LÝ THUYẾT CƠ SỞ KHÍ CỤ ĐIỆN

I. KHÁI NIỆM

CHƯƠNG 1

LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Bài 1:
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

1

I. KHÁI NIỆM

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

2

II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

Trong phạm vi của môn học khí cụ điện này,
chúng ta đề cập đến các vấn đề như sau: cơ
sở lý thuyết, nguyên lý làm việc, kết cấu và
đặc điểm của các loại KCĐ dùng trong ngành
điện và trong công nghiệp.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Khí cụ điện (KCĐ) là thiết bị điện dùng để:
đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều
khiển, khống chế các đối tượng điện cũng như
không điện và bảo vệ chung trong trường hợp sự

cố.
Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức
năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau,
được dùng rộng rải trong mọi lĩnh vực của cuộc
sống.

1. Phân loại theo công dụng:
a. Nhóm KCĐ khống chế: dùng để đóng cắt,
điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máy
phát điện, động cơ điện (như cầu dao, áp
tô mát, contắctơ)
b. Nhóm KCĐ bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ
các động cơ, máy phát điện, lưới điện khi
có quá tải, ngắn mạch, sụt áp, …( như
rơle, cầu chì, máy cắt, …)
3

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

4

1


II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
c. Nhóm KCĐ tự động điều khiển: làm nhiệm
vụ thu nhận phân tích và khống chế sự hoạt
động của các mạch điện như khởi động từ,

các mạch điều khiển rơle – công tắc tơ …
d. Nhóm KCĐ hạn chế dòng điện ngắn mạch
(như điện trở phụ, cuộn kháng,…)
e. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ duy trì ổn định
các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động điều
chỉnh điện áp máy phát …)
f. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ đo lường (như
máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

5

II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

9 Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện một chiều
9 Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện xoay chiều.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

6

II. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

3. Phân loại theo nguyên lý làm việc :
Khí cụ điện được chia các nhóm với nguyên lý
điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, có
tiếp xúc và không có tiếp xúc.
4. Phân loại theo điều kiện làm việc.
Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nómg ẩm,
loại làm việc ở vùng ôn đới, có loại chống

được khí cháy nổ, loại chịu rung động …
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

2. Phân loại theo tính chất dòng điện :

7

5. Phân loại theo cấp điện áp:
) Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 1 kV,
) Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 1 kV đến
36 kV,
) Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến
nhỏ hơn 400 kV,
) Khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV
trở lên.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

8

2


III. CÁC YÊU CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN

III. CÁC YÊU CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN

a. Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài đúng tuổi
thọ thiết kế khi làm việc với các thông số kỹ
thuật ở định mức.
b. Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện

động và ổn định nhiệt khi làm việc bình thường,
đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của
dòng điện và điện áp.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

9

c. Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.
d. Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy,
chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm
tra sửa chữa.
e. Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở
điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế
cho phép.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

10

I. KHÁI NIỆM CHUNG
Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng
điện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn (tới
khoảng 102 đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tới
khoảng 5000 đến 60000C) và thường kèm theo hiện
tượng phát sáng.

Bài 2: HỒ QUANG ĐIỆN

Hồ quang điện có ích: Hồ quang điện thực sự có ích khi

được sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyện
thép,...những lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổn
định.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

11

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

12

3


I. KHÁI NIỆM CHUNG
Hồ quang điện có hại: Khi đóng cắt các thiết
bị điện như contắctơ, cầu dao, máy cắt,...hồ quang
sẽ xuất hiện giữa các cặp tiếp điểm.
Hồ quang này cháy lâu, sau khi thiết bị điện đã
đóng cắt sẽ làm hư hại các tiếp điểm và bản thân
thiết bị điện.
Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việc
tin cậy của thiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dập
tắt hồ quang càng nhanh càng tốt.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

13

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

14

II. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
Hồ quang điện phát sinh là do môi trường giữa các
điện cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bị ion hóa
(xuất hiện các hạt dẫn điện).
) Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đường khác
nhau duới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, điện
trường mạnh,....
)Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điện
có những dạng ion hóa sau:
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

15

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

16

4


1. SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT

II. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang
điện có những dạng ion hóa sau:
) Quá trình phát xạ điện tử nhiệt
) Quá trình tự phát xạ điện tử
) Quá trình ion hóa do va chạm

) Quá trình ion hóa do nhiệt

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

17

1. SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

18

2. SỰ TỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ

Khi bị đốt nóng, động năng của các điện tử
tăng nhanh đến khi năng lượng nhận được (Wđn)
lớn hơn công thoát At (liên kết hạt nhân) thì điện tử
sẽ thoát ra khỏi bề mặt cực âm trở thành điện tử tự
do. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ điện cực,
vật liệu làm điện cực .

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Điện cực và tiếp điểm được chế tạo từ kim
loại, mà trong cấu trúc kim loại luôn luôn tồn tại các
điện tử tự do chuyển động về mọi hướng trong quỹ
đạo của cấu trúc hạt nhân nguyên tử.
Khi tiếp điểm bắt đầu mở ra lực nén vào tiếp
điểm giảm dần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên. Chỗ
tiếp xúc, dòng điện bị thắt lại dẫn đến mật độ dòng

điện tăng rất lớn làm nóng các điện cực (nhất là ở
cực âm có nhiều electron).

19

Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở ra lúc đầu
khoảng cách còn rất bé.
Nếu có một điện trường đủ lớn đặt lên điện
cực (nhất là vùng cực âm có khoảng cách nhỏ có thể
tới hàng triệu V/cm), với cường độ điện trường lớn
ở cực âm các điện tử được cung cấp thêm năng
lượng sẽ bị kéo bật ra khỏi bề mặt catốt để trở thành
các điện tử tự do.
Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điện
trường E và vật liệu làm điện cực.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

20

5


3. ION HÓA DO VA CHẠM

3. ION HÓA DO VA CHẠM

Sau khi tiếp điểm mở ra, dưới tác dụng của
nhiệt độ cao hoặc của điện trường lớn (mà thông
thường là cả hai) thì các điện tử tự do sẽ phát sinh
chuyển động từ cực âm sang cực dương

Do điện trường rất lớn nên các điện tử chuyển
động với tốc độ rất cao. Trên đường đi các điện tử
này va chạm với các nguyên tử và phân tử khí sẽ
làm bật ra các điện tử và các ion dương.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

21

4. ION HÓA DO NHIỆT

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

22

III. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG

Do có các qúa trình phát xạ điện tử và ion hóa
do va chạm, một lượng lớn năng lượng được giải
phóng làm nhiệt độ vùng hồ quang tăng cao và
thường kèm theo hiện tượng phát sáng.
Nhiệt độ khí càng tăng thì tốc độ chuyển động
của các phần tử khí càng tăng và số lần va chạm do
đó cũng càng tăng lên.
Do va chạm, một số phân tử khí sẽ phân li
thành các nguyên tử. Còn lượng các ion hóa tăng
lên do va chạm khi nhiệt độ tăng thì gọi đó là lượng
ion hóa do nhiệt.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Các phần tử mang điện này lại tiếp tục tham
gia chuyển động và va chạm để làm xuất hiện các
phần tử mang điện khác.
Do vậy mà số lượng các phần tử mang điện
tăng lên không ngừng, làm mật độ điện tích trong
khoảng không gian giữa các tiếp điểm rất lớn.
Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điện
trường, mật độ các phần tử trong vùng điện cực, lực
liên kết phân tử, khối lượng của phân tử ...

23

Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trường
giữa các điện cực không còn dẫn điện hay nói cách
khác hồ quang điện sẽ tắt khi có quá trình phản ion
hóa xảy ra mạnh hơn quá trình ion hóa.
Ngoài quá trình phân li đã nói trên, song song
với quá trình ion hóa còn có các quá trình phản ion
gồm hai hiện tượng sau:
) Hiện tượng tái hợp
) Hiện tượng khuếch tán
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

24

6


2. HIN TNG KHUCH TN

1. HIN TNG TI HP
Trong quỏ trỡnh chuyn ng cỏc ht mang in trỏi
du va chm nhau, to thnh cỏc ht trung hũa.
Trong lớ thuyt ó chng minh tc tỏi hp:
) T l nghch vi bỡnh phng ng kớnh HQ
) H quang tip xỳc vi mụi trng in mụi thỡ
hin tng tỏi hp s tng lờn.
) Nhit h quang cng thp tc tỏi hp cng
tng.
Lý thuyt c s khớ c in

25

2. HIN TNG KHUCH TN
Quỏ trỡnh khuch tỏn c trng bng tc
khuch tỏn. S khuch tỏn cng nhanh h quang
cng nhanh b tt. tng quỏ trỡnh khuch tỏn
ngi ta thng tỡm cỏch kộo di ngn la h
quang.

Hin tng cỏc ht tớch in di chuyn t vựng
cú mt in tớch cao (vựng h quang) ra vựng
xung quanh cú mt in tớch thp, lm gim s
lng ion trong vựng h qung gi l hin tng
khuch tỏn.
Cỏc in t v ion dng khuch tỏn dc theo
thõn h quang, in t khuch tỏn nhanh hn ion
dng.

Lý thuyt c s khớ c in

26

IV. BIN PHP V TRANG B DP
H QUANG TRONG THIT B IN
1. CC YấU CU DP HQ
Yóu cỏửu cồ baớn cuớa trang bở dỏỷp họử quang ồớ caùc
thióỳt bở õoùng cừt:
9 Trong thồỡi gian ngừn phaới dỏỷp từt õổồỹc họử quang, haỷn
chóỳ phaỷm vi chaùy họử quang laỡ nhoớ nhỏỳt.
9 Tọỳc õọỹ õoùng mồớ tióỳp õióứm phaới lồùn.
9 Nng lổồỹng họử quang sinh ra phaới beù, õióỷn trồớ họử
quang phaới tng nhanh.

Lý thuyt c s khớ c in

27

9 Traùnh hióỷn tổồỹng quaù õióỷn aùp khi dỏỷp họử quang.
Lý thuyt c s khớ c in

28

7


3. DP HQ TRONG THIT B H P

2. CC NGUYấN TC DP HQ
9

9
9
9

)Kộo di h quang bng c khớ:
õy l bin phỏp n gin thng dựng cu
dao cụng sut nh hoc rle. Kộo di h quang
lm cho ng kớnh h quang gim, in tr h
quang s tng dn n tng quỏ trỡnh phn ion
dp h quang. Tuy nhiờn bin phỏp ny ch thng
c dựng mng h ỏp cú in ỏp nh hn hoc
bng 220V v dũng in ti 150 A

Keùo daỡi ngoỹn lổớa họử quang.
Duỡng nng lổồỹng họử quang sinh ra õóứ tổỷ dỏỷp.
Duỡng nng lổồỹng nguọửn ngoaỡi õóứ dỏỷp.
Chia họử quang thaỡnh nhióửu phỏửn ngừn õóứ dỏỷp.

Lý thuyt c s khớ c in

29

3. DP HQ TRONG THIT B H P

Lý thuyt c s khớ c in

30

3. DP HQ TRONG THIT B H P
)Tng tọỳc õọỹ chuyóứn õọỹng cuớa tióỳp õióứm õọỹng:

)Tng tọỳc õọỹ chuyóứn õọỹng cuớa tióỳp õióứm õọỹng:
Ngi ta b trớ cỏc lỏ dao ng, cú mt lỏ chớnh
v mt lỏ ph (thng l cu dao) hai lỏ ny ni
vi nhau bng mt lũ xo, lỏ dao ph ct nhanh do
lũ xo n hi(lũ xo s lm tng tc ct dao ph)
khi kộo dao chớnh ra trc

1. Li dao chớnh
2. u tip xỳc tnh
3. Li dao ph
4. Lũ xo ct nhanh

2
Lý thuyt c s khớ c in

31

Lý thuyt c s khớ c in

32

8


3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP

3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP

) Duìng cuäün dáy thäøi tæì kãút håüp buäöng dáûp häö

quang:
Dùng cuộn dây chổi từ đặt cạnh khe hở của 2 đầu
tiếp xúc. Cuộn dây thổi từ là một cuộn dây dồng chỉ
có 1 vòng quấn trên mạch từ hở. Cuộn dây này được
mắc nối tiếp với tiếp điểm chính, khi dòng điện qua
cuộn dây sẽ tạo nên một lực điện từ nên khi hồ
quang xuất hiện lực điện từ do từ trường tác dụng
lên hồ quang sẽ thổi hồ quang lên phía trên làm cho
nó kéo dài ra dễ dập tắt
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

33

3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP

) Duìng cuäün dáy thäøi tæì kãút håüp buäöng dáûp häö
quang:
5
4

Tác dụng dập hồ quang của cuộn dây thổi từ
1. tiếp điểm tĩnh ; 2. tiếp điểm động ; 3. cuộn dây thổi từ ;
4. buồng dập hồ quang ; 5. vách ngăn
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

34

3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP

) Phán chia häö quang ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn:

) Phán chia häö quang ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn:

Trong buồng hồ quang ở phía trên người ta
người ta đặt thêm nhiều tấm thép non. Khi hồ quang
xuất hiện, do lực điện động hồ quang bị đẩy vào
giữa các tấm thép và bị chia ra làm nhiều đoạn ngắn.
Loại này thường được dùng ở lưới một chiều dưới
220V và xoay chiều dưới 500V
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

35

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

36

9


4. DP HQ TRONG THIT B CAO P

3. DP HQ TRONG THIT B H P
) Kóỳt cỏỳu tióỳp õióứm kióứu bừc cỏửu:
Mt im ct c chia ra lm hai tip im
song song nhau, khi ct mch h quang c phõn
chia lm hai on v ng thi do lc in ng ngn
la h quang s b kộo di ra lm tng hiu qu dp
1
2

3
7
4

9 Dỏỷp họử quang trong dỏửu bióỳn aùp kóỳt hồỹp phỏn
chia họử quang
9 Dỏỷp họử quang bũng khờ neùn
9 Dỏỷp họử quang bũng caùch duỡng vỏỷt lióỷu tổỷ
sinh khờ
9 Dỏỷp họử quang trong chỏn khọng
9 Dỏỷp họử quang trong khờ aùp suỏỳt cao

6

5

Lý thuyt c s khớ c in

37

Bi 3. TIP XC IN

38

2. PHN LOI TIP XC IN

1. KHI NIM V TIP XC IN
Ch tip giỏp gia hai hay nhiu vt dn
in cho dũng in chy t vt dn ny sang
vt dn kia gi l tip xỳc in.

B mt ch tip giỏp ca cỏc vt dn in
gi l b mt tip xỳc in.

Lý thuyt c s khớ c in

Lý thuyt c s khớ c in

39

Da vo mi liờn kt tip xỳc, ta chia tip xỳc
in ra cỏc dng sau:
) Tip xỳc c nh: l loi tip xỳc khụng thỏo lp
gia 2 vt dn, c liờn kt bng bulụng, inh vit,
inh rivờ, hn,
) Tip xỳc úng m: l tip xỳc m cú th lm
cho dũng in chy hoc ngng chy t vt ny
sang vt khỏc (nh cỏc tip im trong thit b úng
ct).
) Tip xỳc trt: l vt dn in ny cú th trt
trờn b mt ca vt dn in kia (vớ d nh chi than
trt trờn vnh gúp mỏy
in).
Lý thuyt
c s khớ c in
40

10


2. PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆN

3. CÁC YÊU VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện ra
các dạng sau :
) Tiếp xúc điểm: là hai vật tiếp xúc với nhau chỉ ở một
điểm hoặc trên bề mặt diện tích với đường kính rất nhỏ
(như tiếp xúc hai hình cầu với nhau, hình cầu với mặt
phẳng, hình nón với mặt phẳng,...)
) Tiếp xúc đường: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theo
một đường thẳng hoặc trên bề mặt rất hẹp (như tiếp xúc
hình trụ với mặt phẳng, hình trụ với trụ,...)
) Tiếp xúc mặt: là hai vật dẫn điện tiếp xúc với nhau trên
bề mặt rộng(ví dụ tiếp xúc mặt phẳng với mặt phẳng,...).
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

41

4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

2
a

2

l

42

Nhưng trên thực tế diện tích bề mặt tiếp xúc

thực nhỏ hơn nhiều a.l vì giữa hai bề mặt tiếp xúc
dù gia công thế nào thì vẫn có độ nhấp nhô, khi cho
tiếp xúc hai vật với nhau thì chỉ có một số điểm
trên tiếp giáp tiếp xúc.
Do đó diện tích tiếp xúc thực nhỏ hơn nhiều
diện tích tiếp xúc biểu kiến Sbk= a.l.
Diện tích tiếp xúc còn phụ thuộc vào lực ép
lên trên tiếp điểm và vật liệu làm tiếp điểm, lực ép
càng lớn thì diện tích tiếp xúc càng lớn.

1

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

Xét khi đặt hai vật dẫn tiếp xúc nhau, ta sẽ có
diện tích bề mặt tiếp xúc : Sbk= a . l.

1

Các yêu cầu đối với tiếp xúc điện tùy thuộc ở
công dụng, điều kiện làm việc, tuổi thọ yêu cầu
của thiết bị và các yếu tố khác.
Một yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới độ tin cậy
làm việc và nhiệt độ phát nóng của tiếp xúc điện là
điện trở tiếp xúc Rtx.

43

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

44

11


4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN

4. ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN
Nếu tiếp xúc ở n điểm thì diện tích sẽ lớn lên
n lần. Dòng điện chạy từ vật này sang vật khác chỉ
qua những điểm tiếp xúc, như vậy dòng điện ở các
chỗ tiếp xúc đó sẽ bị thắt hẹp lại, dẫn tới điện trở ở
những chỗ này tăng lên.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

45

5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

46

6. VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM
Để thỏa mãn tốt các điều kiện làm việc khác

nhau của tiếp điểm thiết bị điện thì vật liệu làm tiếp
điểm phải có được những yêu cầu cơ bản sau:
9 Có độ dẫn điện cao (giảm Rtx và chính điện trở
của tiếp điểm).
9 Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những
điểm tiếp xúc).
9 Không bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn định
của tiếp điểm).

9 Vật liệu làm tiếp điểm
9 Lực ép tiếp điểm
9 Hình dạng của tiếp điểm
9 Nhiệt độ của tiếp điểm
9 Tình trạng bề mặt tiếp xúc
9 Mật độ dòng điện

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Do vậy rõ ràng điện trở tiếp xúc của tiếp điểm
ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị điện, điện
trở tiếp xúc lớn làm cho tiếp điểm phát nóng.
Nếu phát nóng quá mức cho phép thì tiếp
điểm sẽ bị nóng chảy, thậm chí bị hàn dính.
Trong các tiếp điểm thiết bị điện mong muốn
điện trở tiếp xúc có giá trị càng nhỏ càng tốt,
nhưng do thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến
Rtx nên không thể giảm Rtx cực nhỏ được như
mong muốn.

47

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

48

12


6. VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM

6. VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM

9 Có độ kết tinh và nóng chảy cao (giảm độ mài
mòn về điện và giảm sự nóng chảy hàn dính tiếp
điểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm).
9 Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữ
ngun dạng bề mặt tiếp xúc và tăng tuổi thọ của
tiếp điểm).
9 Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc).
9 Dễ gia cơng khi chế tạo và giá thành rẻ.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

49

7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

50

7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

Âäưng kiỵ thût âiãûn: âäưng ngun cháút thu âỉåüc
bàòng âiãûn phán. Nọ âạp ỉïng háưu hãút cạc u cáưu
trãn. Nhỉåüc âiãøm chênh ca âäưng kiỵ thût âiãûn l
ráút dãù bë oxit họa.

Âäưng thau: håüp kim âäưng våïi km âỉåüc sỉí
dủng lm tiãúp âiãøm dáûp häư quang

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Thỉûc tãú êt váût liãûu no âạp ỉïng âỉåüc âáưy â
cạc u cáưu trãn.
Trong thiãút kãú sỉí dủng ty tỉìng âiãưu kiãûn củ
thãø m trng nhiãưu âãún u cáưu ny hay u cáưu
khạc.

51

Bảc: l váût liãûu lm tiãúp âiãøm ráút täút do cọ
âäü dáùn âiãûn cao v cọ âiãûn tråí tiãúp xục äøn âënh.
Nhỉåüc âiãøm ch úu l chëu häư quang kẹm nãn
sỉí dủng bë hản chãú.
Cạc håüp kim âäưng khạc: håüp kim âäưng våïi
nhäm, âäưng våïi mangan, âäưng våïi niken, âäưng
våïi silic v cạc håüp kim âäưng khạc âỉåüc sỉí dủng
lm tiãúp âiãøm, âäưng thåìi lm l xo ẹp (vê dủ tiãúp
âiãøm ténh ca cáưu chç). Nhỉỵng tiãúp âiãøm nhỉ váûy
khi bë âäút nọng dãù bë máú

t tênh ân häưi.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện
52

13


7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

Thẹp cọ âiãûn tråí sút låïn: thẹp thỉåìng bë oxy
họa cao nhỉng l váût liãûu r nãn váùn âỉåüc sỉí dủng
lm tiãúp xục cäú âënh âãø dáùn dng âiãûn låïn, trong
cạc thiãút bë thẹp thỉåìng âỉåüc mả.
Nhäm: cọ âäü dáùn âiãûn cao, r nhỉng ráút dãù bë
oxy họa lm tàng âiãûn tråí sút. Nhỉåüc âiãøm nỉỵa l
hn nhäm ráút phỉïc tảp, âäü bãưn cå lải kẹm.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

53

Vonfram v håüp kim vonfram: cọ âäü mi mn
vãư âiãûn täút v chëu âỉåüc häư quang täút nhỉng cọ âiãûn
tråí tiãúp xục ráút låïn.
Håüp kim vonfram våïi vng sỉí dủng cho tiãúp
âiãøm cọ dng nh.
Håüp kim våïi molipâen dng lm tiãúp âiãøm cho
nhỉỵng thiãút bë âiãûn thỉåìng xun âọng måí, khi

dng âiãûn låïn thç vonfram v håüp kim vonfram sỉí
dủng âãø lm tiãúp âiãøm dáûp häư quang.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

54

7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

7. MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM

Vng v platin: khäng bë oxy họa do âọ cọ âiãûn
tråí tiãúp xục nh v äøn âënh, âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp
âiãøm trong thiãút bëû âiãûn hả ạp cọ dng âiãûn bẹ v
quan trng. Vng ngun cháút v platin ngun cháút
cọ âäü bãưn cå tháúp nãn thỉåìng âỉåüc sỉí dủng dảng
håüp kim våïi mälipâen hồûc våïi iriâi âãø tàng âäü bãưn
cå.
Than v graphit: cọ âiãûn tråí tiãúp xục v âiãûn tråí
sút låïn nhỉng chëu âỉåüc häư quang ráút täút. Thỉåìng
dng lm cạc tiãúp âiãøm m khi lm viãûc phi chëu
tia lỉía âiãûn, âäi khi lm tiãúp âiãøm dáûp häư quamg.

Håüp kim gäúm: häùn håüp vãư màût cå hc ca hai
váût liãûu khäng náúu chy m thu âỉåüc bàòng phỉång
phạp thiãu kãút häùn håüp bäüt hồûc bàòng cạch táøm váût
liãûu ny lãn váût liãûu kia.
Thỉåìng váût liãûu thỉï nháúït cọ tênh cháút k thût
âiãûn täút, âiãûn tråí sút v âiãûn tråí tiãúp xục nh, êt bë
oxy họa.Váût liãûu thỉï hai cọ tênh cháút cå cao v chëu
âỉåüc häư quang. Nhỉ váûy, cháút lỉåüng kim loải gäúm

l do tênh cháút ca häùn håüp quút âënh.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

55

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

56

14


8. MỘT SỐ KẾT CẤU TIẾP ĐIỂM

TIẾP ĐIỂM KIỂU NGÓN

TIẾP ĐIỂM KIỂU CẦU

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

57

58

TIẾP ĐIỂM KIỂU NÊM

TIẾP ĐIỂM KIỂU DAO

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

59

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

60

15


Bi 4: S PHT NểNG CA KH C IN
1. KHI NIM CHUNG
trng thỏi lm vic, trong cỏc b pn ca TB nh:
mch vũng dn in, mch t, cỏc chi tit bng kim loi
v cỏch in u cú tn hao nng lng tỏc dng v bin
thnh nhit nng.
Mt phn ca nhit nng ny lm tng nhit ca
TB, cũn 1 phn khỏc ta ra mụi trng xung quanh.
ch xỏc lp nhit, nhit ca thit b khụng
tng lờn na m t tr s n nh, cũn ton b nhit nng
ta ra mụi trng xung quanh.
Lý thuyt c s khớ c in

61

Ch lm vic ngn hn l
ch lm vic ca thit b
in vi thi gian ngn

nhit phỏt núng ca nú cha
t ti giỏ tr n nh, sau ú
ngng lm vic trong thi gian
ln nhit ca nú h
xung ti nhit mụi trng.


T
ọõ

0

B
A

1

3

2

0.632ọõ
t[s]

0

Hỗnh : Phaùt noùng daỡi haỷn
Lý thuyt c s khớ c in

Lý thuyt c s khớ c in

62

3. CH LM VIC NGN HN

2. CH LM VIC DI HN

Ch lm vic di
hn l ch lm vic
ca thit b in vi thi
gian di tựy ý nhng
khụng ngn hn thi gian
nhit phỏt núng t
ti giỏ tr n nh.

1. KHI NIM CHUNG
Nu nhit ca TB tng cao thỡ cỏch in b gi
húa v bn c ca cỏc chi tit b suy gim.
Khi tng nhit ca vt liu cỏch in lờn 80C so
vi nhit cho phộp ch di hn thỡ tui th ca
cỏch in gim 50%.
Vi vt liu dn in thụng dng nht l Cu, nu tng
nhit t 1000C n 2500C thỡ bn c gim 40%, khi
bn c ca chỳng gim nờn lc in ng trong trng
hp ngn mch s lm h hng thit b.
Do vy tin cy ca thit b ph thuc vo nhit
phỏt núng ca chỳng.

63

max
f
1

M
2

3
1

0

Lý thuyt c s khớ c in

t[s]
tlv
Hỗnh : Phaùt noùng khi ngừn haỷn

64

16


4. CH LM VIC NGN HN LP LI
Ch lm vic ngn hn lp li l ch lm
vic ca thit b in trong mt thi gian tlv m nhit
phỏt núng cha t ti bóo hũa v sau ú ngh mt thi
gian tng m nhit cha gim v nhit ban u ri
tip tc lm vic v ngh xen k.

Quỏ trỡnh lm vic v ngh c lp li tun hon
nh vy theo chu k vi thi gian tck = tlv + tng . Sau thi
gian ln, thit b t c ch ta xỏc lp, ú
trong thi gian lm vic nhit t ti giỏ tr max =
const v trong thi gian ngh, nhit h xung giỏ tr
min = const.
Lý thuyt c s khớ c in

65

4. CH LM VIC NGN HN LP LI

max

2

f

max
min

1
4
3
t[s]
tlv tng
tcK
Lý khi
thuyt
c s hn

khớ clp
inli
Hỡnh :Phỏt núng
ngn

66

Bi 5: C CU IN T V NAM CHM IN
1. KHI NIM CHUNG C CU IN T
Caùc thióỳt bở nhổ rồle, cọng từc tồ, khồới õọỹng tổỡ,
aùptọmaùt, ... õóửu coù bọỹ phỏỷn laỡm nhióỷm vuỷ bióỳn õọứi tổỡ õióỷn
nng ra cồ nng. Bọỹ phỏỷn naỡy gọửm coù: cuọỹn dỏy vaỡ maỷch tổỡ
goỹi chung laỡ cồ cỏỳu õióỷn tổỡ.
Maỷch tổỡ chia laỡm caùc phỏửn chờnh sau õỏy:
ắ
Thỏn maỷch tổỡ
ắ
Nừp maỷch tổỡ
ắ
Khe hồớ khọng khờ chờnh
Lý thuyt c s khớ c in

67

1. KHI NIM CHUNG C CU IN T
2
t

r
3

1

Hỗnh : Kóỳt cỏỳu maỷch tổỡ
1.Thỏn maỷch tổỡ
; 2. Nừp maỷch tổỡ ;3. Cuọỹn dỏy
Lý thuyt c s khớ c in

68

17


2. PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ
1. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ
Khi cho dng âiãûn chảy qua cün dáy thç trong cün dáy
cọ tỉì thäng φ âi qua, tỉì thäng ny cng chia lm 3 thnh
pháưn :
Tỉì thäng chênh φδ: l tỉì thäng âi qua khe håí khäng khê
chênh, âọ cng l tỉì thäng lm viãûc ca cå cáúu âiãûn tỉì .
Tỉì thäng tn φt: l tỉì thäng âi ra ngoi khe håí khäng khê
chênh.
Tỉì thäng r φr: l tỉì thäng khẹp vng qua cün dáy l
thnh pháưn khäng âi qua khe håí khäng khê chênh m khẹp
kên trong khäng gian giỉỵa li v thán mảch tỉì.
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

69

3. NAM CHÂM ĐIỆN

Φ

N
S
N

i

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

70

a. KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN

a. KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN
i

Phán theo tênh cháút ca ngưn âiãûn
¾
Cå cáúu âiãûn mäüt chiãưu
¾
Cå cáúu âiãûn tỉì xoay chiãưu
Theo cạch näúi cün dáy vo ngưn âiãûn
¾
Näúi näúi tiãúp
¾
Näúi song song
Theo hçnh dảng mảch tỉì:
¾
Mảch tỉì hụt cháûp (thàóng)

¾
Mảch tỉì hụt xoay (quanh mäüt trủc hay mäüt cảnh),
mảch tỉì hụt kiãøu pittäng.

Khi cọ dng âiãûn chảy trong cün dáy s sinh ra tỉì
trỉåìng. Lục âọ váût liãûu sàõt tỉì âàût trong tỉì trỉåìng ny s bë tỉì
họa v cọ cỉûc tênh ngỉåüc våïi cỉûc tênh ca cün dáy, cho nãn
s bë hụt vãư phêa cün dáy
Nãúu âäøi chiãưu dng âiãûn trong cün dáy thç tỉì trỉåìng
trong cün dáy cng âäøi chiãưu v váût liãûu sàõt tỉì bë tỉì họa cọ
cỉûc tênh ngỉåüc våïi cỉûc tênh cün dáy, cho nãn chiãưu lỉûc hụt
khäng âäøi.

S
N

S

Nam chám âiãûn
Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

71

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

72

18

b. NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG
CHÄÚNG RUNG

a. KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN
Gi nam chám âiãûn l cå cáúu âiãûn tỉì, l bäü pháûn ráút
quan trng trong cạc thiãút bë âiãûn, âỉåüc dng âãø biãún âäøi
âiãûn nàng thnh cå nàng trong cạc khê củ âiãûn. Nam chám
âiãûn âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong nhiãưu lénh vỉûc khạc nhau
nhỉ: tỉû âäüng họa, cạc loải rå le, cäng tàõc tå... Trong sinh
hoảt hàòng ngy âỉåüc ỉïng dủng räüng ri nhỉ chng âiãûn,
loa âiãûn

Nam chám âiãûn xoay chiãưu

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

73

b. NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG
CHÄÚNG RUNG
Trong mäüt chu k, dng âiãûn xoay chiãưu bàòng khäng 2
láưn. Khi dng âiãûn bàòng khäng thç B = 0
ÅÍ thåìi âiãøm B = 0 thç Fdt = 0 lỉûc l xo Flx > Fdt thç nàõp
bë kẹo nh ra. ÅÍ nhỉỵng thåìi âiãøm Flx < Fdt thç nàõp âỉåüc
hụt vãư phêa li.
Nhỉ váûy trong mäüt chu k nàõp bë hụt nh ra hai láưn
nghéa l nàõp bë rung våïi táưn säú 100Hz nãúu táưn säú ngưn
âiãûn l 50Hz.

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

75

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

74

b. NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG
CHÄÚNG RUNG
Âãø chäúng hiãûn tỉåüng
rung ny, ta phi lm
sao cho lỉûc hụt âiãûn tỉì
Fdt åí mi thåìi âiãøm phi
låïn hån lỉûc Flx.
Mún Fdt> Flx ngỉåìi
ta tảo ra 2 tỉì thäng lãûch
pha trong mảch tỉì, bàòng
cạch âàût vng chäúng
rung bàòng âäưng v cọ
mäüt vng

Nam chám âiãûn xoay chiãưu

Lý thuyết cơ sở khí cụ điện

76

19

b. NAM CHM IN XOAY CHIệU VAè VOèNG
CHNG RUNG
Nguyón lờ laỡm vióỷc cuớa voỡng chọỳng rung :
Khi tổỡ thọng õi qua cổỷc tổỡ seợ chia laỡm hai
thaỡnh phỏửn 1 vaỡ 2.
1 laỡ thaỡnh phỏửn khọng õi qua phỏửn cổỷc tổỡ coù
voỡng chọỳng rung, 2 õi qua phỏửn coù voỡng
chọỳng rung. Khi coù tổỡ thọng 2 bióỳn thión õi
qua, trong voỡng chọỳng rung seợ xuỏỳt hióỷn doỡng
õióỷn caớm ổùng icổù chaỷy kheùp maỷch trong voỡng.
Doỡng icổù seợ sinh ra mọỹt tổỡ trổồỡng coù taùc
duỷng chọỳng laỷi sổỷ bióỳn thión cuớa 2 nón laỡm 2
chỏỷm pha so vồùi 1 mọỹt goùc .
Lý thuyt c s khớ c in

b. NAM CHM IN XOAY CHIệU VAè VOèNG
CHNG RUNG
ióửu kióỷn chọỳng rung: Fõt >Flx

2

1


77

Lý thuyt c s khớ c in

78

20