.
Định nghĩa dòng điện - chiều dòng điện: Đặt vật dẫn trong điện trường, các điện tích dương dưới tác dụng của lực điện trường sẽ chuyển động từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, các điện tích âm ngược lại sẽ chuyển động từ nơi có điện thể thấp đến nơi có điện thế cao, tạo thành dòng điện. * Định nghĩa: Dòng điện là dòng các điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực điện trường. * Chiều dòng đi Được quy ước là chiều chuyển dịch cúa các điện tích dương. Bản chất dòng điện trong các môi trường: * Dòng điện trong kim loại: Ở điều kiện bình thường trong kim loại luôn tổn tại các điện tử tự do, chúng chuyển động hỗn loạn và không tạo ra dòng điện.
Khi đặt kim loại trong điện trường, dưới tác dụng của lực điện trường các điện tử tự do chuyển động về hướng cực dương tạo thành dòng điện. Vậy dòng điện trong kim loại là dòng các điện tử tự do chuyển động với chiều quy ước của dòng đi * Dòng điện trong dung dịch điện ly: Ở điều kiện bình thường trong dung dịch điện ly luôn tồn tại các ion dương và ion âm. Khi đặt dung dịch điện ly trong điện trường, các iôn dương sẽ chuyển động về hướng cực âm củng chiều với chiều quy ước của dòng điện, ngược lại các iôn âm chuyển động về hướng cực dương ngược chiều với chiều quy ước của dòng điện. 'Như vậy dòng điện trong dung dịch điện ly là dòng các ion chuyên động.
* Dòng điện trong không khí: Ở điều kiện bình thường không khí là chất cách điện tốt. Nếu vì lý do nào. đó trong không khí xuất hiện các điện từ tự do và không khi được đặt trong điện áp đủ lớn để các điện tử tự do có thê bắn phá được các nguyên tử khí, không khí bị ion hoá. Dưới tác dụng của lực điện trường các ion và các điện tử tự do chuyển động có hướng tạo thành dòng điện.
'Vậy dòng điện trong chất khí là đòng các ion dương chuyển động theo chiều quy ước của dòng điện và đồng các ion âm và các điện tử tự do chuyển động ngược chiều quy ước của dòng điện. Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện là lượng điện tích chuyên dịch qua tiết diện thẳng của đây dẫn trong một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện ký hiệu là I. đặc trưng cho độ lớn của dòng điện, ta có biểu thức: fei fia t Trong đó: q là lượng điện tích chuyển dich qua tiết dây dẫn trong thời gian Nếu lượng điện tích chuyền dịch qua tiết diện dây dẫn thay đối theo thời gian ta có cường độ dòng điện thay đổi theo thời gian, ký hiệu là ¡.
Khi đó ta có: aat (2) Trong đó: dạ là lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn trong thời gian rắt nhỏ dt Đơn vị của điện tích q là Culông (C), của thời gian t là giây (s) thi đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe (A). Bội số của Am pe là: kilô Ampe ( kA ): IkA = I0`A. Ước số của Ampe là: mili Ampe ( mA ) va micro Ampe ( HA ): ImA = 10 ÏA; IHA = 104A. Sự di chuyển của điện tích trong dây dẫn theo một hướng nhất định với tốc độ không đổi tạo thành dòng điện không đổi hay dòng điện một chiều, ta có định nghĩa: Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều không đổi theo thời gian.
Dòng điện một chiều có cả trị số không đổi theo thời gian gọi là dòng điện không đổi. Dòng điện có cả chiều hoặc trị số thay đổi theo thời gian gọi là đông điện biến đổi. Dòng điện biến đổi có thể là dòng điện không chu kỳ hoặc dòng điện có. “Trên hình 1-1a biểu diễn dòng điện không đổi, hình 1.1b là dòng điện biến đổi không chu kỳ kiểu ti din, hình I.1e là dòng điện biến đổi kiểu chu kỳ và hình 1.1d là dòng điện biển đổi theo chu kỳ có dạng hình sin.
Mật độ dòng điện: Cường độ dòng điện qua một đơn vị diện tích tiết diện dây dẫn được gọi là mật độ dòng điện, ký hiệu là ö (đen ta), ta có: ở al (1-3) s Ở đây S là diện tích tiết diện dây dẫn. Đơn vị mật độ dòng điện là A/m’, nhưng do đơn vị nảy qua nhỏ nên thực tế thường dùng đơn vị A/cm” hoặc A/mmẺ. Trong một đoạn dây dẫn cường độ dòng điện là như nhau tại mọi tiết diện nên ở chỗ nào tiết diện dây dẫn nhỏ mật độ dòng điện sẽ lớn. Điện trở vật dẫn: Dòng điện là dòng điện tích chuyển động có hướng, vì vậy khi chuyển động trong vật dẫn chúng sẽ bị va chạm vào các nguyên tử, phân tử làm chuyển.
động của chúng chậm lại. Đó chính là bản chất của điện trở vật dẫn với dòng điện. + Với vật dẫn có tiết diện nhỏ các điện tích trong quá trình dịch chuyển sẽ bị va chạm cảng nhiều nên điện trở vật dẫntỷ lệ nghịch với tiết diện vật dẫn; + Với đây dẫn cảng dài sự địch chuyển của điện tích cảng gặp cản trở nên ¡ chiều đài day din; + Với vật dẫn có mật độ điện tử tự do càng lớn thì nó dẫn điện càng tốt vì có cảng nhiều điện tích tham gia vào qua trình dịch chuyển tạo nên dòng điện tức là điện trở suất của vật dẫn p nhỏ, điện dẫn suất y lớn hay điện trở vật dẫn phụ thuộc vào bản chất vật liệu làm nên vật dẫn Tóm lại ta có: Điện trở của một vật dẫn tỷ lệ với chiều ải, tỷ lệ nghịch với tiết diện và phụ thuộc vào vật liệu làm vật dẫn đó. Ta có biểu thức; + ®#=ø?$ (H4 hay --RŸ (1-5) liện trở vật dẫn, đơn vị đo là Ôm (©).
1 = chiều dài vật dẫn, đơn vị đo là mét (m). tiết diện vật dẫn, đơn vị đo là mỶ. Khi đó đơn vị của điện trở suất p là b]-07- Qm Trong thực tế do tiết diện vật dẫn S thường tính theo mm” lên đơn vị của p là pl-0m 0° Qm * Sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn vào nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, các phân tử và nguyên tử tăng cường mức độ chuyển động nhiệt làm cho các điện tích bị va chạm nhiều hơn trong quá trình chuyển 6 động do đó tốc độ của chúng giảm đi hay điện trở của vat din tăng lên theo nhiệt độ. Trong phạm vi từ 0 + 100C , đa số các kim loại đều có độ tăng điện trở Ar tỷ lệ với độ tăng nhiệt độ A0 = 0 - 0,.
Gọi rụ và rạ là điện trở tương ứng với nhiệt độ ban đầu , và nhiệt độ đang xét 0, tạ có: on a0 = a(0-0,) Tir dé ta có: +1a(O -0,) = r[l+a(O-4,)] Hệ số œ được gọi là hệ số nhiệt điện trở của vật liệu, đo bằng độ tăng tương đối của điện trở khi nhiệt độ biến thiên 1C. Đổi với dung dich điện phân khi nhiệt độ tăng lên làm tăng độ phân ly làm cho mật độ các phần tử mang điện tăng lên, điện trở của chúng vì vậy lại giảm đi. Điều kiện duy trì dòng điện lâu dài: Muốn các điện tích chuyển động có hướng để tạo thành dòng điện thì ta phải duy trì điện trường trong vật dẫn. Như vậy điều kiện để duy trì dòng điện là phải duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
CAC PHAN TU CUA MACH DIEN: * Muc tiéu: - Đưa ra và giải thích những khái niệm về mạch, các phẩn tử của mach điện. Định nghĩa mạch dig Mạch điện là tập hợp tắt cả các thiết bị cho dòng điện chạy qua. Các thiết bị lẻ nối với nhau cho đòng điện di qua gọi là các phan tử của mạch điện. Một mạch điện gồm các phần tử cơ bản là nguồn điện, vật tiêu thụ điện, vật dẫn điện, và các phần tử khác là thiết bị đo lường, đóng cắt, bảo vệ,.
Các phân tử mạch điện: * Nguôn điện: Là thiết bị để biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện như: - Biến cơ năng thành điện năng ở máy phát điện 7 ~ Biến nhiệt năng thành điện năng ở nha may thuỷ điện - Biến hoá năng thành điện năng ở pin và ắc quy - Biến quang năng thành điện năng như ở pin mặt trời Trên sơ đồ điện nguồn điện được biểu thị bằng một sức điện động (viết tắt là s.đ) ký hiệu là E, có chiều đi từ cực âm (-) về cực dương (+) nguồn và một điện trở trong của nguồn ký hiệu là rọ. tải năng lượng điện từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ, trên sơ. đồ được biểu thị bằng một điện trở dây ký hiệu là rạ. * Thiết bị tiêu thự điện: Là thiết bị để biến năng lượng điện thành năng lượng khác như: iến điện năng thành cơ năng như ở động cơ điện; ~ Biển điện năng thành quang năng như ở bóng đèn; - Biến điện năng thành nhiệt năng như ở các lò điện.
Trên sơ đồ chúng được biểu thị băng một điện trở, ký hiệu la R * Các thiết bị khác: Gồm ~ Thiết bị để đóng cắt như aptômát, cầu dao, máy cắt điện ~ Thiết bị để đo lường như Ampemét, Vôn mét, công tơ điện. ~ Thiết bị để bảo vệ như cầu chỉ, aptômát, rơle nhiệt. Ta có sơ đồ điện đơn giản như sau : E Tạ «[ Hình 1. Kết cấu của mạch điện: Gồm cỏ ~ Nhánh: là phần đoạn mạch chỉ có một dòng điện duy nhất chạy qua.
~ Nút: là điểm nối chung của ít nhất ba nhánh trở lên.