Thiết kế và xây dựng bài thí nghiệm thực hành mạch điện một pha

Khóa luận tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

các thầy cô trong tổ Kỹ thuật

khoa Vật Lý trƣờng ĐHSP Hà Nội 2 và đặc biệt là thầy Ngô Tuấn Đƣ́c ngƣời
thầy đã tận tì nh hƣớng dẫn , chỉ bảo em trong suốt quá trình làm luậ n văn để
em hoàn thành luận văn đúng thời hạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn
sƣ̣ phối hợp giúp đỡ của gia đì nh và bạn bè để em đạt đƣợc kết quả này.

Hà Nội, tháng 05 năm 2009.
Sinh viên
Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Hƣơng

1


Khóa luận tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin khẳng đị nh đề tài thiết kế xây dƣ̣ng bài thí nghiệm thƣ̣c hành
“Mạch điện một pha” là kết quả của riêng mì nh , đồng thời đề tài này không
trùng với đề tài của các tác giả khác.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chị u trách nhiệm.

Sinh viên
Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Hƣơng

2


Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1
2 Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 1
3 Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................... 1
4 Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................... 1
5 Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 2

PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: TÌNH HÌNH HIỆN TẠI ........................................................... 3
1.1 Giáo trình thực hành thí nghiệm kỹ thuật điện trƣờng ĐHSP Hà Nội 2
xuất bản ngày 28/10/2003 ............................................................................... 3
1.2 Tài liệu hƣớng dẫn thực tập các mạch điện xoay chiều 1 pha và 3 pha của
“Công ty thiết bị giáo dục 1” phát hành kèm theo bộ thí nghiệm thực hành kỹ
thuật điện ......................................................................................................... 5
1.2.1 Mạch điện xoay chiều thuần trở ............................................................. 6
1.2.2 Mạch điện xoay chiều thuần cảm ........................................................... 7
1.2.3 Mạch điện xoay chiều thuần dung ......................................................... 8
1.2.4 Mạch điện xoay chiều R-L-C nối tiếp.................................................... 9
1.3 Nhận xét, đánh giá................................................................................... 10
CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN
MỘT PHA ..................................................................................................... 11

2.1 Căn cứ để xây dựng bài thí nghiệm thực hành ....................................... 11
2.2 Mục đích của bài thí nghiệm thực hành .................................................. 11
2.3 Sơ lƣợc lí thuyết ...................................................................................... 11
2.3.1 Dòng điện sin trong nhánh thuần trở ................................................... 11
2.3.2 Dòng điện sin trong nhánh thuần cảm ................................................. 13

Nguyễn Thị Hƣơng

3


Khóa luận tốt nghiệp
2.3.3 Dòng điện sin trong nhánh thuần điện dung ........................................ 15
2.3.4 Dòng điện sin trong nhánh R-L nối tiếp .............................................. 17
2.3.5 Dòng điện sin trong nhánh R-C nối tiếp .............................................. 18
2.3.6 Dòng điện sin trong nhánh R-L-C nối tiếp .......................................... 20
2.3.7 Nâng cao hệ số công suất cos ............................................................ 21
2.3.8 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm thực hành ............................ 24
2.3.8.1 Các thiết bị cần có ............................................................................. 24
2.3.8.2 Nút ấn ................................................................................................ 25
2.3.8.3 Công tắc tơ ........................................................................................ 26
2.3.8.4 Máy biến áp tự ngẫu .......................................................................... 28
2.3.8.5 Cầu dao.............................................................................................. 29
2.3.8.6 Cầu chì............................................................................................... 30
2.3.9 Các bƣớc tiến hành thí nghiệm thực hành ........................................... 31
2.3.9.1 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh thuần trở ............................. 31
2.3.9.2 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh thuần cảm ........................... 32
2.3.9.3 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh thuần dung .......................... 33
2.3.9.4 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh R-L nối tiếp ........................ 34
2.3.9.5 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh R-C nối tiếp ........................ 35

2.3.9.6 Thí nghiệm mạch điện sin trong nhánh R-L-C nối tiếp .................... 36
2.3.9.7 Thí nghiệm nâng cao hệ số công suất cos ...................................... 37
2.3.9.8 Các chú ý khi làm thí nghiệm thực hành .......................................... 38
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN KÍCH THƢỚC BÀN THÍ NGHIỆM VÀ BỐ TRÍ
CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ...................... 41
3.1 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm ...................................................... 41
3.1.1 Các yêu cầu chung ............................................................................... 41
3.1.2 Tính toán kích thƣớc bàn thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ............ 41
3.1.2.1 Bàn thực hành điện cơ bản ................................................................ 41

Nguyễn Thị Hƣơng

4


Khóa luận tốt nghiệp
3.1.2.2 Bàn thực hành “mạch điện một pha” ................................................ 42
3.2 Bố trí thiết bị trên bàn thí nghiệm thực hành bài “Mạch điện một pha” 43
3.2.1 Bố trí theo phƣơng án dồn các thiết bị cùng loại vào một vị trí .......... 43
3.2.2 Nhận xét chung .................................................................................... 43
CHƢƠNG 4: CÁC PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO BÀI THÍ NGHIỆM
THỰC HÀNH ............................................................................................... 45
4.1 Cấp điện từ mạng điện vào bài thí nghiệm ............................................. 45
4.2 Cấp điện từ mạng điện vào bàn thí nghiệm ............................................ 46
4.2.1 Phƣơng án cấp điện tập chung ............................................................. 46
4.2.2 Phƣơng án cấp điện phân tán ............................................................... 48
4.3 Nhận xét, đánh giá................................................................................... 49
KẾT LUẬN ................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Thị Hƣơng

5


Khóa luận tốt nghiệp

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đặng Văn Đào – Lê Văn Doanh, kỹ thuật điện, NXB khoa học và kỹ
thuật, 2005.
2. Phạm Văn Giới – Bùi Tín Hữu – Nguyễn Tiến Tôn, khí cụ điện,NXB
khoa học và kỹ thuật.
3. Trần Minh Sơ, giáo trình thực hành kỹ thuật điện, NXB Đại học sƣ
phạm.
4. Tài liệu hướng dẫn thực tập các mạch điện xoay chiều 1 pha và 3 pha,
Công ty thiết bị giáo dục 1.

Nguyễn Thị Hƣơng

6


Khóa luận tốt nghiệp

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong chƣơng trình kỹ thuật điện ở các trƣờng đại học sƣ phạm có bài thí
nghiệm – thực hành “Mạch điện một pha”. Hiện nay các tài liệu về bài thí
nghiệm – thƣ̣c hành đều rất sơ sài, không cụ thể. Nếu chỉ dựa vào các tài liệu
này, ngƣời đọc khó có thể tự mình tiến hành thí nghiệm – thƣ̣c hành và còn

khó hơn cho học sinh phổ thông.
Việc xây dựng một tài liệu đầy đủ, hoàn chỉnh về bài thí nghiệm – thƣ̣c
hành này là rất cần thiết. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Thiết kế xây
dựng bài thí nghiệm – thƣ̣c hành “Mạch điện một pha”. Để cung cấp cho
ngƣời học một tài liệu hoàn chỉnh về lý thuyết, đầy đủ cụ thể về các thiết bị
cần dùng trong bài cũng nhƣ các phƣơng án lắp ráp bài thí nghiệm – thƣ̣c
hành.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng lý thuyết tƣơng đối hoàn chỉnh về bài thí nghiệm “Mạch điện
một pha”. Đƣa ra các bƣớc thí nghiệm cụ thể để thực hiện nội dung chƣơng
trình thí nghiệm – thƣ̣c hành.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
Bài thí nghiệm – thực hành “Mạch điện một pha”.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các loại mạch điện:
Mạch thuần trở
Mạch thuần cảm
Mạch thuần dung
Mạch hỗn hợp ( R - L – C mắc nối tiếp )

Nguyễn Thị Hƣơng

7


Khóa luận tốt nghiệp
- Nghiên cứu nâng cao hệ số công suất cos  của mạch điện.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Kết hợp thực nghiệm với lý thuyết.

Nguyễn Thị Hƣơng

8


Khóa luận tốt nghiệp

PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: TÌNH HÌNH HIỆN TẠI
Hiện nay lí thuyết cho bài thí nghiệm – thƣ̣c hành “Mạch điện một pha”
còn rất sơ sài, ngƣời đọc khó có thể hiệu đƣợc nội dung, lí do phải tiến hành
các bƣớc thí nghiệm – thƣ̣c hành. Tôi xin đƣa ra dẫn chứng hai tài liệu sau.
1.1 Giáo trình thực hành thí nghiệm kỹ thuật điện trƣờng ĐHSP Hà Nội
xuất bản ngày 28/10/2003.
 Mục đích, yêu cầu
- Biết sự phân bố điện áp trong mạch điện không phân nhánh khi thay đổi
một trong các thông số của mạch.
- Vẽ đƣợc đồ thị vector điện áp của nhánh R-L-C mắc nối tiếp.
- Xác định đƣợc thông số của mạch.
- Khảo sát đƣợc hiện tƣợng cộng hƣởng điện áp.
- Biết cách nâng cao hệ số công suất cos  bằng tụ.
 Tài liệu
Xem trong chƣơng dòng điện sin (giáo trình kỹ thuật điện).
 Nội dung
Mạch R-L-C mắc nối tiếp.
- Sơ đồ:

Nguyễn Thị Hƣơng

9

Khóa luận tốt nghiệp
R
A

W
V1

V

U

V2

C

V3

- Các bƣớc tiến hành
+ Mắc mạch theo sơ đồ, thay đổi C để UL > UC , mạch có tính
chất điện cảm, ghi chỉ số các dụng cụ vào bảng kết quả.
+ Thay đổi C để UL < UC , mạch có tính chất điện dung, ghi chỉ
số của các dụng cụ vào bảng kết quả.
+ Thay đổi C để có cộng hƣởng, ghi chỉ số của các dụng cụ vào
bảng kết quả.
+ Tính các thông số của mạch
R
L

U
P
; RL  2 ; X L 
I
I

Z L2  RL2 ;

1
U
XL
X
P
 L ; XC  Z ; C 
;   arctg
;
X C .W
W 2 f
I
UI

 Nâng cao hệ số cos  bằng tụ điện
- Sơ đồ.

Nguyễn Thị Hƣơng

10

XL

Khóa luận tốt nghiệp

K
A

W
A1

U

A2

R

V

L

C

- Các bƣớc tiến hành
+ Mắc mạch theo sơ đồ
+ Khi chƣa bù (k mở) đo P, U, I tính cos  

P
UI

+ Khi bù (k đóng) đo U’, I’, P’, I1, I2 tính đƣợc cos  ' 

P'
.
U 'I '

Nghiệm lại công thức tính điện dung cần thiết.

C

P
WU2

 tg  tg '

So sánh điện dung C tính đƣợc với thực tế.
1.2 Tài liệu hƣớng dẫn thực tập các mạch điện xoay chiều 1 pha và 3 pha
của “Công ty thiết bị giáo dục 1”. Phát hành kèm theo bộ thí nghiệm –
thƣ̣c hành kỹ thuật điện. Trong đó trình bày:

Nguyễn Thị Hƣơng

11


Khóa luận tốt nghiệp
1.2.1 Mạch điện xoay chiều thuần trở.
Bƣớc 1: Lắp sơ đồ theo hình vẽ:
A
A

RR

V

~

B

Bƣớc 2: - Nguồn xoay chiều thay đổi sao cho dòng qua tải R< 1A.
- Đọc và ghi trị số U, I của mạch điện.
Bƣớc 3: Tính và kiểm nghiệm các biểu thức sau:

Z AB 

U
R
I

U2
P  U .I  R.I 
I
2

cos  

R
Z AB

Bƣớc 4: Chọn tỉ lệ thích hợp vẽ đồ thị vector.

V

I

Nguyễn Thị Hƣơng

I

I

12


Khóa luận tốt nghiệp
1.2.2 Mạch điện xoay chiều thuần cảm
Bƣớc 1: Lắp sơ đồ thí nghiệm nhƣ hình vẽ.
L
A
A1

R

V

~

B

Bƣớc 2: - Nguồn xoay chiều sao cho dòng qua I < 0,8A.
- Đọc và ghi trị số U, I của mạch điện.
Bƣớc 3: Tính toán và kiểm nghiệm các biểu thức sau:

Z AB 

U
 XL
I

X L  WL=2 fL  L 

QL  I 2 .X L
Bƣớc 4: Chọn tỉ lệ vẽ đồ thị vector.
U - EL



I

EL

Nguyễn Thị Hƣơng

13

XL
2 f


Khóa luận tốt nghiệp
1.2.3 Mạch điện xoay chiều thuần dung
Bƣớc 1: Lắp sơ đồ thí nghiệm nhƣ hình vẽ:

A
A1

C

V

~

B

Bƣớc 2: - Thay đổi nguồn xoay chiều ( 0 – 240v ) bất kỳ giá trị nào
nhƣng nên chọn U = 220v
- Đọc và ghi trị số U, I của mạch điện.
Bƣớc 3: Tính toán và kiểm nghiệm các biểu thức sau:
U
 XC
I
1
1
1
XC 

C 
WC 2 fC
2 fC

Z AB 

QC  U .I  I 2 . X C 

U2
XC

Bƣớc 4: Chọn tỉ lệ vẽ đồ thị vector.

Nguyễn Thị Hƣơng

14


Khóa luận tốt nghiệp
1.2.4 Mạch điện xoay chiều R-L-C mắc nối tiếp
Bƣớc 1: Lắp sơ đồ thí nghiệm nhƣ hình vẽ.
A
A1
R
G
L
~

V

V
D
C
B

Bƣớc 2: - Điều chỉnh nguồn xoay chiều sao cho dòng điện qua R-L-C <
0,8A.

- Dùng một đồng hồ volt khác đo điện áp trên R-L-C.
- Đọc và ghi trị số U, I, UAB, UCD, UDB.
Bƣớc 3: Tính toán và kiểm nghiệm các biểu thức sau:

U   U  U 2 .R  (U L  U C ) 2
U
 R2  X 2
I
X  X L  XC

Z AB 

P  I 2 .R
Q  QL  QC  I 2 .( X L  X C )
S  U .I 

Nguyễn Thị Hƣơng

P2  Q2

15


Khóa luận tốt nghiệp
1.3 Nhận xét, đánh giá
Phần lí thuyết trong hai tài liệu trên rất sơ sài mới chỉ định hƣớng cho
ngƣời đọc vào chƣơng dòng điện hình sin mà chƣa định hƣớng vào vấn đề cụ
thể nào cả. Việc xác định các thông số R, L, C trong điện đại cƣơng đã có
cách tính cụ thể cho từng phần tử cố định. Trong kỹ thuật điện các phần tử
này (R, L, C) luôn luôn thay đổi. Vấn đề chính là các phần tử loại nào gây ra

sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp, chúng cùng pha hay ngƣợc pha với
nhau. Từ đó đƣa ra phƣơng pháp nâng cao hệ số công suất cos  . Mà hai tài
liệu trên chƣa nói đến cả trong lý thuyết cũng nhƣ trong thực hành.

Nguyễn Thị Hƣơng

16


Khóa luận tốt nghiệp
CHƢƠNG 2: XÂY DƢ̣NG BÀI THÍ NGHIỆM THƢ̣C HÀNH
“MẠCH ĐIỆN MỘT PHA”
2.1 Căn cứ để xây dựng bài thí nghiệm – thƣ̣c hành
- Chƣơng trình thí nghiệm kỹ thuật điện của sƣ phạm kỹ thuật trƣờng
ĐHSP Hà Nội 2.
Mạch thuần trở.
Mạch thuần cảm.
Mạch thuần dung.
Mạch hỗn hợp (R- L- C mắc nối tiếp).
2.2 Mục đích của bài thí nghiệm – thƣ̣c hành
- Để cung cấp cho ngƣời đọc một tài liệu hoàn chỉnh về lí thuyết, đầy
đủ cụ thể về các thiết bị cần dùng trong bài.
- Vẽ đƣợc đồ thị vector điện áp của các mạch điện.
- Xác định đƣợc sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp do các phần tử
gây ra từ đó biết cách nâng cao hệ số công suất cos  của mạch điện.
2.3 Sơ lƣợc lí thuyết
Trong phần này chúng tôi xét quan hệ giữa điện áp U và dòng điện I
trong các mạch điện hình sin nhƣ sau:
2.3.1 Dòng điện hình sin trong nhánh thuần trở
Khi có dòng điện i  I max sin t qua điện trở R (hình 2.4a) điện áp trên

điện trở sẽ là:
U R  R.i  R.I max sin t  U R max sin t

Trong đó:

Nguyễn Thị Hƣơng

17


Khóa luận tốt nghiệp
U R max  R.I max
UR 

U R max
 R.I
2

Từ đó rút ra:
Quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là:

U R  R.I hoặc

I

UR
R

(1)

Dòng điện và điện áp có cùng tần số và trùng pha nhau.
Đồ thị vector dòng điện và điện áp vẽ trên hình 2.4b.
Công suất tức thời của điện trở là:

PR  t   U R .i  U max .I max sin 2 t  U R .I (1  cos2 t)

(2)

Trên hình 2.4c vẽ đƣờng cong UR, i, và PR. Ta thấy PR  t   0 , nghĩa
là điện trở R liên tục tiêu thụ điện năng của nguồn và biến đổi sang dạng năng
lƣợng khác.
Vì công suất tức thời không có ý nghĩa thực tiễn, nên ta đƣa ra khái
niệm công suất tác dụng P, là trị số trung bình của công suất tức thời PR trong
một chu kỳ.
T

T

1
1
P   PR  t  dt   U R I 1  cos2 t  dt
T 0
T 0

Nguyễn Thị Hƣơng

18


Khóa luận tốt nghiệp

P

UR
PR

UR

R

UI

UR

P
iR


I

t

T
2
T


UR
UR

(b)

(a)

Hình 2.4
Sau khi lấy tích phân ta có:

P  U R I  RI 2

(3)

Đơn vị của công suất tác dụng là (oát) w hoặc (kilooat) kw

kw  103 w
2.3.2 Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện cảm
Khi có dòng điện i  I max sin t qua điện cảm L hình 2.5a điện áp trên
điện cảm sẽ là:

U L  t   L.

d  I max sin t 
di


L
 .L.I max sin  t  
dt
dt
2




 U L max sin  t  
2

Trong đó:

U L max =.L.I max =X L I max

Nguyễn Thị Hƣơng

19


Khóa luận tốt nghiệp

UL 

U L max
 XLI
2

X L   L có thứ nguyên của điện trở, đo bằng

 gọi là cảm kháng.

Từ đó rút ra quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là:

U

U L  X L I hoặc I  L
XL

(4)

Dòng điện và điện áp có cùng tần số song lệch pha nhau một góc  / 2 .
Dòng điện chậm sau điện áp một góc  / 2 . Đồ thị vector dòng điện và điện
áp vẽ trên hình 2.5b.
Công suất tức thời của điện cảm:

U .I


PL  t   U Li  U L max .Imax sin   t+  sin t  L max max sin 2t
2
2

 U L I sin 2t

(5)

i
UL i, PL
UL

L
PL
i

(a)


UL

O

 /2

 2



2


I

UL
(b)

(c)

Hình 2.5

Nguyễn Thị Hƣơng

20

t

Khóa luận tốt nghiệp
Trên hình 2.5c vẽ đƣờng cong UL, i, và PL. Ta thấy có hiện tƣợng trao
đổi năng lƣợng. Trong khoảng

t  0 đến t 


2

, công suất PL(t) > 0, điện

cảm nhận năng lƣợng và tích lũy trong từ trƣờng. Trong khoảng tiếp theo

t 


2

đến t   , công suất PL(t) < 0, năng lƣợng tích lũy trả lại cho

nguồn và mạch ngoài. Quá trình cứ tiếp diễn tƣơng tự, vì thế trị số trung bình
của công suất PL(t) trong một chu kỳ sẽ bằng không.
Công suất tác dụng của điện cảm bằng không:
T

1
PL   PL  t  dt  0
T 0
Để biểu thị cƣờng độ quá trình trao đổi năng lƣợng của điện cảm ta đƣa
ra khái niệm công suất phản kháng QL của điện cảm . Theo công thức (5) ta

có:

QL  U L I  X L I 2

(6)

Đơn vị của công suất phản kháng là VAr hoặc KVAr = 103VAr.
2.3.3 Dòng điện sin trong nhánh thuần điện dung
Khi có dòng điện i  I max sin t qua điện dung (hình 2.6a) điện áp trên
điện dung là:
UC t  

1
C

 idt 

1
C

 Imax sin tdt 



 U C max sin  t  
2

Trong đó: U C max 
UC 

1
I
 X C I max
c max

U C max
 X C I max
2

Nguyễn Thị Hƣơng

21

1


I max sin  t  
c
2



Khóa luận tốt nghiệp
XC 

1
có thứ nguyên của điện trở, đo bằng ôm đƣợc gọi là dung kháng.
c

Từ đó rút ra:

Quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng điện và điện áp là:

U C  X C I hoặc I 

UC
XC

(7)

Dòng điện và điện áp có cùng tần số song lệch pha nhau một góc
Dòng điện vƣợt trƣớc diện áp một góc


2


2

.

. Đồ thị vector dòng điện và điện áp

vẽ trên hình 2.6b.
Công suất tức thời của điện dung:



PC  t   U C .I  U C max .I max sin   t- 
2  (8)


 U C Isin2 t
Trên hình 2.6c vẽ đƣờng cong Uc, i, và Pc. Ta nhận thấy có hiện tƣợng
trao đổi năng lƣợng giữa điện dung với phần mạch còn lại.
Công suất điện dung tiêu thụ:

1
PC 
T

T

 P  t  dt  0
C

0

Nguyễn Thị Hƣơng

22


Khóa luận tốt nghiệp
i
UL i, P
C

UL

i
(a)


I

PC

UC

t

 2

 / 2



O

2


UC

(b)

(c)

Hình 2.6
Để biểu thị cƣờng độ quá trình trao đổi năng lƣợng của điện dung, ta
đƣa ra khái niệm công suất phản kháng QC của điện dung.

Theo công thức (8) ta có:

QC  UC I   X C I 2

(9)

Đơn vị công suất phản kháng là VAr hoặc kVAr (kilô VAr) = 103VAr.
2.3.4 Dòng điện sin trong nhánh R-L nối tiếp
Trong nhánh R-L nối tiếp nó tƣơng tƣ̣ nhƣ trong nhánh R -L-C nối tiếp.
Chỉ khác là, ở đây, các giá trị của tụ điện bằng 0.
Khi có dòng điện i  I max sin t qua nhánh R -L nối tiếp (hình a) sẽ
gây ra nhƣ̃ng điện áp UR, UL trên các phần tƣ̉ R, L.

Nguyễn Thị Hƣơng

23


Khóa luận tốt nghiệp




U

i

U



U

R

UR


UL

L


UR


I



(b)

(a)

Điện áp nguồn U bằng:

  
U  UR UL
Tƣ̀ đồ thị vector (hinh b) ta tí nh đƣợc trị số hiệu dụng của điện áp.

 IR 

U  U R2  U L2 
Z1  R  X
2

2

  IX L   I R 2  X L2  I .Z1
2

2
L

(1.1)

Z1 có thứ nguyên là  , gọi là tổng trở của nhánh R-L nối tiếp.
Quan hệ giƣ̃a trị số hiệu dụng dòng và áp trên nhánh R – L nối tiếp là:
U = I.Z1 hoặc I 

U

Z1

U
R 2  X L2

Điện áp lệch pha với dòng điện một góc  đƣợc tính nhƣ sau:

tg 

U L I .X L X L


UR
I .R
R

Trong mạch R-L nối tiếp thì dòng điện chậm sau điện áp một góc  . Vậy có
biểu thƣ́c điện áp u  U max .sin t   
2.3.5 Dòng điện sin trong nhánh R-C nối tiếp
Tƣơng tƣ̣ nhƣ mạch R -L-C nối tiếp chỉ khác là ở đây ta coi các giá trị
của cuộn cảm đều bằng 0.

Nguyễn Thị Hƣơng

24


Khóa luận tốt nghiệp
Khi có dòng điện i  I max sin t qua nhánh R -C nối tiếp (hình a) sẽ
gây ra nhƣ̃ng điện áp UR, UC trên các phần tƣ̉ R, C.

I



i

U



R

UR


UR


U


UC

UC
C


(a)

(b)

Điện áp nguồn U bằng:
  
U  UR U C
Tƣ̀ đồ thị vector (hình b) ta tí nh đƣợc trị số hiệu dụng của điện áp:

U  U R   U C  

 IR     IX C 

2

2

2

 I R 2  X C2  IZ 2

Z 2  R 2  X C2
Z2 có thứ nguyên là  , là tổng trở của nhánh R-C nối tiếp.
Quan hệ giƣ̃a trị số hiệu dụng dòng và áp trên nhánh R-C nối tiếp là:

U  I .Z 2 hoặc I 

U

Z2

U
R 2  X C2

Điện áp lệch pha với dòng điện một góc  đƣợc tí nh nhƣ sau:
tg 

U C  I . X C  X C


UR

I .R
R

Trong mạch R-C nối tiếp dòng điện vƣợt trƣớc điện áp một góc  . Vậy ta có
biểu thƣ́c của điện áp:

u  U max .sin t   

Nguyễn Thị Hƣơng

25