Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương-Chương 3 pdf

Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương T©B
Bài tập Chương 3: Các chế độ phát nóng 1

Chương 3: CAÙC CHEÁ ÑOÄ PHAÙT NOÙNG
Bài tập

Bài 1. Thanh dẫn dài 1m có tiết diện tròn có đường kính d = 20 mm, có điện
trở 0,2mΩ, có dòng điện 200A chạy qua liên tục trong thời gian đủ dài.
Thanh dẫn có hệ số toả nhiệt K
T
= 10 W/(
0
C.m
2
) và được đặt trong môi
trường không khí có nhiệt độ là 35
o
C. Xác định nhiệt độ của thanh dẫn.

Bài 2. Thanh dẫn dài 1m có tiết diện 10x30 mm
2
, có điện trở 0,2 mΩ.
Thanh dẫn có hệ số toả nhiệt K
T
= 10 W/(
0
C.m
2
) và được đặt trong
môi trường không khí có nhiệt độ là 40
o

C.
a) Cho dòng điện 200A chạy qua liên tục qua thanh dẫn trong thời gian
đủ dài. Xác định nhiệt độ của thanh dẫn?
b) Biết thời hằng phát nóng của thanh dẫn T = 1 phút. Dòng điện qua
thanh dẫn không đổi như ở câu a), tính nhiệt độ lớn nhất trên thanh
dẫn?
Chế độ 1) Khi thanh dẫn trên làm việc theo chu kỳ lặp lại như giản đồ thời
gian sau:





Chế
độ 2) Khi thanh dẫn trên làm việc theo chu kỳ lặp lại như giản đồ thời
gian sau:





Chế độ 3) Khi thanh dẫn trên làm việc theo chu kỳ lặp lại như giản đồ thời
gian sau:





c) Biết thời hằng phát nóng của thanh dẫn T = 1 phút. Nhiệt độ lớn nhất
trên thanh dẫn không đổi như ở câu a), tính dòng điện làm việc chạy

qua thanh dẫn I
lv
trong 3 trường hợp trên?


03
t (phút)
I (A)
I
lv

10 13 20 23
01
t (s)
I (A)
I
lv

5 6 10 11
05
t (phút)
I (A)
I
lv

10 15 20 25
Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương T©B
Bài tập Chương 3: Các chế độ phát nóng 2

Bài 3. Một thiết bị điện làm việc với công suất vào là

100W. Thiết bị luôn có hiệu suất là 80% (tổn hao
nhiệt là 20%). Vật liệu của thiết bị chịu được nhiệt độ
cho phép tối đa là 90
0
C. Nhiệt độ môi trường làm
việc là 40
0
C.
a) Thiết bị trên tản nhiệt thông qua lớp vỏ có hệ số tỏa
nhiệt k
T
= 10 W/(
0
C.m
2
). Tính diện tích tỏa nhiệt (tối
thiểu) của vỏ thiết bị?
b) Nếu thiết bị ở câu a) làm việc theo chu kỳ lặp lại
như giản đồ thời gian trên hình vẽ bên. Biết hằng số thời gian phát
nóng của thiết bị
là T = 1 phút.
Tính hệ số quá
tải công suất K
P

và hệ số quá tải
dòng điện K
I
của
thiết bị?

c) Giả sử vỏ thiết bị được sơn một lớp sơn thẩm mỹ có độ dày δ = 1mm.
Vật liệu sơn có hệ số dẫn nhiệt λ = 0,1 W/(m
0
C) và hệ số tỏa nhiệt k
Tb

= 5 W/(
0
C.m
2
). Tính diện tích tỏa nhiệt tối thiểu của vỏ họp S
b
?
(Xem diện tích tỏa nhiệt của lớp sơn bằng với diện tích tỏa nhiệt của
vỏ thiết bị, và nhiệt độ được tỏa đều ra các bề mặt của vỏ thiết bị)
d) Nếu thiết bị ở
câu c) làm việc
theo chu kỳ lặp
lại như giản đồ
thời gian trên
hình vẽ bên.
Biết hằng số
thời gian phát nóng củ
a thiết bị là T = 3 phút. Thiết bị làm việc với
công suất định mức. Tính nhiệt độ làm việc của thiết bị θ
lv
?

Bài 4. Một IC ổn áp làm việc với điện áp vào 12,0V, dòng điện vào 1,1A và
điện áp ra ổn áp 5,0V, dòng điện ra 1,0A. IC có vỏ tản nhiệt rất nhỏ, và

có nhiệt độ cho phép tối đa là 75
0
C. Nhiệt độ môi trường làm việc là
40
0
C.
a) Để tản nhiệt cho IC, cần gắng thêm miếng tản nhiệt
kim loại, tản nhiệt có hệ số tỏa nhiệt k
Ta
= 10
W/(
0
C.m
2
). Tính diện tích tỏa nhiệt tối thiểu của
miếng tản nhiệt S
a
?
b) Giả sử miếng tản nhiệt kim loại ở câu a) cũng
chính là vỏ họp chứa IC ổn áp (như hình vẽ bên).
02
t (phút)
P(W)
P
đm

10 12 20 22
Vỏ thiết bị
S
xq

Vỏ tản nhiệt
LM7805
02
t (phút)
I (A)
I
max
10 12 20 22
Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương T©B
Bài tập Chương 3: Các chế độ phát nóng 3

Nếu vỏ họp được sơn một lớp sơn thẩm mỹ có độ dày δ = 1mm. Vật
liệu sơn có hệ số dẫn nhiệt λ = 0,1 W/( m
0
C) và hệ số tỏa nhiệt k
Tb
= 5
W/(
0
C.m
2
). Tính diện tích tỏa nhiệt tối thiểu của vỏ họp S
b
?
(Xem diện tích tỏa nhiệt của lớp sơn bằng với diện tích tỏa nhiệt của
vỏ họp, và nhiệt độ được tỏa đều ra các bề mặt của vỏ họp)
c) Nếu thiết bị ở câu b)
làm việc theo chu kỳ
lặp lại như giản đồ
thời gian trên hình

vẽ bên. Biết hằng số
thời gian phát nóng
của thiết bị là T = 1 phút. Công su
ất lúc làm việc của IC như ở câu a).
Tính nhiệt độ làm việc của thiết bị θ
lv
?



Bài tập:

_Tất cả các ví dụ.
_ Bài tập: (.), (-)3.1, 3.5, 3.7, (*) 3.2, 3.3, 3.6a, (**)3.6b.

02
t (phút)
I (A)
I
max
10 12 20 22