giáo trình mạch điện nghề điện công nghiệp và dân dụng trung cấp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.1 MB, 92 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Sæ LAO ĐàNG TH¯¡NG BINH VÀ XÃ HàI ĐÂK LÂK

<b>TR¯âNG TRUNG CÂP TR¯âNG S¡N </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>TUYÊN Bà BÀN QUYÀN </b>

Tài liáu này thc lo¿i sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể đ°ÿc

khÁo.

Mái māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dāng vãi māc đích kinh doanh thi¿u lành m¿nh sẽ bß nghiêm c¿m.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LâI GIàI THIàU </b>

Môn hác <M¿ch đián= là mát trong nhÿng môn hác thāc hành đ°ÿc biên so¿n dāa trên ch°¢ng trình khung và ch°¢ng trình chi ti¿t do tr°ång Trung c¿p Tr°ång S¢n ban hành dành cho há trung c¿p ngành đián cơng nghiáp và dân dāng.

Giáo trình đ°ÿc biên so¿n làm tài liáu hác tÁp, giÁng d¿y nờn giỏo trỡnh ó c xõy dng ỗ mc ỏ Ân gin v dò hiu, trong mòi bi u cú các bài tÁp áp dāng để hác sinh sinh viên thāc hành, luyán tÁp kỹ năng nghÁ.

Khi biên so¿n, tác giÁ đã dāa trên kinh nghiám giÁng dÁy, tham kho ng nghiỏp v tham kho ỗ nhiu giỏo trình hián đang l°u hành để phù hÿp vãi nái dung ch°¢ng trình đào t¿o, phù hÿp vãi māc tiêu đào t¿o và các nái dung thāc hành đ°ÿc biên so¿n gÃn vãi yêu cÁu thāc t¿.

Ch°¢ng 1: Các khái niám c¢ bÁn vÁ m¿ch đián Ch°¢ng 2: M¿ch đián mát chiÁu

Ch°¢ng 3: Dịng đián xoay chiÁu hình sin Ch°¢ng 4: M¿ch ba pha

Giáo trình cũng là tài liáu hác tÁp, giÁng d¿y và tham khÁo tốt cho các ngành thuác lĩnh vāc đián dân dāng, vÁn hành nhà máy thÿy đián và các ngành gÁn vãi ngành đián cơng nghiáp. Trong q trình sử dāng giáo trình, tuỳ theo yêu cÁu cũng nh° khoa hác và cơng nghá phát triển có thể điÁu chỉnh thåi gian và bổ sung cÁp nh¿t các ki¿n thāc mãi cho phù hÿp. Trong giáo trình, chúng tơi có đÁ ra nái dung thāc tÁp cÿa từng bài để ng°åi hác cÿng cố và áp dāng ki¿n thāc lý thy¿t đã hác phù hÿp vãi kỹ năng.

Trong quá trình biên so¿n giáo trình, khơng tránh khãi thi¿u sót, tác giÁ r¿t mong sā đóng góp ý ki¿n cÿa b¿n đác, để ngày mát hồn thián h¢n

ĐÃk LÃk, ngày 15 tháng 12 năm 2022 Tham gia biên so¿n

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<small>2.2. Các mơ hình tốn trong m¿ch đián ... 4 </small>

<small>CH¯¡NG 3: DÒNG ĐIàN XOAY CHIÀU HÌNH SINH ... 41 </small>

<small>2.1. Khái niám vÁ dòng đián xoay chiÁu. ... 41 </small>

<small>2.2. GiÁi m¿ch xoay chiÁu không phân nhánh. ... 49 </small>

<small>2.3. GiÁi m¿ch xoay chiÁu phân nhánh... 54 </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<small>2.1. Khái niám chung. ... 69 </small>

<small>2.2. S¢ đồ đ¿u dây trong m¿ng ba pha cân bằng. ... 71 </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>GIÁO TRÌNH MƠN HàC Tên mơn hác: M¿ch đián </b>

<b>Vß trí, tính chÃt, ý nghĩa và vai trị của mơn hác: </b>

- Vß trí: Mơn hác m¿ch đián đ°ÿc bố trß hác sau các môn hác chung và hác tr°ãc các mơn hác, mơ đun chun mơn nghÁ.

- Tính ch¿t: L mụn hỏc k thut cÂ sỗ, thuỏc cỏc mụn hác đào t¿o nghành Đián công nghiáp và dân dāng

- Ý nghĩa và vai trị cÿa mơn hác:

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>BÀI Mị U: KHI QUT CHUNG V MắCH IN 1. Mc tiêu: </b>

- Khái quát đ°ÿc các há thống m¿ch đián

- Phân tích đ°ÿc các mơ hình tốn trong m¿ch đián

- Rgn luyán đ°ÿc ph°¢ng pháp hác t° duy và nghiêm túc trong cơng viác.

M¿ch đián là mát há thơng gồm các thi¿t bß đián, đián tử ghép l¿i trong đó xÁy ra các q trình trun đ¿t, bi¿n i nng lng hay tớn hiỏu iỏn t o bỗi các đ¿i l°ÿng dòng đián, đián áp. M¿ch đián đ°ÿc c¿u trúc từ các phÁn riêng rẻ đÿ nhã, thāc hián các chāc năng xác đßnh đ°ÿc gái là các phÁn tử m¿ch đián. Hai lo¿i phÁn tử chính cÿa m¿ch đián là nguồn và phā tÁi.

đián cho m¿ch, ví dā nh° máy phát đián (bi¿n đổi c¢ nàng thành đián năng), Ãc qui (bi¿n đổi hóa năng sang đián nàng), cÁm bi¿n nhiát, V.V..

Phā tài là các thi¿t bß nhÁn năng l°ÿng đián hay tín hiáu đián, ví dā nh° đáng c¢ đián (bi¿n đián nàng thành c¢ năng), đgn đián (bi¿n đián năng sang quang năng), b¿p đián, bàn là, ống tia đián tử, V.V..

Ngoài hai lo¿i chính trên, trong m¿ch đián cịn có nhißu lo¿i phÁn tử khác nhau nh°: phÁn tử dùng để nối nguồn vãi phā tÁi (ví dā dây nối, đ°ång dây tÁi đián), phÁn tử làm thay đổi áp và dòng trong các phÁn khác cÿa m¿ch (máy bi¿n

cÿa tín hiáu (các bá lác, bá khu¿ch đ¿i), V.V..

Trên mßi phÁn tử th°ång có mát số đÁu nối ra gái là các cāc dùng để nối nó vãi các phÁn tử khác. Dòng đián đi vào hoặc ra phÁn tử từ các cāc. PhÁn tử có thể có hai cāc, ba cāc, bốn cāc hay nhiÁu cāc.

Ví dā, cuán dây, tā đián là phÁn tử hai cāc

Transistor là phÁn tử ba cāc; ináy bi¿n áp, khu¿ch đ¿i tht tốn là phÁn tử nhiÁu cāc.

• N¿u phÁn tử có kích th°ãc râ't nhã so vãi đá dài cÿa b°ãc sóng đián từ, thì trên các cāc cÿa phÁn tử có th¿ đßnh nghĩa các đ¿i l°ÿng dịng đián, đián áp và có thể dùng hai đ¿i l°ÿng này đ¿ đo c°ång đá chung (xét vÁ tồn bá) cÿa q trình đián từ xÁy ra bên trong phÁn tử. Đián áp và dịng đián đ°ÿc đßnh nghĩa nh° sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Đián áp giÿa điểm A vãi điểm B là công cÁn thi¿t lm dòch chuyn mỏt Ân vò iỏn tớch

(1 coulomb) t A n B.

Ân vò ca iỏn áp là vôn (V). Đián áp đ°ÿc ký hiáu là u. Trên H.l.l: u - là đián áp giÿa A vói B:

du + c t ỗ phớa A du - ỗ phớa B.

ụi khi thay vỡ dựng cỏc d¿u +, - U<sub>AB</sub> - đián áp giÿa A vãi B. và ta có: U<sub>AB</sub> = - U<sub>BA</sub>

Hình 1.2a và 1.2b t°¢ng đ°¢ng vãi nhau.

(gái tÃt là dịng đián) là l°ÿng đián tích dßch chuyển qua mát bÁ mặt nào đó (ti¿t dián ngang cÿa dây d¿n, n¿u là dịng đián chÁy trong dây d¿n) trong mát đ¢n vß thåi gian. Dịng đián đ°ÿc ký hiáu là i v Ân vò l ampe (A). Chiu dũng iỏn, theo đßnh nghĩa, là chiÁu chuyển đáng cÿa các đián tích d°¢ng (hay là ng°ÿc chiÁu vãi chiÁu chuyển đáng các đián tích âm). Để tián lÿi, ng°åi ta chán tùy ý mát chiÁu và ký hiáu bằng mũi tên nh° trên H.1.3

và gái là chiÁu d°¢ng cÿa dịng đián.

N¿u t¿i mát thåi điểm t nào đó, chiÁu dịng đián trùng vãi chiÁu d°¢ng thì i sẽ mang d¿u d°¢ng (I > 0 ), còn n¿u chiÁu dòng đián ng°ÿc vãi chiÁu d°¢ng thì i sẽ âm (i < 0).

Các hián t°ÿng đián từ gồm r¿t nhiÁu vẻ, nh° hián t°ÿng chỉnh l°u, tách sóng, t¿o hàm, t¿o sóng, bi¿n áp, khu¿ch đ¿i, V. V.. Tuy nhiên nêu xét theo quan điểm năng l°ÿng thì quá trình đián từ trong m¿ch đián có thể qui vÁ hai hián t°ÿng năng l°ÿng c¢ bÁn là hirn t°ÿng bi¿n đổi năng l°ÿng và hián t°ÿng tích

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

phóng năng l°ÿng đián từ.

Hián t°ÿng bi¿n đối năng l°ÿng có thể chia làm hai lo¿i:

- Hián t°ÿng nguồn: là hián t°ÿng bi¿n đổi từ các d¿ng năng l°ÿng khác nh° c¢ năng, hóa nàng, nhiát năng v.v. thành năng l°ÿng đián từ.

- Hián t°ÿng tiêu tán: là hián t°ÿng bi¿n đổi năng l°ÿng đián từ thành các d¿ng năng l°ÿng khác nh° nhiát, c¢, quang, húa nng tiờu tỏn i khụng hon trỗ li trong m¿ch nÿa.

Hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ là hián t°ÿng năng l°ÿng đián từ đ°ÿc tích vào mát vùng khơng gian có tồn t¿i tr°ång đián từ hoặc đ°a từ vùng đó trÁ l¿i bên ngồi.

Để thuÁn tián cho viác nghiên cāu, ng°åi ta coi sā tồn t¿i cÿa mát tr°ång đián từ thống nh¿t gồm hai mặt thê hián: tr°ång đián và tr°ång từ. Vì vÁy hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ cũng gồm hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng trong tr°ång từ và hián t°ÿng tích phóng năng lng trong trồng iỏn.

Bỗi vỡ dũng iỏn v trồng đián từ có liên quan chặt chẽ vãi nhau nên trong b¿t kỳ thi¿t bß đián nào cũng đÁu xÁy ra cÁ hai hián t°ÿng bi¿n đổi và tích phóng năng l°ÿng. Nh°ng có thể trong mát thi¿t bß thì hián t°ÿng năng l°ÿng này xÁy ra m¿nh h¢n hián t°ÿng năng l°ÿng kia. Ví dā, ta xét các phÁn t thc l iỏn trỗ, t iỏn, cuỏn dõy, c qui.

Trong tā đián, hián t°ÿng năng l°ÿng chÿ y¿u xÁy ra là hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián. Ngồi ra do đián mơi giÿa hai cơ't tā có đá d¿n đián hÿu h¿n nào đó nên trong tā cũng xÁy ra hián t°ÿng tiêu tán bi¿n đián nàng thành nhiát năng.

Trong cuán dây xÁy ra chÿ y¿u là hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång từ. Ngồi ra dịng đián dÁn cũng gây ra tổn hao nhiát trong dây d¿n cÿa cuán dây nên trong cuán dây cũng xÁy ra hián t°ÿng tiêu tán. Trong cuán dây cũng xÁy ra hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián nh°ng th°ång r¿t yêu và có thể bã qua n¿u tÁn sơ làm viác (và do đó tốc đá bi¿n thiên cÿa tr°ång đián từ) khụng lón lm.

Trong iỏn trỗ thc, hiỏn t°ÿng chÿ y¿u xÁy ra là hián t°ÿng tiêu tán bi¿n đổi năng l°ÿng tr°ång đián từ thành nhiát năng. N¿u tr°ång đián từ bi¿n thiên khơng lãn lÃm, có th¿ bã qua dịng đián dßch (giÿa các vịng dây qun hoc gia cỏc lóp iỏn trỗ) so vói dũng đián d¿n và bã qua sāc đián đáng cÁm āng so vói st ỏp trờn iỏn trỗ, núi cỏch khỏc bã qua hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ.

Trong Ãc qui xÁy ra hián t°ÿng nguồn bi¿n đổi từ hóa năng sang đián nàng; đồng thåi cũng xÁy ra hián t°ÿng tiêu tán.

<b>2.2. Các mơ hình tốn trong m¿ch đián </b>

Mơ hình m¿ch dùng trong lý thuy¿t m¿ch đián, đ°ÿc xây dāng từ các

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i>phần tử mạch lý tưởng sau đây: </i>

đián từ. Ký hiáu cÿa phÁn tử đián trỗ nh trờn H.1.5a. Quan hỏ gia dũng v ỏp trờn hai cc ca phn t iỏn trỗ ỗ dng u - Ri, trong đó R là mát thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng tiờu tỏn nng lng, gỏi l iỏn trỗ.

<small>- </small> <i>Phần tử điện cảm: là phÁn tử đặc tr°ng cho hián t°ÿng tích phóng năng </i>

l°ÿng tr°ång từ, ký hiáu nh° trên H.l.õb. Quan há giÿa dòng và áp trên phÁn tử đián cÁm th°ång có d¿ng u = L<i><small>di</small></i>

<i><small>dt</small></i> , trong đó L là mát thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång từ, gái là đián cÁm.

<small>- </small> <i>Phần tử điện dung: là phÁn tử đặc tr°ng cho hián t°ÿng tích phóng </i>

năng l°ÿng tr°ång đián, ký hiáu nh° H.1.5c. Quan há giÿa dịng và áp th°ång có d¿ng i =C<i><small>du</small></i>

<i><small>dt</small></i> , trong đó c gái là đián dung là mát thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián.

- PhÁn tử nguồn: là phÁn tử đặc tr°ng cho hián t°ÿng nguồn. PhÁn tử nguồn gồm hai lo¿i: phÁn tử nguồn áp (H.l.5d) và phÁn từ nguồn dịng (H.l.5e). Ph°¢ng trình tr¿ng thái cÿa phÁn tử nguồn áp có d¿ng u(t) = e(t), trong đó e(t) khơng phā thc dịng i(t) chÁy qua phÁn tử và đ°ÿc gái là sāc đián đáng. Ph°¢ng trình tr¿ng thái cÿa phÁn tử nguồn dịng có d¿ng i(t) = j(t), trong đó j(t) khơng phā thc áp u(t) trên hai cāc ctìa phÁn tử. e(t) và u(t) là hai thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng nguồn, đo khÁ năng phát cÿa nguồn.

R, L, c, e, j là các thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián, đặc tr°ng cho bÁn ch¿t cÿa quá trình đián từ (tiêu tán, tích phóng năng l°ÿng đián tr°ång hoặc từ tr°ång hoặc hián t°ÿng nguồn). Các phÁn t iỏn trỗ, iỏn cm, đián dung, nguồn áp, nguồn dòng là các phn t lý tỗng cÂ bn ca mch iỏn, chỳng là các phÁn tử hai cāc. Ngoài ra để tián lÿi và chính xác h¢n khi mơ hình các phÁn tử thāc có nhiÁu cāc nh°: transistor, khu¿ch đ¿i thuÁt tốn, bi¿n áp v.v. ng°åi ta cịn xây dāng thêm cỏc phn t lý tỗng nhiu cc nh: cỏc phn tử nguồn phā thc, phÁn tử có ghép hß cÁm, bin ỏp lý tỗng v.v. (mc 1.3.2).

ã Mỏt phn tử thāc cÿa m¿ch đián có thể đ°ÿc mơ hình gn ỳng bỗi mỏt hay tp hp nhiu phn t mch lý tỗng c ghộp nụ'i vói nhau theo mỏt cách nào đó để mơ tÁ gÁn đúng (vãi đá chính xác nào đó) ho¿t đáng cÿa phÁn tử thāc t¿.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

H.l.6a,b, c là mơ hình ca cỏc phn t thc iỏn trỗ, t iỏn, cuỏn dõy. Cỏc phn t lý tỗng iỏn cm L, iỏn dung c, iỏn trỗ R theo th t phn nh q trình đián từ c¢ bÁn xÁy ra trong cn dõy, t iỏn, iỏn trỗ thc. Ngoi ra, trong cỏc điÁu kián cā thể phÁi l°u ý đ¿n các quá trình phā (ký sinh) xÁy ra trong

āng.

trình c¢ bÁn trong cn dây là q trình tích, phóng năng l°ÿng tr°ång tÿ, trong nhiÁu tr°ång hÿp phÁi l°u ý n cỏc iỏn trỗ r<small>L</small> phn nh tn hao nng l°ÿng trong cuán dây và trong lõi. æ tÁn số cao cũn phi k n nh hỗng ca iỏn dung ký sinh giÿa các vịng dây.

Mơ hình cÿa tā đián trong đa số tr°ång hÿp gồm hai phn t iỏn dung C v iỏn trỗ r<small>c</small>, trong đó, phÁn tử đián dung là phÁn tử quan tráng nh¿t đặc tr°ng cho quá trình chÿ y¿u trong tā đián là q trình tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián, cũn iỏn trỗ rc l tớnh n tn hao trong đián mơi. N¿u tÁn số làm viác r¿t cao thì cũng phÁi l°u ý đ¿n đián cÁm L<small>c</small> cÿa dây nối.

ỉ tÁn sơ' cao, trong mơ hình cÿa điári trỗ thc cng phi lu ý n cỏc tham s đián cÁm L<small>r</small> và đián dung C<small>r</small> mà trong đa số các tr°ång hÿp có thể bã qua.

Mßi phÁn t mch lý tỗng tÂng ng vói mỏt cỏch biu dißn hình hác (H.1.5).

mát hc nhiÁu phÁn tử lý tỗng ghộp ni vói nhau, c gỏi l sÂ thay th¿ hoặc s¢ đồ t°¢ng đ°¢ng cÿa phÁn tử thāc. Vi dā, (H.1.6a,b,c) là s¢ đồ thay thê' cÿa iỏn trỗ, t iỏn, cuỏn dõy.

ã Bỗi vỡ mch đián thāc gồm các phÁn tử thāc ghép nối vãi nhau theo mát s¢ đồ nối dây cā thể nào đó, nên từ s¢ đồ thay th¿ cÿa từng phÁn tử thāc và s¢ đồ nơ'i dây cÿa m¿ch đián có thể mơ tÁ hình hác mơ hình cÿa m¿ch iỏn thc bỗi mỏt sÂ gỏi l sÂ thay th¿ (t°¢ng đ°¢ng) cÿa

m¿ch đián, hay gái tÃt là s¢ đồ m¿ch. K¿t câ'u hình hác cÿa s¢ đồ thay thê' phÁi giống nh° k¿t c¿u cÿa

thay bằng s¢ đồ thay th¿ cÿa nó.

Ví dā, H.1.7 là s¢ đồ nối dây cÿa mát m¿ch đián đ¢n giÁn gồm mát Ãc qui cung c¿p đián năng cho đgn

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

sÿi nung. S¢ đồ m¿ch cÿa m¿ch đián này đ°ÿc cho trên H.1.8, trong ú c qui c mụ hỡnh bỗi mỏt phn tử nguồn áp E (đặc tr°ng cho hián t°ÿng nguồn trong c qui) mc ni tip vói mỏt iỏn trỗ r<small>tr</small> (đặc tr°ng cho tổn hao đián năng trong Ãc qui) gỏi l iỏn trỗ trong ca ngun, cũn gn sÿi nung chỉ có hián t°ÿng tiêu tán nên đ°ÿc c trng bng iỏn trỗ r trờn sÂ (iỏn trỗ ca dõy ni c bó qua).

<b>CHĂNG 1: CÁC KHÁI NIàM C¡ BÀN VÀ M¾CH ĐIàN 1. Māc tiêu </b>

- Phân tích đ°ÿc nhiám vā, vai trị cÿa các phÁn tử c¿u thành m¿ch đián nh°: nguồn đián, dây d¿n, phā tÁi, thi¿t bß đo l°ång, đóng cÃt&

trong mch iỏn. Phõn biỏt c phn t lý tỗng và phÁn tử thāc.

- Phân tích và giÁi thích đ°ÿc các khái niám c¢ bÁn trong m¿ch đián, hiểu và vÁn dāng đ°ÿc các biểu th°c tính tốn c¢ bÁn.

đián cho m¿ch, ví dā nh° máy phát đián (bi¿n đổi c¢ nàng thành đián năng), Ãc qui (bi¿n đổi hóa năng sang đián nàng), cÁm bi¿n nhiát, V.V..

Ngồi hai lo¿i chính trên, trong m¿ch đián cịn có nhißu lo¿i phÁn tử khác nhau nh°: phÁn tử dùng để nối nguồn vãi phā tÁi (ví dā dây nối, đ°ång dây tÁi đián), phÁn tử làm thay đổi áp và dòng trong các phÁn khác cÿa m¿ch (máy bi¿n

cÿa tín hiáu (các bá lác, bá khu¿ch đ¿i), V.V..

Trên mßi phÁn tử th°ång có mát số đÁu nối ra gái là các cāc dùng để nối

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

nó vãi các phÁn tử khác. Dòng đián đi vào hoặc ra phÁn tử từ các cāc. PhÁn tử có thể có hai cāc, ba cāc, bốn cāc hay nhiÁu cāc.

Ví dā, cuán dây, tā đián là phÁn tử hai cāc

Transistor là phÁn tử ba cāc; ináy bi¿n áp, khu¿ch đ¿i thuÁt toán là phÁn tử nhiÁu cāc.

• N¿u phÁn tử có kích th°ãc râ't nhã so vãi đá dài cÿa b°ãc sóng đián từ, thì trên các cāc cÿa phÁn tử có th¿ đßnh nghĩa các đ¿i l°ÿng dịng đián, đián áp và có thể dùng hai đ¿i l°ÿng này đ¿ đo c°ång đá chung (xét vÁ toàn bá) cÿa quá trình đián từ xÁy ra bên trong phÁn tử. Đián áp và dịng đián đ°ÿc đßnh nghĩa nh° sau:

- Đián áp giÿa điểm A vãi điểm B là công cÁn thi¿t để làm dßch chuyn mỏt Ân vò iỏn tớch (1 coulomb) t A n B.

Ân vò cÿa đián áp là vôn (V). Đián áp đ°ÿc ký hiáu là u.

Trên H.l.l: u - là đián áp giÿa A vãi B: d¿u + đ°ÿc đặt ç phía A

d¿u - ç phía B.

UAB - đián áp giÿa A vãi B.

Hình 1.2a và 1.2b t°¢ng đ°¢ng vãi nhau.

- Dịng đián là dịng các đián tích chuy¿n dßch có h°ãng. C°ång đá dòng đián (gái tÃt là dòng đián) là l°ÿng đián tích dßch chuyển qua mát bÁ mặt nào đó (ti¿t dián ngang cÿa dây d¿n, n¿u là dòng đián chÁy trong dõy dn) trong mỏt Ân vò thồi gian. Dũng iỏn c ký hiỏu l i v Ân vò l ampe (A). ChiÁu dịng đián, theo đßnh nghĩa, là chiÁu chuyển đáng cÿa các đián tích d°¢ng (hay là ng°ÿc chiÁu vãi chiÁu chuyển đáng các đián tích âm). Để tián lÿi, ng°åi ta chán tùy ý mát chiÁu và ký hiáu bằng mũi tên nh° trên H.1.3 và gái là chiÁu

Hình 1.4a và H.1.4b t°¢ng đ°¢ng vãi nhau.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i>2.1.2. Các hiện tượng điện từ </i>

Các hián t°ÿng đián từ gồm r¿t nhiÁu vẻ, nh° hián t°ÿng chỉnh l°u, tách sóng, t¿o hàm, t¿o sóng, bi¿n áp, khu¿ch đ¿i, V. V.. Tuy nhiên nêu xét theo quan điểm năng l°ÿng thì q trình đián từ trong m¿ch đián có thể qui vÁ hai hián t°ÿng năng l°ÿng c¢ bÁn là hirn t°ÿng bi¿n đổi năng l°ÿng và hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ.

<i>2.1.2.1. Hiện tượng biến đổi năng lượng </i>

Hián t°ÿng bi¿n đối năng l°ÿng có thể chia làm hai lo¿i:

- Hián t°ÿng nguồn: là hián t°ÿng bi¿n đổi từ các d¿ng năng l°ÿng khác nh° c¢ năng, hóa nàng, nhiát năng v.v. thành năng l°ÿng đián từ.

- Hián t°ÿng tiêu tán: là hián t°ÿng bi¿n đổi năng l°ÿng đián từ thành các d¿ng năng l°ÿng khác nh° nhiát, c¢, quang, hóa năng tiêu tán đi khụng hon trỗ li trong mch na.

<i>2.1.2.2. Hin tng tích phóng năng lượng. </i>

Hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ là hián t°ÿng năng l°ÿng đián từ đ°ÿc tích vào mát vùng khơng gian có tồn t¿i tr°ång đián từ hoặc đ°a từ vùng đó trÁ l¿i bên ngoài.

Bỗi vỡ dũng iỏn và tr°ång đián từ có liên quan chặt chẽ vãi nhau nên trong b¿t kỳ thi¿t bß đián nào cũng đÁu xÁy ra cÁ hai hián t°ÿng bi¿n đổi và tích phóng năng l°ÿng. Nh°ng có thể trong mát thi¿t bß thì hián t°ÿng năng l°ÿng này xÁy ra m¿nh h¢n hián t°ÿng năng l°ÿng kia. Ví dā, ta xét cỏc phn t thc l iỏn trỗ, t iỏn, cuỏn dây, Ãc qui.

Trong tā đián, hián t°ÿng năng l°ÿng chÿ y¿u xÁy ra là hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián. Ngồi ra do đián mơi giÿa hai cốt tā có đá d¿n đián hÿu h¿n nào đó nên trong tā cũng xÁy ra hián t°ÿng tiêu tán bi¿n đián nàng thành nhiát năng.

Trong cuán dây xÁy ra chÿ y¿u là hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång từ. Ngồi ra dịng đián dÁn cũng gây ra tổn hao nhiát trong dây d¿n cÿa cuán dây nên trong cuán dây cũng xÁy ra hián t°ÿng tiêu tán. Trong cn dây cũng xÁy ra hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng tr°ång đián nh°ng th°ång r¿t yêu và có thể bã qua n¿u tÁn sô làm viác (và do đó tốc đá bi¿n thiên cÿa tr°ång đián từ) khơng lón lm.

Trong iỏn trỗ thc, hiỏn tng ch yu xÁy ra là hián t°ÿng tiêu tán bi¿n đổi năng l°ÿng tr°ång đián từ thành nhiát năng. N¿u tr°ång đián từ bi¿n thiên khơng lãn lÃm, có thể bã qua dịng đián dßch (giÿa các vịng dây qu¿n hoặc giÿa cỏc lóp iỏn trỗ) so vói dũng iỏn dn v bã qua sāc đián đáng cÁm āng so vãi

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

st ỏp trờn iỏn trỗ, núi cỏch khác bã qua hián t°ÿng tích phóng năng l°ÿng đián từ.

Mơ hình m¿ch dùng trong lý thuy¿t m¿ch đián, đ°ÿc xây dāng từ các phÁn tử mch lý tỗng sau õy:

- Phn t iỏn trỗ: l phn t đặc tr°ng cho hián t°ÿng tiêu tán năng l°ÿng đián từ. Ký hiỏu ca phn t iỏn trỗ nh trờn H.1.5a. Quan há giÿa dòng và áp trên hai cāc cÿa phÁn t iỏn trỗ ỗ dng u - Ri, trong ú R là mát thơng số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng tiêu tán năng l°ÿng, gái l iỏn trỗ.

L phn t đặc tr°ng cho hián t°ÿng nguồn. PhÁn tử nguồn gồm hai lo¿i: phÁn tử nguồn áp (H.1.5d) và phÁn từ nguồn dịng (H.1.5e). Ph°¢ng trình tr¿ng thái cÿa phÁn từ nguồn có d¿ng u(t) = e(t), trong đó e(t) khơng thā thuác và dòng i(t) chÁy qua phÁn tử và đ°ÿc gái là sāc đián đáng. Ph°¢ng trình tr¿ng thái cÿa phÁn từ nguồn dịng có d¿ng i(t) = j(t), trong đó j(t) khơng phā thc áp u(t) trên hai cāc cÿa phÁn tử e(t) và u(t) là hai thông số c¢ bÁn cÿa m¿ch đián đặc tr°ng cho hián t°ÿng nguồn, đo khÁ năng phát cÿa nguồn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>2.2. Các khái niám c¢ bÁn trong m¿ch đián. </b>

<i>2.2.1. Dòng điện và chiều qui ước của dòng điện. </i>

Đßnh nghĩa dịng đián là dịng chuyển dåi có h°ãng cÿa các h¿t mang đián. Trong mát m¿ch đián, dòng đián đ°ÿc t¿o ra từ sā di chuyển cÿa các h¿t electron dác theo chiÁu dài dây d¿n. Bên c¿nh đó thì các h¿t mang đián cũng có thể là ion hay ch¿t đián ly nÿa đ¿y. Vì chúng cũng là dịng electron di chuyển và có h°ãng theo dây d¿n mà đi qua các thi¿t bß tiêu thā đián để phāc vā nhu cÁu cÿa con ng°åi. Dòng đián th°ång đ°ÿc các nhà khoa hác quy °ãc là dòng

d¿n kim lo¿i, electron là các h¿t mang đián, dịng electron có đá lãn bằng vãi đá lãn cÿa dòng đián và có chiÁu ng°ÿc vãi chiÁu cÿa dịng đián trong m¿ch

Dòng đián th°ång đ°ÿc ký hiáu bằng ký hiáu I. Đßnh lt Ohm, liên quan đ¿n dịng đián ch¿y qua mỏt dõy dn n iỏn ỏp V v iỏn trỗ R; đó là, V = IR. Mát tuyên bố khác cÿa luÁt Ohm, là I = V / R.

Quy °ãc vÁ chiÁu dịng đián là chiÁu từ cāc d°¢ng đi qua dây d¿n và các dāng cā đián tãi cāc âm cÿa nguồn đián.

Theo đßnh nghĩa dịng đián là dịng dßch chuyển cÿa các h¿t mang đián tích, chỳng ta s xỏc ònh c cc dÂng v cc âm theo chiÁu cÿa chúng. Có quy °ãc rằng: H°ãng hián t¿i là theo n¢i mà mát đián tích d°¢ng sẽ di chuyển, chā khơng phÁi là mát đián tích âm.

Vì vÁy, n¿u các electron thāc hián chuyển đáng thāc t¿ trong mát t¿ bào theo mát chiÁu nh¿t đßnh, thì dịng đián ch¿y theo h°ãng ng°ÿc l¿i. Dịng đián ch¿y ng°ÿc chiÁu vãi các h¿t mang đián tích âm, chẳng h¿n nh° electron trong kim lo¿i. Dòng đián ch¿y cùng chiÁu vãi ch¿t mang đián tích d°¢ng, ví dā, khi các ion d°¢ng hoặc proton mang đián tích.

Dịng đián trong dây d¿n có thể dß chuyển theo chiÁu b¿t kỳ, khi có 1 dòng đián I trong m¿ch, chiÁu dòng đián quy °ãc cÁn đ°ÿc đánh d¿u, th°ång bằng mũi tên trên s¢ đồ m¿ch đián. Đó gái là h°ãng tham chi¿u cÿa dòng đián I, n¿u dòng đián di chuyển ng°ÿc h°ãng tham chi¿u, khi đó I có giá trß âm.

Có 2 lo¿i dòng đián là dòng đián xoay chiÁu và dịng đián mát chiÁu.

Theo cơng thāc tính c°ång đá dịng đián thì: I = Q/t = (q<sub>1 </sub>+ q<sub>2</sub> + q<sub>3</sub>+ &+ q<small>n</small>)/t

Cơng thāc tính c°ång đá dịng đián trung bình:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

I<sub>tb</sub>= ΔQ/Δt Trong ú:

t l khong thồi gian c xột, Ân vò là s (giây).

ΔQ là đián l°ÿng chuyển qua bÁ mt c xột trong khong thồi gian t, Ân vò là C (coulomb).

Itb là c°ång đá dòng đián trung bỡnh, Ân vò l A (ampe).

iỏn, ch s ca ampe k¿ càng lãn thì dịng đián càng m¿nh và ng°ÿc l¿i.

MÁt đá dòng đián là tốc đá mà đián tích đi qua mát khu vāc, Là c°ång đá dịng đián trên mát đ¢n vß dián tích mặt cÃt ngang. Ho¿t đáng theo h°ãng tùy ý, n¿u các đián tích chuyển đáng là d°¢ng, thì mÁt đá dịng đián có cùng d¿u vãi vÁn tốc cÿa các đián tích. Đối vãi các đián tích âm, d¿u cÿa mÁt đá dòng đián ng°ÿc vãi vÁn tốc cÿa các đián tích.

Trong các vÁt liáu tuy¿n tính nh° kim lo¿i và d°ãi tÁn số th¿p, mÁt đá dòng đián qua bÁ mặt dây d¿n là đồng nh¿t. Đối vãi dòng đián xoay chiÁu, đặc biỏt l ỗ tn s cao hÂn, hiỏu ng da làm cho dịng đián lan trun khơng đÁu trên ti¿t diỏn dõy dn, vói mt ỏ cao hÂn ỗ gn b mt, do ú lm tng iỏn trỗ biu kin.

Māc tiêu:

- Trình bày đ°ÿc phép bi¿n đổi t°¢ng đ°¢ng các nguồn đián. - Trình bày đ°ÿc phép bi¿n đổi t°¢ng đ°¢ng cỏc iỏn trỗ.

- Lp rỏp v o c c các thông số cÿa m¿ch đián mát chiÁu.

Trong thāc t¿ đơi khi ta cÁn làm đ¢n giÁn mát phÁn m¿ch phāc t¿p thành

th°ång đ°ÿc làm để cho m¿ch mãi có ít phÁn tử, ít số nút, ít số vịng và ít số nhánh h¢n m¿ch tr°ãc đó, do đó làm giÁm đi số ph°¢ng trình phÁi giÁi.

M¿ch tÂng Âng c ònh ngha nh sau: <Hai phn mch đ°ÿc gái là t°¢ng đ°¢ng n¿u quan há giÿa dịng đián và đián áp trên các cāc cÿa 2 phÁn m¿ch là nh° nhau=.

Mát phép bi¿n đổi t°¢ng đ°¢ng sẽ khơng làm thay đổi dịng đián và đián áp trờn cỏc nhỏnh ỗ cỏc phn ca sÂ khụng tham gia vào phép bi¿n đổi. Sau đây là mát số phép bi¿n đổi t°¢ng đ°¢ng thơng dāng:

<i>2.3.1. Nguồn áp ghép nối tiếp. </i>

Nguồn áp mÃc nối ti¿p sẽ tÂng Âng vói mỏt ngun ỏp duy nht cú trò số

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

bằng tổng đ¿i số các sāc đián đáng.

Hình 1.7. Các nguồn áp mÃc nối ti¿p.

<i>2.3.2. Nguồn dòng ghép song song. </i>

có trß số bằng tổng đ¿i số các nguồn dịng .

Hình 1.8. Các nguồn dòng mÃc song song

a) iỏn trỗ mc ni tip.

Mc ni tip cỏc iỏn trỗ l mc u iỏn trỗ ny vói cui iỏn trỗ kia, sao cho chỉ có duy nh¿t mát dịng đián đi qua các iỏn trỗ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Hỡnh 1.10. Cỏc iỏn trỗ mc song song

Hỡnh 1.11. Cỏc iỏn trỗ mÃc hình sao – tam giác.

<i>2.3.5. Biến đổi nguồn tương tương </i>

Mát nguồn áp ghép nối ti¿p vãi mát đián trỗ s tÂng Âng vói mỏt ngun dũng ghộp song song vói mỏt iỏn trỗ đó và ng°ÿc l¿i.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Hình 1.13. M¿ch đián ví dā. Hình 1.14. Bi¿n đổi <small> </small>Y

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

1. Giãi thiáu mát số dāng cā đo, thi¿t bß, an tồn đián. Các thi¿t bß và dāng cā.

Bao gồm: đồng hồ v¿n năng chỉ thß số, ampe kìm AC & DC, 1.2.1. Đồng hồ v¿n năng chỉ thß số.

Dùng để đo iỏn ỏp AC-DC, dũng iỏn AC-DC, iỏn trỗ, o tn số, đo thông m<b>¿ch. </b>

2. Thāc hành vÁ phép bi¿n đổi t°¢ng đ°¢ng cÿa m¿ch đián. * V<b>Át t°, thi¿t bß: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

B°ãc 3: Kiểm tra m¿ch theo s¢ đồ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>CHĂNG 2: MắCH IN MịT CHIU Mã ch°¢ng: 02 </b>

<b>Giái thiáu: </b>

Ch°¢ng này giãi thiáu các ònh lut cÂ bn v quan trỏng ca mch iỏn

đián mát chiÁu ta sẽ giÁi đ°ÿc m¿ch xoay chiÁu.

- Phân tích đ°ÿc s¢ đồ và chán ph°¢ng pháp giÁi m¿ch hÿp lý. - LÃp ráp, đo đ¿c đ°ÿc các thông số cÿa m¿ch DC theo yêu cÁu. - Phát huy tính tích cāc, chÿ đáng và sáng t¿o trong hác tÁp.

<small></small>I: C°ång đá dòng đián (A)

U: iỏn ỏp (V) R: iỏn trỗ (<small></small>)

ònh luÁt Ohm nêu mối quan há giÿa dòng đián và iỏn ỏp ỗ mch iỏn khụng phõn nhỏnh. i vói m¿ch đián phân nhánh, quan há giÿa các dòng đián và đián áp sẽ phāc t¿p h¢n r¿t nhiÁu.

2.1.2. Công su¿t và đián năng trong m¿ch mát chiÁu. a. Công su¿t

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Nối nguồn đián F cú sc iỏn ỏng E v iỏn trỗ trong r0 vói mỏt ti iỏn trỗ. Dói tỏc dng ca lc tr°ång ngồi cÿa nguồn đián, các đián tích liên tāc

ngồi cũng là cơng cÿa nguồn để di chuyển mát đián tích q qua nguồn là: Af =E.q mà q=I.t thay vào ta có Af =E.I.t

Theo đßnh lt bÁo tồn năng l°ÿng thì cơng cÿa nguồn sẽ bi¿n đổi thnh cỏc dng nng lng khỏc ỗ phn t ca mch, c th l ỗ ti R v ỗ chớnh iỏn trỗ trong r0 ca ngun.

iỏn tớch q thc hián khi qua đo¿n m¿ch AB sẽ là: A=U.q=U.I.t

Còn mát phÁn năng l°ÿng sẽ tiêu tán bên trong nguồn d°ãi d¿ng nhiát: ∆A0 = Af – A=(E-U)It=∆U0 It

Hiáu giÿa sāc đián đáng vãi đián áp trên hai cāc cÿa nó gái là sāt áp bên trong nguồn, ký hiáu ∆U0 = E-U

sāt áp bên trong nguồn.

Sāt áp trong nguồn, theo đßnh lt Ơm, tỷ lá vãi dịng đián qua nguồn: ∆U0 =r0 I

ỉ đây hỏ s t lỏ r0 chớnh l iỏn trỗ trong ca ngun.

iỏn ỏp trờn hai cc ngun kkhi hỗ m¿ch. Vì th¿ có thể đo sāc đián đáng bằng vụn-một mc vo hai cc ngun ang hỗ mch (khụng tÁi).

Tỷ số giÿa công A và thåi gian thāc hián t gái là công su¿t P: <i><small>pP</small></i>

Nh° vÁy công su¿t là tốc đá thāc hián công theo thåi gian. Vì cơng đặc tr°ng cho sā bi¿n đổi năng l°ÿng nên công su¿t là tốc đá bi¿n đổi năng l°ÿng theo thåi gian.

N¿u công thāc hián không đÁu theo thåi gian thì tốc đá thāc hián cơng (tāc cơng su¿t) xác đßnh nh° sau:

Xét trong thåi gian vô cùng bé ∆t công thāc hián là ∆A

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Từ các đßnh nghĩa trên ta có:

Công su¿t nguồn (gái là công su¿t phát) công su¿t tổn hao trong nguồn: Ta có ph°¢ng trình cân bằng cơng su¿t (đßnh lt bÁo tồn năng l°ÿng) trong m¿ch đián: P<small>f</small> = P + ∆P<small>0 </small>

Trong há đ¢n vß SI, E và U tính ra vơn (V), I tính ra ampe (A), t tính ra giây

(s) thì Ân vò cụng l jun (J) v cụng sut oỏt (W)

đo¿n m¿ch có đián áp mát vơn.

Bái số cÿa W là hW(hecto oát), kW(kilo oát), MW (mêga oát) cịn °ãc số là mW(mili ốt).

1hW=102 W; 1kW=103 W; 1MW=103 kW = 106 W; 1mW=10-3 W; b. Đián năng.

Để đo cơng cÿa dịng đián tāc là đián năng tiêu thā ng°åi ta dùng máy đ¿m đián năng hay cơng t¢ đián. Đián năng tiêu thā đ°ÿc tính ra Wh (oát giå),

giå),

TWh (tera oát giå). 1Wh = 1 = 3600J

1hWh = 100 Wh = 360000J = 360 kJ 1kWh = 1000 Wh = 360000J = 3,6 MJ 1 MWh = 1000 kWh

1 GWh = 106 kWh 1 TWh = 109 kWh

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

GiÁi:

Công su¿t tÁi: P = U.I = 220.3 = 660 W

Đián năng tÁi tiêu thā: A= P.t = 660.3 = 1980 Wh = 1,98 kWh TiÁn đián phÁi trÁ: 1500 đ . 19,8 = 2970 đ

<i>2.1.3. Định luật Joule -Lenz (định luật và ứng dụng). </i>

a. Đßnh lt.

Dịng đián là dịng các đián tích chuyển dåi có h°ãng. Khi chuyển đáng trong vÁt d¿n, các đián tích va ch¿m vãi các phân tử, truyÁn bãt đáng năng, làm cho các phân tử cÿa vÁt d¿n tăng māc chuyển đáng nhiát. K¿t quÁ vÁt d¿n bß dịng đián đốt nóng. Đó là tác dāng phát nhiát ca dũng iỏn.

Gỏi iỏn trỗ vt dn l R. Khi đặt vào đián áp U, dòng đián qua vÁt d¿n xác

Công su¿t ti¿p nhÁn trên vÁt d¿n là: P=U.I=I.R.I=I2.R (W)

Trong thåi gian t, cơng do dịng đián thāc hián là: A= P.t= I2.R.t (J)

Công này đã đ°ÿc truyÁn cho vÁt d¿n, chuyển thành nhiát. Bi¿t đ°¢ng l°ÿng cơng cÿa nhiát là J=0,24 cal nên ta có: Q=0,24 A=0,24 I2.R.t (cal)

Biểu thāc này đ°ÿc nhà bác hác Anh là Joule và nhà bác hác Nga là Lenz tìm ra bằng thāc nghiám năm 1844 gái là đßnh luÁt Joule – Lenz. Đßnh luÁt phát biểu nh° sau: < Nhiát l°ÿng do dòng đián tãa ra trong vÁt d¿n tỷ lá vãi bình ph°¢ng c°ång đá dũng iỏn, vói iỏn trỗ vÁt d¿n và thåi gian duy trì dịng đián.=

Đối vãi dịng đián bi¿n đổi theo thåi gian i(t), ta có thể tính nhiát l°ÿng t

ra trên đo¿n m¿ch có đián trỗ R sau thồi gian t bng cụng thc: <small>1</small>



b. Āng dāng cÿa đßnh luÁt Joule – Lenz:

dāng cā

đốt nóng bằng dịng đián nh° đgn đián sÿi đốt, b¿p đián, mã hàn đián, bàn là... Mt khỏc mòi dõy dn u cú iỏn trỗ rd nên sẽ tiêu tán đián năng d°ãi d¿ng

nhiát, gái là năng l°ÿng tổn hao, làm giÁm hiáu su¿t cÿa thi¿t bß. Nhiát l°ÿng tãa ra làm nóng vÁt d¿n và có thể h° hãng cách đián.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Khi hai cāc cÿa nguồn đián chÁp nhau qua mỏt iỏn trỗ khụng ỏng k, dũng iỏn trong mch sẽ v°ÿt quá trß số cho phép nhiÁu. Hián t°ÿng đó gái là

dây đ¿t tãi trß số nguy hiểm. bo vỏ chỳng khụng bò núng quỏ, phÂng phỏp đ¢n giÁn nh¿t là dùng cÁu chì hoặc r¢le nhiát.

<i>2.1.4. Định luật Faraday (hiện tượng; định luật và ứng dụng). </i>

a. Hián t°ÿng.

Ta nhúng hai đián cāc bằng than vào dung dßch đồng sunfat (CuSO4) rồi cho dịng đián ch¿y qua sau m¿y phút ta th¿y xu¿t hián trên đián cāc nối vãi cāc

Nh° vÁy dòng đián đi qua dung dßch muối đồng đã giÁi phóng đồng, đó là hián t°ÿng đián phân.

Dịng đián qua dung dßch càng lãn và càng lâu thì l°ÿng kim lo¿i giÁi

l°ÿng ch¿t đ°ÿc giÁi phóng có mối quan há tỉ lá. Quan há này đã đ°ÿc Faraday k¿t luÁn từ thāc nghiám vào các năm 1833-1834.

b. Đßnh luÁt Faraday vÁ đián phân.

Đßnh luÁt Faraday thā nh¿t: <Khối l°ÿng m cÿa cht c gii phúng ra ỗ iỏn cc ca bỡnh đián phân tỉ lá vãi đián tích q ch¿y qua bình đó=.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Ví dā 2.2: B¿c có A=108, n=1 vÁy <small>81108</small>

kim lo¿i, m¿ đián, đúc đián&

- ĐiÁu ch¿ hóa ch¿t: Clo, hidro và xút (NaOH) là nhÿng nguyên liáu quan tráng cÿa công nghiáp hóa ch¿t. Viác điÁu ch¿ các nguyên liáu này đ°ÿc thāc hián bằng cách đián phân dung dßch muối ăn (NaCl) tan trong n°ãc vãi đián cāc bằng graphit hoặc bằng kim lo¿i khơng bß ăn mịn. K¿t q đián phân cho ta xút tan dung dßch và các khí hidro và clo bay ra.

- Luyán kim: Ng°åi ta dāa vào hián t°ÿng d°¢ng cāc tan để tinh ch¿ kim lo¿i. Ng°åi ta đúc đồng n¿u từ quặng ra (còn chāa nhiÁu t¿p ch¿t) thành các t¿m.

Dùng các t¿m này làm cāc d°¢ng trong bình đián phân đāng dung dòch ng

sunfat. Khi iỏn phõn cc dÂng tan dÁn, đồng nguyên ch¿t bám vào cāc cāc âm,

- Đúc đián: ng°åi ta làm khn cÿa vÁt đßnh đúc bằng sáp ong hay bằng mát ch¿t khác dß nặn rồi qt lên khn mát lãp than chì (graphit) mãng để bÁ

d°¢ng thì làm bằng kim lo¿i mà ta muốn đúc và dung dßch đián phân là muối cÿa kim lo¿i đó. Khi đặt mát hiáu đián th¿ vào hai đián cāc đó, kim lo¿i sẽ k¿t thành mát lãp trên khuôn đúc, dày hay mãng là tùy thuác vào thåi gian đián phân. Sau đó ng°åi ta tách lãp kim lo¿i ra khãi khuôn và đ°ÿc vÁt cÁn đúc. Đúc

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

đián là ph°¢ng pháp đúc chính xác, do đó các bÁn in tr°ãc đây th°ång đ°ÿc ch¿ t¿o bằng ph°¢ng pháp này.

<i>2.1.5. Hiện tượng nhiệt điện (hiện tượng và ứng dụng). </i>

a. Hián t°ÿng.

Mßi kim lo¿i đÁu có mÁt đá đián tử tā do (là số đián tử tā do trong mỏt Ân vò th tớch). Mt ỏ ny ỗ cỏc kim lo¿i khác nhau sẽ khác nhau. Khi cho 2 kim lo¿i khác nhau K<small>1</small>, K<sub>2</sub> ti¿p xúc vãi nhau thì có sā khu¿ch tán đián tử qua chß ti¿p xúc.

Hình 2.2. Sā hình thành đián th¿ ti¿p xúc.

GiÁ sử kim lo¿i K1 có mÁt đá đián tử tā do lãn h¢n K2 . Khi đó đián tử ç K1 sẽ khu¿ch tán sang K2, k¿t quÁ là K1 sẽ tích đián (+) vì thi¿u đián tử, K2 sẽ tích đián (-) vì thừa đián tử, và hình thành mát đián tr°ång t¿i mặt ti¿p xúc, có mát hiáu đián th¿ Utx gái là hiáu đián th¿ ti¿p xúc. Hiáu đián th¿ ti¿p xúc phā thuác vào các y¿u tố sau:

BÁn ch¿t cÿa kim lo¿i đ°ÿc ti¿p xúc: Kim lo¿i khác nhau thì mÁt đá đián

nhau.

Nhiát đá chß ti¿p xúc: Khi nhiát đá tăng thì māc khu¿ch tán cũng tăng lên. Bằng thāc nghiám ng°åi ta th¿y trong khoÁng nhiát đá không lãn lÃm (vài trăm đá) hiáu đián th¿ ti¿p xúc tỷ lá vãi nhiát đá tuyát đối cÿa chß ti¿p xúc. U<sub>tx</sub> = C.T

Trong đó: T là nhiát đá tuyát đối cÿa chß ti¿p xúc (<small>o</small>K), T<sup>o</sup>(<sup>o</sup>K) = 273 + <small>đ</small>

(<sup>o</sup>C)

C là há số nhiát phā thuác vào kim lo¿i ti¿p xúc.

Ví dā 2.3: đồng- congstangtan C = 41,8<small></small>V /đá, Platin- platinpharodi C = 6,4<small></small>V /đá

Để l¿y đ°ÿc hiáu đián th¿ ti¿p xúc, ta phÁi nối kín m¿ch cÁ 2 đÁu và hình thành 2 mối ti¿p xúc A &B (thāc ra ta có nhiÁu h¢n mối ti¿p xúc, chẳng h¿n A,B,C,D& nh°ng các mối C, D& không nh hỗng gỡ n kt qu ta xột nu chỳng có cùng nhiát đá). Gái nhiát đá mối A là T1, mối B là T2 thì hiáu đián th¿ ti¿p xỳc ỗ cỏc mi l:

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Trong m¿ch kín sẽ có mát sāc đián đáng (s.đ.đ) gái là s.đ.đ nhiát đián E bằng hiáu cÿa 2 hiáu th¿ ti¿p xúc.

<S.đ.đ nhiát đián tỷ lá vãi đá chênh lách nhiát đá cÿa 2 đÁu ti¿p xúc và phā thuác vào bÁn ch¿t các kim lo¿i ti¿p xúc n¿u <small>đ</small> 1 = <small>đ</small> 2 thì E<sub>tx</sub> = 0. Chính vì th¿ n¿u coi các mối ti¿p xúc C và D cùng nhiát đá thì s.đ.đ nhiát đián do 2 mối đó t¿o ra bằng 0.

Dịng đián do s.đ.đ nhiát sinh ra gái là dòng đián nhiát. b. Āng dāng.

Hiáu āng nhiát đián đ°ÿc āng dāng để ch¿ t¿o pin nhiát đián hay cặp nhiát đián. Pin nhiát đián gồm 2 thanh kim lo¿i khác nhau (hay bán d¿n) đ°ÿc hàn vãi nhau ỗ 1 u t vo nÂi cú nhiỏt ỏ cao (gỏi l u núng), cũn u kia t ỗ nhiát đá th¿p (gái là đÁu l¿nh). S.đ.đ nhiát đián cÿa pin đ°ÿc dùng để đo l°ång.

Hình vẽ là 1 nhiát k¿ dùng pin nhiát đián: ĐÁu a đặt vào n¢i có nhiát đá cÁn đo, đÁu b ti¿p xúc vãi môi tr°ång. Coi nhiát đá môi tr°ång là khơng đổi thì s.đ.đ cÿa pin tỷ lá vãi nhiát đá cÿa điểm a nên c¢ c¿u đo C sẽ cho bi¿t nhiát đá cÁn đo.

<b>2.2. Các ph°¢ng pháp giÁi m¿ch mßt chiÁu. </b>

<i>2.2.1. Phương pháp biến đổi điện trở. </i>

Ph°¢ng pháp bi¿n đổi iỏn trỗ ch yu gii mch iỏn cú mỏt nguồn.

ti¿p, mÃc

m¿ch đián không phân nhánh và do đó có thể tính dịng đián, đián áp, cơng su¿t...

Ngồi ra có thể k¿t hÿp vãi các ph°¢ng pháp khác để đ¢n giÁn hóa sÂ , lm cho viỏc gii mch iỏn dò dng h¢n.

Ví dā 2.4: Cho m¿ch đián bi¿t R1 = R2 = R3 = 2<small></small>, R4 = R5 = R6 = 6<small></small>, tính

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

B°ãc 2: Tính dòng đián, đián áp trên các nhánh do mát nguồn tác đáng.

B°ãc 3: Thi¿t lÁp mơ hình m¿ch đián cho nguồn ti¿p theo tác đáng, các nguồn khác coi bằng không và lặp l¿i b°ãc 2 .

B°ãc 4: X¿p chồng (cáng đ¿i số) các k¿t quÁ do các nguồn tác đáng riêng rẽ. Ví dā 2.5: Cho m¿ch đián bi¿t

R1= 2<small></small>, R2= 4<small></small>, R3= 4<small></small>E1= 40V, E3= 16V.

Tính dịng đián trên các nhánh. GiÁi:

nguồn E1 tác đáng, coi E3 =0.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

B°ãc 2: Tính dịng đián, đián áp trên các nhánh do nguồn E1 tác đáng.

<i>2.2.3. Các phương pháp ứng dụng định luật Kirchooff. 2.2.3.1. Các khái niệm (nhánh, nút, vòng). </i>

M¿ch đián là tÁp hÿp các thi¿t bß đián (nguồn, tÁi, dây d¿n) nối vãi nhau trong đó dịng đián có thể ch¿y qua.

M¿ch đián phāc t¿p có nhiÁu nhánh, nhiÁu m¿ch vòng và nhiÁu nút.

Nhánh: Nhánh là bá phÁn cÿa m¿ch đián gồm có các phÁn tử nối ti¿p nhau trong đó có cùng dịng đián ch¿y qua.

Nút: Nút là chß gặp nhau ca cỏc nhỏnh (t 3 nhỏnh trỗ lờn) Mch vịng: M¿ch vịng là lối đi khép kín qua các nhánh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Máy phát (MF) cung c¿p đián cho đgn (Đ) và đáng c¢ đián (ĐC) gồm có 3 nhánh (1,2,3), 2 nút (A,B) và 3 m¿ch vịng (a,b,c).

<i>2.2.3.2. Các định luật Kirchooff. </i>

a. Đßnh lt Kirchooff 1. (Đßnh luÁt Kirchooff 1 phát biểu cho mát nút)

Đßnh lt Kirchooff 1 nói lên tích ch¿t liên tāc cÿa dịng đián, trong mát nút khơng có hián t°ÿng tích luỹ đián tích có bao nhiêu dịng đián tãi nút thì có b¿y nhiêu dịng đián råi khãi nút.

Ta có nhÁn xét là dịng đián trong mát nhỏnh cú trò s khụng i ỗ tt c cỏc ti¿t dián cÿa nó. Ta nói rằng dịng đián có tính ch¿t liên tāc.

Từ tính liên tāc cÿa dịng đián, ta th¿y: <Tổng các dòng đián đi đ¿n mát nút bằng tổng các dịng đián råi khãi nút=.

Đßnh luÁt : <Tổng đ¿i số các dòng đián t¿i mát nút bằng khơng=. hay < Tổng các dịng đián tãi nút bằng tổng các dòng đián råi khãi nút=

Biểu thāc: <small></small> i1 nút = 0

Quy °ãc d¿u: Dòng đián đi đ¿n nút có d¿u d°¢ng, dịng đián råi khãi nút có d¿u âm.

Ph°¢ng trình Kirchooff 1 cho hình 2. i1 - i2 + i3 - i4 + i5 = 0

Hình 2.9. Dịng đián nút.

b. Đßnh luÁt Kirchooff 2. (Đßnh luÁt Kirchooff 2 phát biểu cho m¿ch vịng kín) Đßnh lt Kirchooff 2 nói lên tích ch¿t th¿ cÿa m¿ch đián. Trong mát m¿ch đián xu¿t phát từ mát điểm theo mát m¿ch vũng kớn v trỗ li vò trớ xut phỏt thỡ l°ÿng tăng th¿ bằng không.

qua các phÁn tử cÿa m¿ch đián (gồm các sāc đián đáng và các đián ỏp rÂi trờn tng on mch) ri trỗ li im xu¿t phát thì ta l¿i có đián th¿ ban đÁu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

Đßnh luÁt : <Đi theo mát m¿ch vịng khép kín theo mát chiÁu tuỳ ý chán, thì tổng đ¿i số các sāc đián đáng bằng tổng đ¿i số các sāt áp trên các phÁn tử cÿa m¿ch=.

Biểu thāc: <small></small> e = <small></small> u hoặc <small></small> e = <small></small> (i.R)

Để vi¿t đ°ÿc ph°¢ng trình Kirchooff 2, ta phÁi chán chiÁu d°¢ng cho m¿ch vòng (thuÁn chiÁu hoặc ng°ÿc chiÁu kim đồng hồ, tuỳ theo sā thuÁn tián đối vãi

từng m¿ch vòng)

Quy °ãc d¿u: <Nhÿng sāc đián đáng nào cùng chiÁu m¿ch vịng sẽ mang

Áp dāng đßnh lt Kirchooff 2 cho m¿ch vòng e<sub>1</sub> - e<sub>3</sub> + e<sub>4</sub> =i<sub>1</sub>.R<sub>1</sub> + i<sub>2</sub>.(R<sub>21</sub> + R<sub>22</sub>) - i<sub>3</sub>.R<sub>3</sub> - i<sub>4</sub>.R<sub>4</sub>

Hình 2.10. M¿ch vịng khép kín

CÁn chú ý rằng: Khi nghiên cāu m¿ch đián ç ch¿ đá q đá thì đßnh lt Kirchooff vi¿t cho giá trß tāc thåi cÿa dòng đián và đián áp. Khi nghiờn cu mch iỏn xoay chiu hỡnh sin ỗ ch đá xác lÁp, dòng đián và đián áp đ°ÿc biểu diòn bng vectÂ hoc s phc.

Hai ònh lut Kirchooff dißn tÁ đÁy đÿ quan há dịng đián và đián áp trong m¿ch đián. Dāa trên 2 đßnh luÁt này ng°åi ta có thể xây dāng các ph°¢ng pháp giÁi mch iỏn, nú l cÂ sỗ nghiờn cu tớnh tốn m¿ch đián.

<i>2.2.3.3. Phương pháp dịng điện nhánh. </i>

Các b°ãc thāc hián:

B°ãc 1: Xác đßnh số nhánh m=?, số nút n=? và chán chiÁu dòng đián trên các nhánh.

B°ãc 2: Vi¿t ph°¢ng trình Kirchooff 1 cho (n-1) nút đã chán.

B°ãc 3: Vi¿t ph°¢ng trình Kirchooff 2 cho (m - n + 1) m¿ch vòng đác lÁp.

B°ãc 4: GiÁi há ph°¢ng trình Kirchooff 1 và 2 ta tìm đ°ÿc ẩn số là dịng đián trên các nhánh

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Ví dā 2.6: Cho m¿ch đián bi¿t R1= 2<small></small>, R2= 4<small></small>, R3= 4<small></small>E1= 40V, E3= 16V.

Tính dịng đián trên các nhánh .

B°ãc 3: Ph°¢ng trình Kirchooff 2 cho (m - n +1)= 3-2+1 = 2 m¿ch vòng đác lÁp a, b.

<i>2.2.3.4. Phương pháp dòng điện vòng. </i>

Các b°ãc thāc hián:

B°ãc 1: Xác đßnh số nhánh m=?, số nút n=? và chán chiÁu dòng đián

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

Tính dịng đián trên các nhánh

ph°¢ng pháp dịng đián vịng. GiÁi:

B°ãc 1: M¿ch đián có số nhánh m=3, số nút n=2 và chán chiÁu dòng đián m¿ch vịng là I<small>a</small>, I<sub>b</sub>.

B°ãc 2: Ph°¢ng trình Kirchooff 2 cho (m - n + 1)= 3 - 2 + 1 = 2 m¿ch vòng đác lÁp a, b theo dòng đián m¿ch vòng là I<small>a</small>, I<small>b</small>.

<i>2.2.3.5. Phương pháp điện thế nút. </i>

Ph°¢ng pháp này sử dāng ẩn số trung gian là đián th¿ các nút để thi¿t lÁp há ph°¢ng trình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Bi¿t đián th¿ các nút, ta dß dàng tính dịng đián các nhánh. Xét m¿ch đián:

Tuỳ ý chán tr°ãc đián th¿ mát điểm coi là bi¿t tr°ãc. Th°ång l¿y đián th¿ điểm ¿y bằng khơng. ỉ đây chán đián th¿ điểm C bằng khơng: <small></small>c = 0

Dāa vào đßnh lt Ohm ta có dịng đián các nhánh

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Há ph°¢ng trình đián th¿ nút sẽ là:

GiÁi há ph°¢ng trình ta sẽ có đián th¿ các nút, và từ đó tính đ°ÿc dịng đián các nhánh.

Các b°ãc để giÁi m¿ch đián theo ph°¢ng pháp đián th¿ nút là: B°ãc 1: Xác đßnh số nút n

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

B°ãc 2: Chán mát nút b¿t kỳ có đián th¿ bi¿t tr°ãc.

B°ãc 3: Tính tổng d¿n cÿa các nhánh nối vãi mßi nút GA, GB& và tổng d¿n chung cÿa các nhánh giÿa 2 nút GAB&và đián d¿n các nhánh có nguồn G1, G5.

B°ãc 4: LÁp há ph°¢ng trình đián th¿ nút

B°ãc 5: Gii hỏ phÂng trỡnh ta cú iỏn th ca mòi nút. B°ãc 6: Sử dāng đßnh lt Ohm tính dịng đián các nhánh.

Ph°¢ng pháp đián th¿ nút đ°ÿc sử dāng khi m¿ch đián có nhiÁu nhánh ít nút. Đặc biát khi m¿ch chỉ có 2 nút ta dß dàng tính đián th¿ cÿa nút.

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Hình 2.14. M¿ch đián áp dāng ph°¢ng pháp đián th¿ 2 nút. Chán <small></small>B = 0 vÁy chỉ còn đián th¿ nút A là ẩn số.

</div>

giáo trình mạch điện nghề điện công nghiệp và dân dụng trung cấp



Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về