Giải bài tập Điện kỹ thuật ( Công Nhân ) part 2 pptx

TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN

Bài 1 : Điện trở mỗi đèn : r
1
=
1đm
2
1đm
P
U
=
40
120
2
= 360Ω ; r
2
=
2đm
2
2đm
P
U
=
60
120
2
= 240Ω
Điện trở toàn mạch : R = r
1
+ r
2

= 360 + 240 = 600Ω
Dòng qua mạch : I =
R
U
=
600
200
=
3
1
A
Điện áp trên từng đèn : U
1
= Ir
1
=
3
1
x360 = 120V ; U
2
= Ir
2
=
3
1
x240 = 80V
Công suất mỗi đèn tiêu thụ : P
1
= I
2

r
1
= (
3
1
)
2
x360 = 40W ; P
2
= I
2
r
2
= (
3
1
)
2
x240 = 26,7W
Bài 2 : Cần n =
đèn
U
U
=
3,6
125
= 20 đèn
Bài 3 : Điện dẫn thay thế tương đương 3 điện dẫn g
1
//g

2
//g
3
:
g = g
1
+ g
2
+ g
3
=
1
r
1
+
1
r
1
+
1
r
1
=
25
1
+
10
1
+
50

1
= 0,04 + 0,1 + 0,02 = 0,16S
Suy ra điện trở thay thế tương đương 3 điện trở r
1
//r
2
//r
3
: r =
g
1
=
16,0
1
= 6,25Ω
Điện trở toàn mạch : R = r
d
+ r = 0,25 + 6,25 = 6,5Ω
Dòng trên đường dây : I =
R
U
=
5,6
234
= 36A
Tổn thấ áp trên đường dây : ∆U
d
= Ir
d
= 36x0,25 = 9V

Điện áp trên tải : U
r
= Ir = 36x6,25 = 225V
Công suất các tải tiêu thụ : P
1
=
1
2
r
r
U
=
25
225
2
= 2,02KW
P
2
=
2
2
r
r
U
=
10
225
2
= 5,06KW ; P
3

=
3
2
r
r
U
=
50
225
2
= 1,01KW
Bài 4 : Sđđ bộ ắc quy : E
bộ
= = 3E
o
= 3x2,2 = 6,6V
Nội trở bộ ắc quy : r
bộ
= 3r
o
= 3x0,01 = 0,03Ω
Bài 5 : Số nhánh ắc quy cần ghép song
song để được I
max
= 35A :
n =
o
max
I
I

=
10
35
= 3,5 tức 4 nhánh
Số ắc quy trong mỗi nhánh để được U = 231V :
m =
o
E
U
=
2,2
231
= 105 ắc quy
Tổng cộng số ắc quy cần dùng : N = mxn = 4x105 = 420 ắc quy
Nội trở bộ ắc quy : r
bộ
=
n
mr
o
=
4
008,0x105
= 0,21Ω
Bài 6 : Tiết diện S của dây dẫn tính theo tổn thất áp ∆U :

5
TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN

S =

U
I2
∆γ
l
, với I =
đèn
U
P
=
110
200
=
55
100
A → S =
2x8,56
20x
55
100
x2
= 0,64mm
2
Bài 7 : r
4
//r
5
được thay bởi r
45
=
54

54
rr
rr
+
=
630
6x30
+
=
36
180
= 5Ω
r
3
nối tiếp r
45
được thay bởi r
345
= r
3
+ r
45
= 15 + 5 = 20Ω
r
345
//r
2
được thay bởi R =
2345
2345

rr
rr
+
=
520
5x20
+
=
25
100
= 4Ω
Dòng do nguồn cung cấp : I
1
=
Rr
E
1
+
=
48
12
+
= 1A
Dòng trong nhánh 3 : I
3
= I
1
3452
2
rr

r
+
= 1x
205
5
+
=
25
5
= 0,2A → I
2
= I
1
– I
3
= 1 – 0,2 = 0,8A
Dòng trong nhánh 4 : I
4
= I
3
54
5
rr
r
+
= 0,2x
630
6
+
=

36
2,1
=
30
1
≈ 0,033A
→ I
5
= I
3
– I
4
= 0,2 -
30
1
=
6
1
≈ 0,167A
Bài 8 : Phương pháp điện áp 2 nút
Gọi nút cực dương là nút A và nút cực âm là B . Coi ϕ
B
= 0 thì điện áp giữa 2 nút A , B :
U =
321
2211
ggg
gEgE
++
+

=
24
1
6,0
1
1
1
6,0
1
x117
1
1
x130
++
+
=
4,14
6,02424x6,0
195130
++
+
=
39
4,14x325
= 120V
Dòng trong các nhánh :
I
1
= ( E
1

– U )g
1
= (130 – 120)(
1
1
) = 10A
I
2
= ( E
2
– U )g
2
= (117 – 120)(
6,0
1
) = - 5A , nghóa là chiều thực của I
2
là từ A về B → ắc
I
3
= Ug
3
= 120(
24
1
) = 5A quy E
2
đang nạp
Phương pháp dòng nhánh
Mạch điện có 3 nhánh → cần có một hệ 3 phương trình . Trong đó gồm :

2 phương trình vòng tương ứng với 2 mắt của mạch điện
Và 1 phương trình nút tương ứng với 1 trong 2 nút của mạch điện
Mắt bên trái với chiều chọn theo chiều E
1
cho ta : I
1
r
1
– I
2
r
2
= E
1
– E
2
→ I
1
– 0,6I
2
= 130 – 117 = 13 (1)
Mắt bên phải với chiều chọn theo chiều E
2
cho ta : I
2r2
+ I
3
r
3
= E

2
→ 0,6I
2
+ 24I
3
= 117 (2)
Đònh luật Kirchoff 1 tại nút A cho ta : I
1
+ I
2
– I
3
= 0 (3)
Giải hệ 3 phương trình (1 ) ; (2) ; (3) :
Từ (1) → I
1
= 13 + 0,6I
2
(*) và từ (2) → I
3
=
24
I6,0117
2
−
. Thay tất cả vào (3) :

6
TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN

13 + 0,6I
2
+ I
2
– (
24
I6,0117
2
−
) = 0 → 312 + 14,4I
2
+ 24I
2
– 117 + 0,6I
2
= 0
→ 195 + 39I
2
= 0
→ I
2
= -
39
195
= - 5A . Thay vào (*) : I
1
= 13 + 0,6(- 5) = 13 – 3 = 10A .
Thay tất cả vào (3) : 10 + (- 5) – I
3
= 0 → I

3
= 5A
Tóm lại kết quả giống như đã tìm được bằng phương pháp điện áp 2 nút
Kiểm tra cân bằng công suất trong mạch :
• Nhánh 1 gồm công suất phát của E
1
: P
E1
= E
1
I
1
= 130x10 = 1300W
Và tổn hao công suất trên nội trở r
1
: ∆P
r1
= I
1
2
r
1
= 10
2
x1 = 100W
Do đó công suất nhận được từ 2 đầu nhánh 1 chỉ còn 1300 – 100 = 1200W
1200W này được phân phối cho mạch ngoài như sau :
• E
2
tiêu thụ P

E2
= E
2
I
2
= 117x5 = 585W
Và tổn hao công suất trên nội trở r
2
: ∆P
r2
= I
2
2
r
2
= 5
2
x1 = 25W
Do đó tổng công suất nhánh 2 tiêu thụ là 585 + 25 = 600W
• Tải r
3
trên

nhánh 3 tiêu thụ P
r3
= I
3
2
r
3

= 5
2
x24 = 600W
Tóm lại có sự cân bằng công suất trong mạch
Bài tập 9 : Chọn điện thế nút cực âm của các máy phát là 0V , ta có :
=
6
1
1,0
1
1,0
1
1,0
1
1,0
1
1,0
1
x117
1,0
1
x122
1,0
1
x120
1,0
1
x123
++++
+++

54321
44332211
ggggg
gEgEgEgE
++++
+++
U =
=
40
4820
=
166,40
1170122012001230
+
++
= 120V
Chọn chiều trong mỗi nhánh có nguồn đều hướng từ cực âm đến cực dương của nguồn ,
dòng trong từng nhánh sẽ là : I
1
= (E
1
– U)g
1
= (123 – 120)(
1,0
1
) = 30A
I
2

= (E
2
– U)g
2
= (120 – 120)(
1,0
1
) = 0A ; I
3
= (E
3
– U)g
3
= (122 – 120)(
1,0
1
) = 20A
I
4
=(E
4
– U)g
1
= (117 – 120)(
1,0
1
) = - 30A (I
4
có chiều đúng là hướng ngược lại → E
4

là động cơ)
Riêng đối với nhánh không nguồn , chọn chiều dòng nhánh ngược với dòng trong các
nhánh có nguồn : I
5
= Ug
5
= 120x
6
1
= 20A
Bài 10 : Khi mắc nối tiếp : I
NT
=
21
RR
U
+
=
21
RR
120
+
= 3 → R
1
+ R
2
= 40
Khi mắc song song : I
//
=

12
R
U
=
21
21
RR
RR
U
+
=
21
21
RR
)RR(U
+
=
21
RR
40x120
= 16
→ R
1
R
2
=
16
4800
= 300 → R
1

(40 – R
1
) = 300 → R
1
2
– 40R
1
+ 300 = 0

7
TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN

Giải phương trình bậc 2 này và chỉ lấy nghiệm dương : R
1
=
1
3002020
2
−+
= 30Ω
→ R
2
= 40 – 30 = 10Ω
Bài 11 : Sđđ bộ ắc quy : E = 5x2 = 10V .
(a) Để tính dòng qua bình điện giải , ta dùng đònh luật Kirchoff 2 áp dụng cho mạch vòng
như hình vẽ : IR + IR’ = E – E’ → I(R + R’) = E- E’ → I =
'RR
'EE
+
−

=
105,0
210
+
−
= 0,76A










(b) Để tìm giá trò của điện trở X , ta cần tính điện áp U giữa 2 nút A , B ( coi điện thế nút
B bằng 0 ) : U =
X
g'gg
'g'EEg
++
+
=
X
1
10
1
5,0
1

)
10
1
(2)
5,0
1
(10
++
+
=
1X1,0X2
)2,020(X
++
+
=
X1,21
X2,20
+

Dòng qua bình điện giải khi có mắc thêm điện trở X là I’ . Vì I’ có chiều trái với chiều E’
nên : I’ = - (E’ – U)g’ = 0 → - (2 -
X1,21
X2,20
+
)(
10
1
) = 0 →
X1,21
X2,20

+
= 2 → 20,2X = 2 + 4,2X
→ X =
16
2
= 0,125Ω
Bài 12 : Chọn chiều dòng điện trong các nhánh
như hình vẽ :
Coi điện thế tại B bằng 0 , ta có ngay điện áp U trên 2
cực A và B của nguồn E
1
: U = E
1
= 35V
Từ đó ta suy ra dòng trong mỗi nhánh như sau :
I
3
= Ug
3
= 35(
10
1
) = 3,5A
I
4
= (E
4
– U)g
4
= (44 – 35)(

12
1
) = 0,75A
Riêng đối với nhánh 2 , vì E
2
và U cùng chiều nhau nên :
U
BA
= - U = E
2
– I
2
r
2
→ I
2
= (E
2
+U)(
2
r
1
) = (95 + 35)(
50
1
) = 2,6A
Cuối cùng , đònh luật Kirchoff 1 tại nút A cho ta : I – I
2
– I
3

+ I
4
= 0
→ I = I
2
+ I
3
– I
4
= 2,6 + 3,5 – 0,75 = 5,35A

8
TRƯỜNG ĐHCNTP – HCM GIẢI BÀI TẬP ĐKTCN

BÀI TẬP CHƯƠNG 4 – ĐIỆN TỪ
Bài 1 : Cường độ từ trường tại điểm A cách dây dẫn mang dòng I = 12A , một đoạn
a = 8cm = 8.10
-2
m : H
A
=
a2π
I
=
2
10.8x2
−
π
12
= 23,9A/m

Bài 2 : Cường dộ từ trường trong lòng cuộn dây : H =
l
Iw
=
2
10.35
300x6,14
−
≈ 12514A/m
Từ cảm trong lòng cuộn dây lõi không khí (µ =1) : B = µµ
o
H = 1x125.10
-8
x12514 = 0,0156T
Từ thông trong lòng cuộn dây : φ = BS = 0,0156x4.10
-4
= 6,24.10
-6
Wb
Bài 3 : Dòng điện qua các vòng của ống dây : I =
w
H
l
=
100
10.10x4000
2−
= 4A
Cảm ứng từ trong ống dây lõi không khí (µ =1) : B = µµ
o

H = 1x125.10
-8
x4000 = 5.10
-3
T
Tiết diện ống dây : S =
4
D
2
π
=
4
)10.2(x
22−
π
= 10
-4
π m
2
Từ thông trong ống dây : φ = BS = 5.10
-3
x10
-4
π = 1,57.10
-6
Wb
Bài 4 : Dòng từ hóa : I =
w
H
l

=
500
10.25x500
2−
= 0,25A
Sức từ động : F = Iw = 0,25x500 = 125A
Bài 5 : Tiết diện lõi thép : S =
B
φ
, với B = µµ
o
H
→ S =
H
o
µµ
φ
=
2000x10.125x593
10.2
8
5
−
−
= 13,5.10
-6
m
2
= 13,5mm
2

Bài 6 : Dòng từ hóa :
, với H = 750A/m ; l
tb
= πD
tb
= 10.10
-2
π = 10
-1
π m ; w = 200 → I =
200
10x750
1
π
−
= 1,18A
w
H
tb
l
I =
Bài 7 : Cảm ứng từ trong lõi thép : B = µµ
o
H = 2400x125.10
-8
x500 = 1,5T
Từ thông trong lõi thép : φ = BS = 1,5x4.10
-4
= 6.10
-4

Wb
Bài 8 : Hai dòng điện ngược chiều nhau nên lực tác dụng là lực đẩy :
F
1
= F
2
= µµ
o
I
1
I
2
a2π
l
= 1x125.10
-8
x5000x5000x
3
10.200x2
1
−
π
= 25N
Bài 9 : Từ cảm của từ trường tác dụng lên dây dẫn : B =
lI
F
=
2
10.10x20
98,0

−
= 0,49T
Bài 10 : Chiều dài đoạn dây trong từ trường :
l =
BI
F
, với I =
δ
S = 10x2 = 20A → l =
20x1,0
5,0
= 0,25m
Bài 11 : Từ cảm của từ trường tác dụng lên dây dẫn :
B =
lI
F
, với I =
r
U
=
10
50
= 5A → B =
1x5
5,0
= 0,1T


9