Bài giảng kỹ thuật điện 2

Ch­¬ng1
­kh¸I­niÖm­chung­vÒ­
dßng­®iÖn­vµ­m¹ch­®iÖn


Mụcưđích:
Trang bị cho học sinh khái niệm cơ bản về dòng
điện, phân loại, mật độ dòng điện, các định
luật cơ bản của mạch điện.
Yêuưcầu:
+ Hiểu đợc ý nghĩa, biểu thức, đơn vị các đại l
ợng đặc trng cho dòng điện và mạch điện;
+ Hiểu đợc và vận dụng đợc các định luật cơ
bản: định luật Ôm, định luật Jun - Len xơ và áp
dụng các định luật đó để giảI đợc các bài toán
liên quan


1.1.ưKháiưniệmưvềưdòngưđiện.
Ví dụ:

D
+

+

- A -

B

-

Khi ta nối vật dẫn A tích điện với vật B không tích
điện qua cật dẫn D thi các điện tích sẽ chuyển
dời từ A sang B tạo thành dòng điện tích qua vật
dẫn D. Các điện tích chuyển dời đợc chính là do
lực điện trờng tác dụng lên chúng theo một hớng
nhất định, hớng điện trờng là từ A về B


1.2.ưDòngưđiệnư-ưphânưloạiưvàưmậtưđộưdòngưđiện

1.2.1.ưDòngưđiệnư-ưcườngưđộưdòngưđiện:
-ưDòngưđiệnưlàưdòngưchuyểnưdờiưcóưhướngư
củaưcácưhạtưmangưđiệnưtíchưdướiưtácưdụngư
củaưlựcưđiệnưtrường.
-ưQuyưước:ưChiềuưdòngưđiệnưlàưchiềuư
chuyểnưdờiưcủaưcácưđiệnưtíchưdương.
-ưCườngưđộưdòngưđiệnư(ưKýưhiệuưlàưIư):ư
làưđạiưlượngưdùngưđểưđoưmứcưđộưmạnhưyếuư
củaưdòngưđiện.ư
-ưBiểuưthức:
Iư=ưq/t


VÝ dô 1: Tô ®iÖn tÝch ®iÖn ®Õn 5.10-6C, råi
phãng trong thêi gian 0.001s. TÝnh cêng ®é
trung binh trong thêi gian phãng?

VÝ dô 2: TÝnh ®iÖn tÝch n¹p vµo bé ¾c quy
trong 30 phót, biÕt dßng ®iÖn n¹p lµ 10A

1.2.2.ưMậtưđộưdòngưđiện:
định nghĩa: Mật độ dòng điện là đại lợng
đo bằng tỷ số gia dòng điện qua dây dẫn và
tiết diện dây.
I



s

đơn vị tính: I (A); s (mm2); (A/mm2)

Ví dụ:Ruột cáp bằng nhôm, tiết diện 25mm2, có
dòng điện làm việc cho phép là 70A. Tính mật
độ dòng điện cho phép


1.3.ưđịnhưluậtưôm

R

I

1.3.1.ưđịnhưluậtưÔmưchoưđoạnưmạch:
u

*ưBiểuưthứcưđịnhưluậtưôm:

1.3.2.ưđịnhưLuậtưÔmưchoưtoànư
E
mạch:
*ưBiểuưthứcưđịnhưluậtưôm:
Iư=ưE/R

rd
Rt
r0


1.4.ưMạchưđiện,ưkếtưcấuưhinhưhọcưcủaưmạchưđiện

1.Mạch điện:
Là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau
bằng các dậy dẫn tạo thành nhng vòng
tròn kín trong đó dòng điện có thể chạy
qua.
Mạch điện bao gồm ba phần tử cơ
bản tạo thành:
+ Nguồn điện: là thiết bị biến đổi các
dạng nng lợng khác sang điện nng nh
pin, ắc qui, máy phát điện.


DC

MF
§Ìn

Nguån
®iÖn
D©y
dÉn

Phô t¶i


+ Phụ tải: là thiết bị tiêu thụ điện nng
và biến đổi điện nng thành các dạng
nng lợng khác nh động cơ điện, bàn là,
đèn điện
+ Dây dẫn: là các dây kim loại có điện
trở xuất nhỏ dùng để truyền tải điện
nng từ nguồn đến phụ tải.
2. Kết cấu hinh học của mạch điện:
*Nhánh(m):ưlà đoạn mạch trong đó gồm
các phần tử mắc nối tiếp nhau và có cùng
dòng điện chạy qua.
*Nút(n):ưlà điểm gặp nhau ít nhất từ 3
nhánh trở lên.


X¸c­®Þnh­kÕt­cÊu­hinh­häc­cña­m¹ch­®iÖn

I1

1 I3

R

3

R

I5
R

R

1

E1

2

V1

R
2

4

V2

I2
3

E4
I4

5

V3

E5


R
3

R
1

E1

R

R

I1

R
2

4

I2

E4

5

I3

E5


R

1

R
1

E1

2

3

R
4

R
2

E4
3

R

5

E5


3.ưMôưhinhưmạchưđiện:
Mô hinh mạch điện còn gọi là sơ đồ thay
thế của mạch điện, trong đó kết cấu hinh
học và quá trinh nng lợng giống nh ở mạch
điện thực, nhng các phần tử ở mạch điện
thực đã đợc mô hinh hóa bằng các thông số
lý tởng nh e, J, R, L, C, M.
Ví dụ:


1.5.­Søc­®iÖn­®éng­cña­nguån­®iÖn­(E)
Søc­®iÖn­®éng­cña­nguån­®iÖn­b»ng­
®iÖn­¸p­trªn­hai­cùc­cña­nguån­khi­hë­
m¹ch­ngoµi.


1.5.ưSứcưđiệnưđộngưcủaưnguồnưđiệnư(E)
Sức điện động của nguồn điện bằng
điện áp trên hai cực của nguồn khi hở mạch
ngoài.
1.6ưCôngưvàưcôngưsuấtư
- Công của dòng điện là công của lực làm
di chuyển các điện tích trong mạch điện
A = q.U = U.I.t (J)
- Công suất là công của dòng điện thực

hiện trong một đơn vị thời gian
P = A/t = U.I (kW, W)


1.7.Biếnưđổiưđiệnưnngưthànhưnhiệtưnng
1.7.1. Sự phát nhiệt của dòng điện.ịnh
luật Jun - Len xơ
Dòng điện tích chuyển động trong vật
dẫn làm va chạm với các vật dẫn, truyền bớt nng
lợng cho các phân tử, làm tng mức chuyển
động nhiệt trong vật dẫn. Nh vậy, dòng điện
qua vật dẫn sẽ làm nóng vật dẫn, tức điện nng
đã chuyển hóa thành nhiệt.
Gọi điện trở của vật dẫn là R, công của
dòng điện
A= I2Rt (J).
Biết đơng lợng nhiệt của công là 0,24calo
với mỗi Jun, nên nhiệt lợng do công A chuyển hóa
là Q= 0.24A= 0.24 I2Rt


VÝ dô: mét dông cô nhiÖt cã ®iÖn trë lµ 24,
®Æt vµo ®iÖn ¸p 110V. TÝnh nhiÖt lîng táa ra
trong 0.5h?


1.8.ưMạchưđiệnưcóư2ưnguồn
Trong mạch điện có chứa nhiều nguồn
tác động, dòng điện, điện áp trên mạch bằng
tổng đại số các đáp ứng thành phần. Khi

chịu tác động của từng nguồn thi các nguồn
kia đợc gọi là ngắn mạch
Khi nguồn làm việc ở chế độ tải, điện
áp trên 2 cực của nguồn bằng tổng sức điện
động với điện áp rơi trên nội trở của nguồn
Khi nguồn làm ở chế độ phát, điện áp
trên 2 cực của nguồn bằng hiệu sức điện
U
Itrên
.r0 nội trở của nguồn.
động với điện áp
rơi
(Lấy dấu + ở chế độ phụ tải
Lấy dấu - ở chế độ nguồn phát )


Câuưhỏiưvàưbàiưtậpưchươngư1
Câu 1:ưNêu các công thức tính dòng điện, điện áp,
điện trở cho các đoạn mạch mắc nối tiếp và song song?
Vẽ sơ đồ minh họa?
Câu 2:
Có 4 Bóng đèn cùng loại (110V-150W ) mắc
vào lới điện xoay chiều có U= 220V.
- Vẽ sơ đồ cách mắc các bóng đèn đó?
- Tính dòng điện và công suất mạch tiêu thụ?
- Nếu một trong 4 bóng bị cháy thi tinh trạng làm việc
của mạch nh thế nào?
Câu 3:
Một bóng đèn sợi đốt trên vỏ có ghi (100W220V). Giải thích ký hiệu?
- Nếu mắc bóng đó vào điện áp U = 230V thi công

suất bóng tiêu thụ thực tế là bao nhiêu? Độ sáng của bóng
nh thế nào? Tuổi thọ có ảnh hởng gi?


Ch­¬ng­2
­tÝnh­m¹ch­®iÖn­mét­chiÒu


Chươngư2:ưMạchưđiệnưmộtưchiều
2.1.ưCácưđịnhưluậtưkiếchốp
2.1.1. Một số định nghĩa cơ bản
-ưNhánh(m):ưlà một phần của mạch điện trong
đó gồm các phần tử mắc nối tiếp nhau và có
cùng dòng điện chạy qua.
-ưNút(n):ưlà điểm gặp nhau ít nhất từ 3
nhánh trở lên.
-ưVòng:ưlà lối đi khép kín qua các nhánh
* Vòng độc lập: không chứa nhánh bên trong.
* Vòng phụ thuộc: là vòng có chứa nhánh bên
trong


S¬ ®å m¹ch ®iÖn
Nh¸nh

Nót

a
E1

R2

E3

1

R2

R1

2

b

R3

vßng


X¸c­®Þnh­kÕt­cÊu­hinh­häc­cña­m¹ch­®iÖn

I1

1 I3

R
3

R

I5
R

R

1

E1

2

V1

R
2

4

V2

I2
3

E4
I4

5

V3

E5


R
3

R
1

E1

R

R

I1

R
2

4

I2

E4

5

I3

E5