Giáo Trình Thiết Bị Điện

L THAèNH BếC

GIAẽO TRầNH

THIT Bậ IN
(Taùi baớn coù sổớa chổợa vaỡ bọứ xung)

NHAè XUT BAN KHOA HOĩC VAè KYẻ THUT
HAè NĩI - 2003

CuuDuongThanCong.com

/>

CuuDuongThanCong.com

/>

MỦC LỦC
Trang

Mủc lủc

Pháưn thỉï nháút

CÅ SÅÍ LÊ THUÚT THIÃÚT BË ÂIÃÛN

Khại niãûm chung vãư thiãút bë âiãûn

Chỉång 1
1.1.

1.2.
1. 3.
1. 4.
1. 5.

Chỉång 2
2. 1.
2. 2.

Chỉång 3
3. 1.
3. 2.
3. 3.
3. 4.
3. 5.

Chỉång 4
4. 1.
4. 2.
4. 3.
4. 4.
4. 5.

Chỉång 5
5. 1
5. 2
5. 3
5. 4
5. 5.
5. 6.

5. 7
5. 8.

5

Häư quang âiãûn
Âải cỉång vãư häư quang âiãûn
Häư quang âiãûn mäüt chiãưu
Häư quang âiãûn xoay chiãưu
Qụa trçnh phủc häưi âiãûn ạp ca häư quang âiãûn
Cạc biãûn phạp v trang bë dáûp häư quang trong thiãút bë âiãûn

Tiãúp xục âiãûn
Âải cỉång vãư tiãúp xục âiãûn
Tiãúp âiãøm ca thiãút bë âiãûn

7
9
11
12
14
17
20

Phạt nọng
Âải cỉång
Chãú âäü lm viãûc di hản ca váût thãø âäưng nháút
Chãú âäü lm viãûc ngàõn hản ca váût thãø âäưng nháút
Chãú âäü lm viãûc ngàõn hản làûp lải ca váût thãø âäưng nháút
Sỉû phạt nọng khi ngàõn mảch

25
26
27
28
30

Lỉûc âiãûn âäüng
31
31
32
36
38

Khại niãûm chung
Cạc phỉång phạp tênh lỉûc âiãûn âäüng
Tênh lỉûc âiãûn âäüng ca váût dáùn
Lỉûc âiãûn âäüng trong mảch âiãûn xoay chiãưu
Cäüng hỉåíng cå khê v äøn âënh lỉûc âiãûn âäüng

Cå cáúu âiãûn tỉì v nam chám âiãûn
40
41
44
48
49
52
54
54

Khại niãûm chung vãư mảch tỉì
Tênh tỉì dáùn khe håí khäng khê ca mảch tỉì
Tênh toạn mảch tỉì
Âải cỉång vãư nam chám âiãûn
Tênh lỉûc hụt âiãûn tỉì nam chám âiãûn mäüt chiãưu
Nam chám âiãûn xoay chiãưu v vng chäúng rung
Nam chám âiãûn 3 pha
Cå cáúu âiãûn tỉì cháúp hnh

Pháưn thỉï hai THIÃÚT BË ÂIÃÛN HẢ ẠP
Chỉång 6
6. 1.
6. 2.
6. 3.

Råle
Khại niãûm chung vãư råle
Råle âiãûn tỉì
Råle âiãûn âäüng

CuuDuongThanCong.com

58
60
62

/>

6.4.
6. 5.

6. 6.
6.7

Råle tỉì âiãûn
Råle cm ỉïng
Råle thåìi gian - Råle nhiãût -Råle täúc âäü-- Råle âiãưu khiãøn
Rå le ténh

Chỉång 7

Cm biãún

7. 1.
7. 2.
7. 3.
7. 4.
7.5.

Khại niãûm chung
Cm biãún âiãûn tråí
Cm biãún âiãûn cm
Cm biãún cm ỉïng - Cm biãún âiãûn dung - Cm biãún âiãøm
Cm biãún quang

Chỉång 8
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.

78
81
86
87
88

Cäng tàõc tå-khåíi âäüng tỉì-cáưu chç-ạptämạt
91
95
98
101

Cäng tàõc tå
Khåíi âäüng tỉì
Cáưu chy(cáưu chç)
Ạptomat

Chỉång 9
9. 1.
9. 2.
9. 3.
9. 4.
9. 5.
9.6.
9.7.
9.8.

Cạc bäü äøn âënh âiãûn

THIÃÚT BË ÂIÃÛN TRUNG V CAO ẠP

Chỉång 10
10. 1.
10. 2.
10. 3.
10. 4.
10.5.
10. 6.

Chỉång 11
11.1.
11. 2.
11. 3.
11.4.
11.5.

Chỉång 12

105
105
106
108
109
110
111
112

Khại niãûm chung vãư cạc bäü äøn âënh âiãûn
ÄØn ạp sàõt tỉì khäng tủ
ÄØn ạp sàõt tỉì cọ tủ

ÄØn ạp khúch âải tỉì
ÄØn ạp biãún tråí than
ÄØn ạp Servomotor
ÄØn ạp kiãøu b
ÄØn ạp âiãûn tỉí

Pháưn thỉï ba

12. 1.
12. 2.
12. 3.
12. 4.
12. 5.

63
64
66

Dao ngàõt
Cạc âënh nghéa v âàûc tênh ca thiãút bë âọng càõt
Dao cạch li
Cáưu dao näúi âáút mäüt trủ
Cå cáúu thao tạc tạc ca dao cạch li v cáưu dao näúi âáút
Cáưu dao cao ạp
Dao cạch li v cáưu dao phủ ti lỉåïi trung ạp

113
115
119
119

120
121

Mạy ngàõt âiãûn
Chỉïc nàng-phán loải-cạch lỉûa chn v cáúu trục
Ngun lê càõt v cạc âiãưu kiãûn âọng càõt khàõc nghiãût
Mäi trỉåìng dáûp häư quang v ngun lê tạc âäüng
Cå cáúu tạc âäüng v âiãưu khiãøn
Mäüt säú loải mạy ngàõt cao v siãu cao ạp

123
137
140
152
155

Thiãút bë chäúng sẹt
171
172
173
176
177

Khại niãûm chung
Thiãút bë chäúng sẹt äúng
Chäúng sẹt van
Chäúng sẹt van tỉì
Chäúng sẽt äxit kim loải

CuuDuongThanCong.com

/>

12. 6.

Chổồng 13
13.1.
13.2.

Chọỳng seùt VariSTAR UitraSIL

181

Khaùng õióỷn
186
186

Khaùi nióỷm chung
Lổỷa choỹn vaỡ kióứm tra khaùng õióỷn

Chổồng 14 Bióỳn aùp õo lổồỡng
14.1.
14.2.

Chổồng 15
15.1.
15.2
15.3.
15.4.
15.5.

15.6

189
192

Bióỳn õióỷn aùp õo lổồỡng
Bióỳn doỡng õióỷn

Hóỷ thióỳt bở SCADA
Cọng duỷng vaỡ chổùc nng cuớa hóỷ SCADA
Tọứ chổùc SCADA trong hóỷ thọỳng õióỷn lổỷc
Phỏửn móửm RUNTIME thổồỡng lóỷ cuớa SCADA
Hóỷ phỏửn móửm thổồng phỏứm cuớa SCADA cọng nghióỷp
Caùc maỷng truyóửn tin cuớa hóỷ SCADA
Truyóửn tin trong hóỷ SCADA

Phuỷ luỷc
Taỡi lióỷu tham khaớo

CuuDuongThanCong.com

/>
196
199
204
204
205
207

Lồỡi noùi õỏửu
"Giaùo trỗnh Thióỳt bở õióỷn õổồỹc bión soaỷn trón cồ sồớ õóử cổồng chi tióỳt mọn hoỹc "Thióỳt
bở õióỷn" cho caùc ngaỡnh Kyợ thuỏỷt ióỷn, Tổỷ õọỹng hoùa, Kyợ thuỏỷt Nhióỷt-ióỷn laỷnh. Trong quaù trỗnh
bión soaỷn, taùc giaớ coù tham khaớo caùc giaùo trỗnh "Cồ sồớ lờù thuyóỳt khờ cuỷ õióỷn", "Phỏửn tổớ tổỷ õọỹng",
"Khờ cuỷ õióỷn haỷ aùp ", "Khờ cuỷ õióỷn cao aùp",...õaợ õổồỹc trổồỡng aỷi hoỹc Baùch khoa Haỡ Nọỹi xuỏỳt baớn.
Giaùo trỗnh naỡy duỡng laỡm taỡi lióỷu giaớng daỷy vaỡ hoỹc tỏỷp cho sinh vión ngaỡnh ióỷn, ióỷn tổớ, Cọng
nghóỷ Nhióỷt -ióỷn laỷnh cuợng nhổ laỡm taỡi lióỷu tham khaớo cho kiợ sổ vaỡ caùn bọỹ kiợ thuỏỷt ngaỡnh õióỷn
cuợng nhổ caùc chuyón ngaỡnh lión quan.
Nọỹi dung cuớa giaùo trỗnh õóử cỏỷp õóỳn caùc vỏỳn õóử lờù thuyóỳt cồ baớn cuớa thióỳt bở õióỷn vaỡ
giồùi thióỷu mọỹt sọỳ thióỳt bở õióỷn thọng duỷng hióỷn nay.
Giaùo trỗnh naỡy õổồỹc chia laỡm ba phỏửn:
+ Phỏửn thổù nhỏỳt: Lờ thuyóỳt cồ sồớ.
+ Phỏửn thổù hai: Thióỳt bở õióỷn haỷ aùp.
+ Phỏửn thổù ba: Thióỳt bở õióỷn trung - cao aùp.
Trong quaù trỗnh bión soaỷn, Taùc giaớ õaợ nhỏỷn õổồỹc sổỷ giuùp õồợ vaỡ cung cỏỳp taỡi lióỷu cuớa:
- Caùc Thỏửy, Cọ giaùo trong bọỹ mọn Thióỳt bở õióỷn -õióỷn tổớ, trổồỡng aỷi hoỹc Baùch khoa Haỡ
Nọỹi.
- Caùc õọửng nghióỷp trong nhoùm Thióỳt bở õióỷn trổồỡng aỷi hoỹc Kyợ thuỏỷt aỡ Nụng nhổ
GVC. Ló Vn Quyóỷn, ThS.Voợ Nhổ Tióỳn.
- Caùc Kiợ sổ cọng taùc taỷi cồ quan õaỷi dióỷn caùc haợng thióỳt bở nhổ ABB, SIEMENS,
COOPER,... vaỡ caùc Kiợ sổ cuớa trung tỏm ióửu õọỹ õióỷn Quọỳc gia.
ỷc bióỷt laỡ sổỷ giuùp õồợ tỏỷn tỗnh cuớa TS.Trỏửn Vn Chờnh trong vióỷc hióỷu õờnh vaỡ õoùng
goùp thóm nhióửu yù kióỳn cho nọỹi dung Giaùo trỗnh.
Mỷc duỡ, taùc giaớ õaợ coù nhióửu cọỳ gừng trong vióỷc bión soaỷn giaùo trỗnh nhỏỳt laỡ õóử cỏỷp õóỳn
nhổợng thióỳt bở õióỷn hióỷn õaỷi nhũm õaùp ổùng yóu cỏửu nỏng cao chỏỳt lổồỹng õaỡo taỷo, phuỷc vuỷ nhu cỏửu
cọng nghióỷp hoùa - hióỷn õaỷi hoùa hióỷn nay nhổng vồùi khaớ nng vaỡ kinh nghióỷm coù haỷn, chừc chừn
khọng traùnh khoới thióỳu soùt. Saùch sau khi õổồỹc nhaỡ xuỏỳt baớn Khoa Hoỹc vaỡ Kyợ Thuỏỷt phaùt haỡnh,
taùc giaớ cuợng õaợ nhỏỷn õổồỹc nhióửu yù kióỳn õoùng goùp vaỡ khờch lóỷ õọỹng vión cuớa caùc Thỏửy Cọ giaùo vaỡ
nhióửu kyợ sổ, caùn bọỹ kyợ thuỏỷt õang cọng taùc taỷi caùc trổồỡng õaỷi hoỹc cuợng nhổ caùc cọng ty, xờ nghióỷp
cuớa ngaỡnh õióỷn. Taùc giaớ xin chỏn thaỡnh caớm ồn vaỡ rỏỳt mong tióỳp tuỷc nhỏỷn õổồỹc sổỷ õoùng goùp yù

kióỳn cuớa õọng õaớo baỷn õoỹc õóứ giaùo trỗnh õổồỹc hoaỡn thióỷn hồn nổợa trong caùc lỏửn taùi baớn sau.
Moỹi thổ tổ,ỡ goùp yù xin gổới vóử ban bión tỏỷp nhaỡ xuỏỳt baớn Khoa Hoỹc vaỡ Kyợ Thuỏỷt - Haỡ Nọỹi
vaỡ bọỹ mọn Thióỳt bở ióỷn - trổồỡng aỷi hoỹc Kyợ thuỏỷt aỡ Nụng. Taùc giaớ xin chỏn thaỡnh caớm ồn.
Taùc giaớ

CuuDuongThanCong.com

/>

TI LIÃÛU THAM KHO
Teopия ЭΛectpичekиx AΠΠapatob -Γ. H. AΛekcaHЪpoba-MOCKBA Bыcшaя ШkoΛa-1985.
Cå såí lê thuút khê củ âiãûn - Bäü män Mạy âiãûn- Khê củ âiãûn - Âải hc Bạch khoa H Näüi - 1978.
Khê củ âiãûn, kãút cáúu sỉí dủng v sỉía chỉỵa - Nguùn Xn Phụ, Tä Âàòng -Nh xút bn Khoa hc v
k thût - 1997.
4. Cáøm nang thiãút bë âọng càõt - Nh xút bn Khoa hc v K thût -H Näüi - 1998.
5. Giạo trçnh Kéỵ thût âiãûn cao ạp - V Viãút Âản - Âải hc Bạch khoa H Näüi - 1972.
6. Pháưn tỉí tỉû âäüng - Nguùn Tiãún Tän, Phảm Vàn Chåïi - Bäü män Mạy âiãûn - Khê củ âiãûn - Âải hc
Bạch khoa H Näüi - 1980.
7. Giạo trçnh Khê củ âiãûn, dng cho ngnh Âiãûn khê họa- Âải hc Bạch khoa H Näüi - 1979.
7. Giạo trçnh Khê củ âiãûn- Âải hc Bạch khoa H Näüi - 1985.
8. Static Relays - ABB.
9. Low Oil Content Circuit - Breakers for Outdoor Stations 10...72.5 kV. E.I.B.
10. SF6 Circuit - Breakers with Spring Operating Mechanism 72.5... 170 kV. AEG.
11. Gas - Insulated Switchgear 72.5... 525 kV. AEG.
12. Metal - Enclosed, SF6 - Gas Insulated High Voltage Switchgear (V.I.S.). series B3 up to 420kV.
AEG.
13. Giạo trçnh Cm biãún- Phan Qúc Phä, Nguùn Âỉïc Chiãún-Nh xút bn Khoa hc v K thût - H
Näüi -2000.
14. Quy trçnh váûn hnh v bo dỉåỵng cạc loải mạy càõt dáưu- Nh xút bn Khoa hc v K thût-H Näüi
-1996.

15. Quy trçnh váûn hnh v bo dỉåỵng mạy ngàõt SF6-Täøng cäng ti Âiãûn lỉûc Viãût Nam- H Näüi -1998.
1.
2.
3.

16. Nh mạy âiãûn v trảm biãún ạp - Trënh Hng Thạm, Nguùn Hỉỵu Khai, Âo Quang Thảch, L Vàn
Ụt, Phảm Vàn Ha, Âo Kim Hoa -Nh xút bn Khoa hc v K thût -H Näüi -1996.

CuuDuongThanCong.com

/>

PHÁƯN THỈÏ NHÁÚT

LÊ THUÚT CÅ SÅÍ
KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ THIÃÚT BË ÂIÃÛN
Thiãút bëû âiãûn âỉåüc âãư cáûp åí âáy l cạc loải thiãút bë lm cạc nhiãûm vủ: âọng càõt, âiãưu khiãøn, âiãưu
chènh, bo vãû, chuøn âäøi, khäúng chãú v kiãøm tra mi sỉû hoảt âäüng ca hãû thäúng lỉåïi âiãûn v cạc loải
mạy âiãûn. Ngoi ra thiãút bëû âiãûn cn âỉåüc sỉí dủng âãø kiãøm tra, âiãưu chènh v biãún âäøi âo lỉåìng nhiãưu quạ
trçnh khäng âiãûn khạc.
Thiãút bëû âiãûn l mäüt loải thiãút bë âang âỉåüc sỉí dủng ráút phäø biãún cọ màût trong háưu hãút cạc lnh
vỉûc sn xút ca nãưn kinh tãú, tỉì cạc nh mạy âiãûn, trảm biãún ạp, hãû thäúng truưn ti âiãûn, âãún cạc mạy
phạt v âäüng cå âiãûn trong cạc xê nghiãûp cäng nghiãûp, näng nghiãûp, giao thäng,... v trong c lnh vỉûc an
ninh qúc phng.
Thiãút bëû âiãûn sỉí dủng åí nỉåïc ta hiãûn nay âỉåüc nháûp tỉì ráút nhiãưu nỉåïc, ráút nhiãưu hng sn xút
khạc nhau v â cạc thãú hãû. Cọ c cạc thiãút bë â cọ thåìi gian sỉí dủng 40 âãún 50 nàm, ráút lảc háûu v cạc
thiãút bë ráút hiãûn âải måïi nháûp. Chênh vç váûy cạc quy cạch khäng thäúng nháút, gáy khọ khàn cho váûn hnh,
bo dỉåỵng v sỉía chỉỵa. Do qụa nhiãưu chng loải thiãút bëû âiãûn våïi cạc tiãu chøn kiỵ thût ráút khạc nhau,
nãn trong sỉí dủng hiãûn nay nhiãưu khi khäng sỉí dủng hãút tênh nàng v cäng sút ca thiãút bë hồûc sỉí dủng
khäng âụng gáy hỉ hng nhiãưu, lm thiãût hải khäng nh cho nãưn kinh tãú. Chênh vç váûy viãûc âo tảo v

cáûp nháûp náng cao kiãún thỉïc vãư thiãút bë âiãûn âàûc biãût l cạc thiãút bë måïi cho cạc cạn bäü kiỵ thût qun lê v
váûn hnh thiãút bë âiãûn l mäüt âi hi ráút cáúp thiãút. Giạo trçnh ny nhàòm trang bë nhỉỵng lê lûn cå bn, âãø
hiãøu ngun lê lm viãûc, âàûc âiãøm cáúu tảo cạc loải thiãút bëû âiãûn thỉåìng dng trong tỉû âäüng truưn âäüng,
trong hãû thäúng âiãûn v trong cạc liỵnh vỉûc âiãưu khiãøn mạy âiãûn,...nhàòm giụp sinh viãn cạc ngnh nàng
lỉåüng khi ra trỉåìng cọ thãø lỉûa chn, váûn hnh, sỉía chỉỵa, ci tiãún thiãút bëû âiãûn hồûc mäüt säú bäü pháûn ca
thiãút bëû âiãûn, âàûc biãût cung cáúp nhỉỵng kiãún thỉïc lm cå såí âãí tiãúp cáûn cạc thiãút bë hiãûn âải.
1. Phán loải thiãút bë âiãûn
Âãø thûn låüi cho viãûc nghiãn cỉïu, váûn hnh sỉí dủng v sỉía chỉỵa thiãút bëû âiãûn ngỉåìi ta thỉåìng
phán loải nhỉ sau:
a) Phán theo cäng dủng
+ Thiãút bëû âiãûn khäúng chãú: dng âãø âọng càõt, âiãưu chènh täúc âäü chiãưu quay ca cạc mạy phạt
âiãûn, âäüng cå âiãûn (nhỉ cáưu dao, ạp tä mạt, cäng tàõc tå,...).
+ Thiãút bëû âiãûn bo vãû: lm nhiãûm vủ bo vãû cạc âäüng cå, mạy phạt âiãûn, lỉåïi âiãûn khi cọ quạ
ti, ngàõn mảch, sủt ạp,...( nhỉ råle, cáưu chç, mạy càõt,...).
+ Thiãút bëû âiãûn tỉû âäüng âiãưu khiãøn tỉì xa: lm nhiãûm vủ thu nháûn phán têch v khäúng chãú sỉû hoảt
âäüng ca cạc mảch âiãûn nhỉ khåíi âäüng tỉì,...
+ Thiãút bëû âiãûn hản chãú dng ngàõn mảch (nhỉ âiãûn tråí phủ, cün khạng,...).
+ Thiãút bëû âiãûn lm nhiãûm vủ duy trç äøn âënh cạc tham säú âiãûn (nhỉ äøn ạp, bäü tỉû âäüng âiãưu chènh
âiãûn ạp mạy phạt,...)
+ Thiãút bëû âiãûn lm nhiãûm vủ âo lỉåìng (nhỉ mạy biãún dng âiãûn, biãún ạp âo lỉåìng,...).
b) Phán theo tênh cháút dìng âiãûn
+ Thiãút bëû âiãûn dng trong mảch mäüt chiãưu.
+ Thiãút bëû âiãûn dng trong mảch xoay chiãưu.
c) Phán theo ngun lê lm viãûc
Thiãút bëû âiãûn loải âiãûn tỉì, âiãûn âäüng, cm ỉïng, cọ tiãúp âiãøm, khäng cọ tiãúp âiãøm,...

5

CuuDuongThanCong.com

/>

d) Phán theo âiãưu kiãûn lm viãûc
+ Loải lm viãûc vng nhiãût âåïi khê háûu nọng áøm, loải åí vng än âåïi, cọ loải chäúng âỉåüc khê
chạy näø, loải chëu rung âäüng,...
e) Phán theo cáúp âiãûn ạp cọ
+ Thiãút bëû âiãûn hả ạp cọ âiãûn ạp dỉåïi 3kV.
+ Thiãút bëû âiãûn trung ạp cọ âiãûn ạp tỉì 3kV âãún 36 kV.
+ Thiãút bëû âiãûn cao ạp cọ âiãûn ạp tỉì 36kV âãún nh hån 400 kV.
+ Thiãút bëû âiãûn siãu cao ạp cọ âiãûn ạp tỉì 400 kV tråí lãn.
2. Cạc u cáưu cå bn ca thiãút bë âiãûn
- Phi âm bo sỉí dủng âỉåüc láu di âụng tøi th thiãút kãú khi lm viãûc våïi cạc thäng säú k
thût åí âënh mỉïc.
- Thiãút bëû âiãûn phi âm bo äøn âënh lỉûc âiãûn âäüng v äøn âënh nhiãût âäü khi lm viãûc bçnh
thỉåìng, âàûc biãût khi sỉû cäú trong giåïi hản cho phẹp ca dng âiãûn v âiãûn ạp.
- Váût liãûu cạch âiãûn chëu âỉåüc quạ ạp cho phẹp.
- Thiãút bëû âiãûn phi âm bo lm viãûc tin cáûy, chênh xạc an ton, gn nhẻ, dãù làõp rạp, dãù kiãøm
tra, sỉía chỉỵa.
- Ngoi ra cn u cáưu phi lm viãûc äøn âënh åí âiãưu kiãûn khê háûu mäi trỉåìng m khi thiãút kãú â
cho phẹp.

6

CuuDuongThanCong.com

/>

HÄƯ QUANG ÂIÃÛN

Chỉång 1.

1.1.

ÂẢI CỈÅNG VÃƯ HÄƯ QUANG ÂIÃÛN

1. Khại niãûm chung
Häư quang âiãûn thỉûc sỉû cọ êch khi âỉåüc sỉí dủng trong cạc lénh vỉûc nhỉ hn âiãûn, luûn
thẹp,...nhỉỵng lục ny häư quang cáưn âỉåüc duy trç chạy äøn âënh.
Nhỉng trong cạc thiãút bëû âiãûn nhỉ cáưu chç, cáưu dao, mạy càõt,...häư quang lải cọ hải cáưn phi nhanh
chọng âỉåüc loải trỉì. Khi thiãút bëû âiãûn âọng, càõt (âàûc biãût l khi càõt) häư quang phạt sinh giỉỵa cạc càûp tiãúp
âiãøm ca thiãút bëû âiãûn khiãún mảch âiãûn khäng âỉåüc ngàõt dỉït khoạt. Häư quang chạy láu sau khi thiãút bëû
âiãûn â âọng càõt s lm hỉ hải cạc tiãúp âiãøm v bn thán thiãút bëû âiãûn. Trong trỉåìng håüp ny âãø âm bo
âäü lm viãûc tin cáûy ca thiãút bëû âiãûn u cáưu phi tiãún hnh dáûp tàõt häư quang cng nhanh cng täút.
Bn cháút ca häư quang âiãûn l
Vng K Vng thán
Vng A
hiãûn tỉåüng phọng âiãûn våïi máût âäü dng
âiãûn ráút låïn (tåïi khong 104 âãún 105
A/cm2), cọ nhiãût âäü ráút cao (tåïi khong
K
A
5000 ÷ 60000C) v âiãûn ạp råi trãn cỉûc
E[V]
ám bẹ (chè khong 10 ÷ 20V) v thỉåìng
EK
km theo hiãûn tỉåüng phạt sạng. Sỉû phán
UA
bäú ca âiãûn ạp v cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng a)
dc theo chiãưu di häư quang âỉåüc biãøu
UTh
diãùn trãn hçnh 1-1a.

Dc theo chiãưu di häư quang
Eth
EA
UK
âỉåüc chia lm ba vng l: vng xung
-4
quanh cỉûc ám (cạch cỉûc ám khong 10
lhq[m]
âãún 10-5cm) vng ny tuy âiãûn ạp nh chè
Uhq
8 âãún 10V nhỉng khong cạch cng ráút bẹ
nãn cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng ráút låïn cåỵ 105 b)
l
200
âãún 106 V/cm. Cn vng cọ chiãưu di gáưn
150
hãút häư quang l vng thán, vng ny cọ
cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng chè khong 10 âãún
50mm
100
50 V/cm. Vng cn lải cn âỉåüc gi l
20
50
vng cỉûc dỉång cọ cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng
0 I
låïn hån vng thán nhỉng cạc úu täú xy ra
0
2
4
6

8
10
12
åí âáy theo cạc lê thuút hiãûn âải thç êt nh
Hçnh 1-1: a) Häư quang mäüt chiãưu; b)ì Âàûc tênh
hỉåíng âãún quạ trçnh phạt sinh v dáûp häư
quang nãn khäng âỉåüc âãư cáûp.
Âàûc tênh u(i) ca häư quang mäüt chiãưu cọ thãø biãøu âiãùn theo cäng thỉïc Kapzow cọ dảng:
c + dl
uhq = a+ bl +
in
Våïi: a, b, c, d l cạc hàòng säú phủ thüc váût liãûu lm tiãúp âiãøm v cạc úu täú bãn ngoi (vê dủ tiãúp
âiãøm âäưng cọ a= 30; b=17; c=41; d=33). Cọ n l säú m, phủ thüc vo nhiãût âäü váût liãûu dỉång cỉûc, theo
thỉûc nghiãûm thỉåìng láúy n = 2,62.T.10-4, trong âọ T l nhiãût âäü ca váût liãûu dỉång cỉûc.
Âàûc tênh u(i) våïi l l chiãưu di häư quang cọ dảng hypẹcbän nhỉ hçnh 1-1b.

7

CuuDuongThanCong.com

/>

2. Qụa trçnh phạt sinh v dáûp tàõt häư quang
a) Quạ trçnh phạt sinh
Häư quang âiãûn phạt sinh l do mäi trỉåìng giỉỵa cạc âiãûn cỉûc (hồûc giỉỵa cạc càûp tiãúp âiãøm) bë ion
họa (xút hiãûn cạc hảt dáùn âiãûn). Ion họa cọ thãø xy ra bàòng cạc con âỉåìng khạc nhau dỉåïi tạc dủng ca
ạnh sạng, nhiãût âäü, âiãûn trỉåìng mảnh,.... Trong thỉûc tãú quạ trçnh phạt sinh häư quang âiãûn cọ nhỉỵng dảng
ion họa sau:
- Quạ trçnh phạt xả âiãûn tỉ í nhiãût; Quạ trçnh tỉû phạt xả âiãûn tỉ.í
- Quạ trçnh ion họa do va chảm.

- Quạ trçnh ion họa do nhiãût .
a.1) Sỉû phạt xả âiãûn tỉí nhiãût
Âiãûn cỉûc v tiãúp âiãøm chãú tảo tỉì kim loải, m trong cáúu trục kim loải ln täưn tải cạc âiãûn tỉí tỉû do
chuøn âäüng vãư mi hỉåïng trong qu âảo ca cáúu trục hảt nhán ngun tỉí. Khi tiãúp âiãøm bàõt âáưu måí ra
lỉûc nẹn vo tiãúp âiãøm gim dáưn khiãún âiãûn tråí tiãúp xục tàng lãn chäù tiãúp xục dng âiãûn bë thàõt lải máût âäü
dng tàng ráút låïn lm nọng cạc âiãûn cỉûc (nháút l åí cỉûc ám nhiãưu e). Bë âäút nọng, âäüng nàng ca cạc âiãûn
tỉí tàng nhanh âãún khi cäng nháûn âỉåüc låïn hån cäng thoạt liãn kãút hảt nhán thç âiãûn tỉí s thoạt ra khi bãư
màût cỉûc ám tråí thnh âiãûn tỉí tỉû do. Quạ trçnh ny âỉåüc gi l phạt xả âiãûn tỉí nhiãût.
a.2) Sỉû tỉû phạt xả âiãûn tỉí
Khi tiãúp âiãøm hay âiãûn cỉûc vỉìa måí ra lục âáưu khong cạch cn ráút bẹ dỉåïi tạc dủng ca âiãûn ạp
ngưn ngoi thç cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng ráút låïn, nháút l vng cỉûc ám cọ khong cạch nh cọ thãø tåïi hng
triãûu V/ cm. Våïi cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng låïn åí cỉûc ám mäüt säú âiãûn tỉí cọ liãn kãút úu våïi hảt nhán trong cáúu
trục s bë kẹo báût ra khi bãư màût ca täút tråí thnh cạc âiãûn tỉí tỉû do, hiãûn tỉåüng ny gi l tỉû phạt xả âiãûn
tỉí. Khi cọ âiãûn tỉí tỉû phạt xả v phạt xả âiãûn tỉí nhiãût nàng lỉåüng âỉåüc gii phọng ráút låïn lm nhiãût âäü khu
vỉûc häư quang tàng cao v phạt sạng, âàûc biãût khi càõt mảch åí âiãûn ạp cao v cọ dng ti låïn thç häư quang
chạy v phạt sạng ráút mnh liãût.
a.3) Ion họa do va chảm
Sau khi tiãúp âiãøm måí ra, dỉåïi tạc dủng ca nhiãût âäü cao hồûc ca âiãûn trỉåìng låïn (m thäng
thỉåìng l c hai) thç cạc âiãûn tỉí tỉû do s phạt sinh chuøn âäüng tỉì cỉûc dỉång sang cỉûc ám. Do âiãûn
trỉåìng ráút låïn nãn cạc âiãûn tỉí chuøn âäüng våïi täúc âäü ráút cao. Trãn âỉåìng âi cạc âiãûn tỉí ny bàõn phạ cạc
ngun tỉí v phán tỉí khê s lm báût ra cạc âiãûn tỉí v cạc ion dỉång. Cạc pháưn tỉí mang âiãûn ny lải tiãúp
tủc tham gia chuøn âäüng v bàõn phạ tiãúp lm xút hiãûn cạc pháưn tỉí mang âiãûn khạc. Do váûy m säú lỉåüng
cạc pháưn tỉí mang âiãûn tàng lãn khäng ngỉìng, lm máût âäü âiãûn têch trong khong khäng gian giỉỵa cạc tiãúp
âiãøm ráút låïn, âọ l quạ trçnh ion họa do va chảm.
a.4) Ion họa do nhiãût
Do cọ cạc quạ trçnh phạt xả âiãûn tỉí v ion họa do va chảm, mäüt lỉåüng låïn nàng lỉåüng âỉåüc gii
phọng lm nhiãût âäü vng häư quang tàng cao v thỉåìng km theo hiãûn tỉåüng phạt sạng. Nhiãût âäü khê cng
tàng thç täúc âäü chuøn âäüng ca cạc pháưn tỉí khê cng tàng v säú láưn va chảm do âọ cng cng tàng lãn.
Khi tham gia chuøn âäüng cng cọ mäüt säú pháưn tỉí gàûp nhau s kãút håüp lải phán li thnh cạc ngun tỉí.
Cạc ngun tỉí khúch tạn vo mäi trỉåìng xung quanh, gàûp nhiãût âäü tháúp s kãút håüp lải thnh phán tỉí,

hiãûn tỉåüng ny gi l hiãûn tỉåüng phán li (phn ỉïng phán li thu nhiãût lm gim nhiãût âäü ca häư quang, tảo
âiãưu kiãûn cho khỉí ion). Cn lỉåüng cạc ion họa tàng lãn do va chảm khi nhiãût âäü tàng thç gi âọ l lỉåüng
ion họa do nhiãût. Nhiãût âäü âãø cọ hiãûn tỉåüng ion họa do nhiãût cao hån nhiãưu so våïi nhiãût âäü cọ hiãûn tỉåüng
phán li. Vê dủ khäng khê cọ nhiãût âäü phán li khoàng 40000K cn nhiãût âäü ion họa khong 80000K.
Tọm lải, häư quang âiãûn phạt sinh l do tạc dủng ca nhiãût âäü cao v cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng låïn
sinh ra hiãûn tỉåüng phạt xả âiãûn tỉí nhiãût v tỉû phạt xả âiãûn tỉí v tiãúp theo l quạ trçnh ion họa do va chảm
v ion họa do nhiãût. Khi cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng cng tàng (khi tàng âiãûn ạp ngưn), nhiãût âäü cng cao v
máût âäü dng cng låïn thç häư quang chạy cng mnh liãût. Quạ trçnh cọ thoạt nàng lỉåüng hảt nhán nãn

8

CuuDuongThanCong.com

/>

thỉåìng km theo hiãûn tỉåüng phạt sạng chọi la. Nãúu tàng ạp lỉûc lãn mäi trỉåìng häư quang thç s gim
âỉåüc täúc âäü chuøn âäüng ca cạc pháưn tỉí v do váûy hiãûn tỉåüng ion họa s gim.
b) Quạ trçnh häư quang tàõt
Häư quang âiãûn s bë dáûp tàõt khi mäi trỉåìng giỉỵa cạc âiãûn cỉûc khäng cn dáùn âiãûn hay nọi cạch
khạc häư quang âiãûn s tàõt khi cọ quạ trçnh phn ion họa xy ra mảnh hån quạ trçnh ion họa. Ngoi quạ
trçnh phán li â nọi trãn, song song våïi quạ trçnh ion họa cn cọ cạc quạ trçnh phn ion gäưm hai hiãûn
tỉåüng sau:
b.1) Hiãûn tỉåüng tại håüp
Trong quạ trçnh chuøn âäüng cạc hảt mang âiãûn l ion dỉång v âiãûn tỉí gàûp âỉåüc cạc hảt têch
âiãûn khạc dáúu l âiãûn tỉí hồûc ion dỉång âãø tråí thnh cạc hảt trung ha (hồûc êt dỉång hån). Trong lê
thuút â chỉïng minh täúc âäü tại håüp tè lãû nghëch våïi bçnh phỉång âỉåìng kênh häư quang, v nãúu cho häư
quang tiãúp xục våïi âiãûn mäi hiãûn tỉåüng tại håüp s tàng lãn. Nhiãût âäü häư quang cng tháúp täúc âäü tại håüp
cng tàng.
b.2) Hiãûn tỉåüng khúch tạn
Hiãûn tỉåüng cạc hảt têch âiãûn di chuøn tỉì vng cọ máût âäü âiãûn têch cao(vng häư quang) ra vng

xung quanh cọ máût âäü âiãûn têch tháúp l hiãûn tỉåüng khúch tạn. Cạc âiãûn tỉí v ion dỉång khúch tạn dc
theo thán häư quang, âiãûn tỉí khúch tạn nhanh hån ion dỉång. Quạ trçnh khúch tạn âàûc trỉng bàòng täúc âäü
khúch tạn. Sỉû khúch tạn cng nhanh häư quang cng nhanh bë tàõt. Âãø tàng quạ trçnh khúch tạn ngỉåìi ta
thỉåìng tçm cạch kẹo di ngn lỉía häư quang.

1.2. HÄƯ QUANG ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
1. Khại niãûm chung
Chụng ta kho sạt åí âáy mäüt quạ trçnh xút hiãûn häư quang giỉỵa hai âiãûn cỉûc trong mäüt mảch
âiãûn mäüt chiãưu nhỉ hçnh 1-2.
Gi âiãûn ạp ngưn l U0 ,âiãûn tråí mảch l R, âiãûn cm mảch l L v rhq âàûc trỉng cho âiãûn tråí häư
quang våïi âiãûn ạp trãn häư quang l uhq. Theo âënh lût Kiãúc khäúp II, ta cọ phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp
trong mảch khi måí tiãúp âiãøm v häư quang bàõt âáưu chạy nhỉ sau:
di
(1.1)
U0 = i.R + uhq + L
dt
Khi häư quang chạy äøn âënh thç dng âiãûn khäng âäøi i=I v cọ

di
= 0 phỉång trçnh cán bàòng ạp s l :
dt

U0 = uR+ uhq = I.R+ I.rhq
(1.2)
Cạc thnh pháưn âiãûn ạp trong phỉång trçnh (1.1) âỉåüc thãø hiãûn trãn hçnh 1-2. Våïi: âỉåìng 1-l
âiãûn ạp ngưn; âỉåìng 2- l âiãûn ạp råi trãn âiãûn tråí R v âỉåìng 3- l âàûc tênh u(i) ca häư quang.
Theo âäư thë cạc âỉåìng âàûc tênh 2 v 3 giao nhau åí hai âiãøm A v B. Tải A v B phỉång trçnh
(1.2) âỉåüc tha mn, cạc âiãøm A, B âỉåüc gi l hai âiãøm chạy ca häư quang .
-Xẹt tải B: Häư quang âang chạy nãúu vç mäüt lê do no âọ lm dng âiãûn i tàng låïn hån IB thç theo âäư thë ta
di

nháûn tháúy sỉïc âiãûn âäüng tỉû cm trãn L l L < 0 (ngỉåüc chiãưu dng tàng) s lm dng âiãûn i gim
dt
di
xúng lải IB. Cn ngỉåüc lải nãúu i gim nh hån IB thç L > 0 s lm i tàng tråí lải giạ trë IB, do váûy âiãøm
dt
B âỉåüc gi l âiãøm häư quang chạy äøn âënh.
-Nãúu cng tỉång tỉû ta xẹt tải âiãøm A, khi häư quang âang chạy äøn âënh våïi i= IA nãúu vç mäüt lê do no âọ i
di
gim nh hån IA thç L < 0 nãn dng tiãúp tủc gim âãún 0 v häư quang tàõt. Cn nãúu i tàng låïn hån IA thç
dt

9

CuuDuongThanCong.com

/>

di
> 0 nãn dng tiãúp tủc tàng âãún IB v häư quang chạy äøn âënh tải âiãøm B, váûy
dt
âiãøm A gi l âiãøm häư quang chạy khäng äøn âënh.

trãn âàûc tênh ta tháúy L

2. Âiãưu kiãûn âãø dáûp tàõt häư quang âiãûn mäüt chiãưu
Âãø cọ thãø dáûp tàõt âỉåüc häư quang âiãûn mäüt
chiãưu cáưn loải b âỉåüc âiãøm häư quang chạy äøn âënh
(âiãøm B). Trãn âàûc tênh ta nháûn tháúy s khäng cọ
âiãøm chạy äøn âënh khi âỉåìng âàûc tênh 3(âiãûn ạp
trãn häư quang) cao hån âỉåìng âàûc tênh 2 (l âàûc

tênh âiãûn ạp råi trãn âiãûn tråí R) nhỉ hçnh 1-2b (tỉïc
l häư quang s tàõt khi Uhq> U0- UR). Âãø náng cao
âỉåìng âàûc tênh 3 thỉåìng thỉûc hiãûn hai biãûn phạp l
tàng âäü di häư quang(tàng l) v gim nhiãût âäü vng
häư quang xúng, âàûc tênh nhỉ hçnh 1-3.

Uo

-

R
a)

I

U[V]

U0
L2>L1
b)
L1

3

a)
I[A]
U [V]
b)

T1

L

rhq

Ldi/dt< 0

U [V]

+

1
UR
Ldi/dt>0
2
Uhq

Ldi/dt< 0
I[A]

U [V]

T2
3
I[A]

c)

2

I[A]
Hçnh 1-3: Âàûc tênh khi kẹo di v gim
Hçnh 1-2: Âàûc tênh häư quang mäüt chiãưu v âiãưu kiãûn
nhiãût âäüü häư quang
tàõt
3. Quạ âiãûn ạp trong mảch âiãûn mäüt chiãưu
Khi càõt mảch âiãûn mäüt chiãưu thỉåìng xy ra quạ âiãûn ạp, khi åí mảch cọ âiãûn cm låïn nãúu täúc âäü
càõt cng nhanh thç quạ âiãûn ạp cng låïn.
di
+ uhq , hay ta cọ:
Nãúu tải thåìi âiãøm càõt cọ I= 0 thç : U0 = L
dt
di
uhq - U0 = - L
= ∆U
(1.3)
dt
∆U l trë säú quạ âiãûn ạp xoay chiãưu. Trong mảch mäüt chiãưu lm viãûc våïi cäng sút låïn lải cọ nhiãưu
vng dáy khi dáûp häư quang âiãûn quạ âiãûn ạp s xy ra ráút låïn cọ thãø gáy âạnh thng cạch âiãûn v hỉ hng
thiãút bë. Âãø hản chãú hiãûn tỉåüng quạ âiãûn ạp ngỉåìi ta thỉåìng dng thãm mäüt mảch âiãûn phủ màõc song
song våïi phủ ti. Mảch ny cọ thãø l âiãûn tråí, âiãûn tråí v tủ näúi tiãúp hồûc mäüt chènh lỉu màõc ngỉåüc.

10

CuuDuongThanCong.com

/>

1.2.

HÄƯ QUANG ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU

U[V]
1. Khại niãûm chung
Âàûc âiãøm ca mảch xoay chiãưu l trong
Uch
mäüt chu kç biãún thiãn dng âiãûn cọ hai láưn qua trë säú
Ut
i= 0. Khi cọ häư quang thç tải thåìi âiãøm khi i= 0 quạ
i(t )
trçnh phn ion họa xy ra mảnh hån quạ trçnh ion
ωt
họa. Khi i= 0 häư quang khäng dáùn âiãûn v âáy l
thåìi âiãøm täút âãø dáûp tàõt häư quang âiãûn xoay chiãưu.
1
Khi häư quang âiãûn xoay chiãưu âang chạy ta
2
a)
âỉa dng âiãûn v âiãûn ạp ca häư quang vo dao
âäüng kê ta s âỉåüc dảng sọng ca dng âiãûn v âiãûn
ạp häư quang nhỉ hçnh 1-4.
U
Dng âiãûn cọ dảng sọng gáưn giäúng sọng
Uch
hçnh sin cn âiãûn ạp thç trong mäüt nỉía chu kç cọ hai
âènh nhn tỉång ỉïng våïi hai giạ trë âiãûn ạp chạy (
Ut
Uch) v âiãûn ạp tàõt (Ut) ca häư quang âiãûn. Tỉì dảng
I

sọng thu âỉåüc trãn mn hçnh dao âäüng kê ta xáy
dỉûng âỉåüc âàûc tênh Vän -Am pe (V-A) ca häư
quang âiãûn xoay chiãưu nhỉ hçnh 1-4.
Ta nháûn tháúy åí thåìi âiãøm dng âiãûn qua trë
säú 0 nãúu âiãûn ạp ngưn nh hån trë säú âiãûn ạp chạy
(Uch) thç häư quang s tàõt. Do váûy quạ trçnh dáûp häư
b)
quang âiãûn xoay chiãưu phủ thüc ráút nhiãưu vo tênh
cháút ca phủ ti.
Hçnh 1-4: Âàûc tênh ca häư quang xoay chiãưu
Ta nháûn tháúy trong mảch cọ phủ ti âiãûn
tråí thưn dãù dáûp häư quang hån trong mảch cọ ti
âiãûn cm, båíi åí mảch thưn tråí khi dng âiãûn qua trë säú khäng (thåìi gian i=0 thỉûc tãú kẹo di khong
0,1 µs ) thç âiãûn ạp ngưn cng bàòng khäng (trng pha), cn åí mảch thưn cm khi dng bàòng khäng thç
âiãûn ạp ngưn âang cọ giạ trë cỉûc âải (âiãûn ạp vỉåüt trỉåïc dng âiãûn mäüt gọc 900).
2. Dáûp tàõt häư quang âiãûn xoay chiãưu
Häư quang âiãûn xoay chiãưu khi dng âiãûn qua trë säú 0 thç khäng âỉåüc cung cáúp nàng lỉåüng. Mäi
trỉåìng häư quang máút dáưn tênh dáùn âiãûn v tråí thnh cạch âiãûn. Nãúu âäü cạch âiãûn ny â låïn v âiãûn ạp
ngưn khäng â duy trç phọng âiãûn lải thç häư quang s tàõt hàón. Âãø âạnh giạ mỉïc âäü cạch âiãûn ca âiãûn
mäi vng häư quang l låïn hay bẹ ngỉåìi ta dng khại niãûm âiãûn ạp chc thng. Âiãûn ạp chc thng ( Uch.t )
cng låïn thç mỉïc âäü cạch âiãûn ca âiãûn mäi cng cao.
Quạ trçnh dáûp tàõt häư quang âiãûn xoay chiãưu khäng nhỉỵng ty thüc vo tỉång quan giỉỵa âäü låïn
ca âiãûn ạp chc thng våïi âäü låïn ca âiãûn ạp häư quang m cn phủ thüc tỉång quan giỉỵa täúc âäü tàng
ca chụng. Nãúu täúc âäü tàng âiãûn ạp chc thng låïn hån täúc âäü phủc häưi âiãûn ạp ngưn (hçnh 1-5: âỉåìng 1
v âỉåìng 2 khäng giao nhau åí âiãøm no) thç häư quang s tàõt hon ton. Trong cạc thiãút bë âiãûn khi tiãúp
âiãøm måí ra khong cạch tàng dáưn lm cạch âiãûn âiãûn mäi tàng dáưn (âỉåìng 1), nỉía chu kç sau cng däúc
hån nỉía chu kç trỉåïc.

11

CuuDuongThanCong.com

/>

Ngỉåüc lải, täúc âäü phủc häưi âiãûn ạp m nhanh hån täúc
âäü tàng ca âiãûn ạp chc thng ( lm âỉåìng 1 v âỉåìng 2 giao
U[V]
nhau) thç häư quang s chạy lải.
Tọm lải : âãø dáûp tàõt häư quang âiãûn xoay chiãưu hon
ton thç ta phi lm sao âãø âäü tàng âiãûn ạp chc thng (âỉåìng 1)
vỉåüt cao hån âènh ca âỉåìng biãøu diãùn âiãûn ạp phủc häưi häư
quang (âỉåìng 2). Khi âiãûn ạp ngưn l1000V thç trong lục dng
150÷250V
âiãûn qua trë säú 0 sau khong 0,1 µs mỉïc âäü cạch âiãûn khu vỉûc
ny âảt âãún giạ trë xun thng tỉïc thåìi khong 150 âãún 250V.

1.4. QUẠ TRÇNH PHỦC HÄƯI ÂIÃÛN ẠP CA HÄƯ
QUANG ÂIÃÛN

1
2
I[A]

Hçnh 1-5: Âiãưu kiãûn tàõt häư quang
xoay chiãưu

1. Khại niãûm
Giạ trë tỉïc thåìi ca âiãûn ạp ngưn xút hiãûn giỉỵa cạc tiãúp âiãøm sau khi â ngàõt mảch trong quạ
trçnh quạ âäü âỉåüc gi l âiãûn ạp phủc häưi.
a) Trong mảch âiãûn mäüt chiãưu

Ty thüc tênh cháút ca ti l âiãûn tråí, âiãûn cm hay âiãûn dung m âiãûn ạp phủc häưi cng khạc
nhau. Thỉûc tãú täưn tải âiãûn dung giỉỵa cạc dáy dáùn khạc nhau, dáy dáùn våïi âáút hay giỉỵa cạc bäúi dáy våïi
nhau. Trong mảch khi cọ c R, L, C thç âiãûn ạp phủc häưi ty theo giạ trë âiãûn tråí R m cọ thãø dao âäüng
tưn hon hay khäng. Khi mảch R, L, C m cọ màõc thãm tủ âiãûn song song våïi häư quang thç trỉåïc khi
dng âiãûn triãût tiãu tủ â âỉåüc nảp v phọng âiãûn tråí lải, âiãûn ạp phủc häưi s dao âäüng tưn hon khi R
nh.
Nhỉng nãúu trë säú âiãûn tråí R låïn s khäng thãø cọ dao âäüng tưn hon âỉåüc.
b) Trong mảch âiãûn xoay chiãưu
Nãúu häư quang âỉåüc dáûp tàõt vénh viãùn thç quạ trçnh phủc häưi âiãûn ạp cọ dảng biãún thiãn våïi táưn säú
nh dáưn vãư bàòng 0. Nãúu häư quang xút hiãûn lải thç quạ trçnh phủc häưi bë ngàõt v âiãûn ạp gim nhanh tỉì giạ
trë Uch âãún giạ trë bẹ nháút ỉïng våïi âiãûn ạp råi trãn häư quang.
Nãúu mảch âiãûn cọ âiãûn tråí â låïn thç âiãûn ạp phủc häưi trãn tiãúp âiãøm khi cọ häư quang s khäng
cn xút hiãûn lải (cọ dảng khäng tưn hon). ÅÍ mảch âiãûn xoay chiãưu thç táưn säú âiãûn ạp ngưn fngưn thäng
thỉåìng ráút tháúp so våïi táưn säú dao âäüng riãng ca mảch cọ L v C.

fngưn <<

1
2 ∏.

L .C

= (100 ÷ 10.000) [ Hz ]

(1.4)

Giạ trë bẹ nháút ph håüp våïi lỉåïi cọ âiãûn ạp cao. Quạ trçnh phủc häưi âiãûn ạp xy ra åí hai trỉåìng
håüp giåïi hản sau :
+ Ngàõt mảch cm ỉïng låïn ( ϕ ≈ 90 0 ) thỉåìng xy ra khi ngàõn mảch.
+ Ngàõt mảch thưn âiãûn tråí ( ϕ ≈ 0 0 ).

Trãn hçnh 1-6a biãøu diãùn trỉåìng håüp phủ ti thưn âiãûn cm ( ϕ ≈ 90 0 ) âiãûn ạp phủc häưi khäng tưn
hon, kãút qu l : U ph max ≤ E max . Hçnh 1-6b âiãûn ạp phủc häưi dao âäüng (tưn hon) v trãn thỉûc tãú
U ph max ≤ 2.E max . Trãn hçnh 1-6c l trỉåìng håüp phủ ti âiãûn tråí ( ϕ ≈ 0 0 ), khi âọ dng âiãûn v sỉïc âiãûn
âäüng ngưn e(t) trng pha nhau, chụng âäưng thåìi qua giạ trë 0, âiãûn ạp phủc häưi s bàòng 0.
Kãút qu l mảch thưn âiãûn tråí, häư quang dãù bë dáûp tàõt vénh viãùn hån l mảch âiãûn cm. Tỉì âọ
gii thêch khi thỉí nghiãûm thiãút bë âiãûn âọng måí mảch dng xoay chiãưu cáưn phi thỉûc hiãûn trong mảch cọ
hãû säú cäng sút cosϕ tháúp (cosϕ ≤ 0.2) .

12

CuuDuongThanCong.com

/>

L

L

e(t)

e(t)
i(t)

i(t)

ut

ut
t

t
Uphm

=90

Em

Em

=90
b)

a)

Um=2Em

C
R
e(t)
e(t)
i(t)

=0

ut

i(t)

ut

i=0

t
=90

Uphm

c)

t

d)
Hỗnh 1-6: Caùc õổồỡng õỷc tờnh õióỷn aùp phuỷc họửi sau khi cừt maỷch trong caùc
trổồỡng hồỹp: a,b) phuỷ taới õióỷn caớm, c)phuỷ taới õióỷn trồớ , d)phuỷ taới dung

Trón hỗnh 1-6d bióứu dióựn õióỷn aùp phuỷc họửi khi ngừt maỷch õổồỡng dỏy khọng taới.
2. Nng lổồỹng họử quang
a) Doỡng mọỹt chióửu
ỷc tờnh dỏỷp từt họử quang phuỷ thuọỹc vaỡo nng lổồỹng họử quang. Nng lổồỹng họử quang doỡng mọỹt
chióửu tờnh theo :
I2 t
Whq = L + ( U R .i ).i.dt
(1.5)
2 0
L.I 2
Tổỡ phổồng trỗnh thỏỳy rũng toaỡn bọỹ nng lổồỹng
õaợ tờch luợy trong maỷch trổồùc luùc ngừt cọỹng
2
vồùi nng lổồỹng nguọửn sau khi õaợ bồùt phỏửn nng lổồỹng tọứn hao trón õióỷn trồớ R nũm trong maỷch chờnh laỡ
nng lổồỹng họử quang (Whq).

Do vỏỷy ồớ maỷch mọỹt chióửu, õióỷn caớm cuớa maỷch caỡng lồùn thỗ nng lổồỹng họử quang seợ caỡng lồùn, khi
õoù họử quang seợ khoù dỏỷp từt.
b) Doỡng õióỷn xoay chióửu
Họử quang xoay chióửu dỏỷp từt luùc i = 0, do õoù nng lổồỹng õióỷn tổỡ xem nhổ bũng 0 vaỡ ta coù :
t=

n.


Whq = (u - R.i)i.dt.

(1.6)

0

Vồùi n laỡ sọỳ lổồỹng baùn chu kỗ trong khoaớng thồỡi gian chaùy cuớa họử quang. Kóỳt quaớ laỡ ồớ doỡng xoay
chióửu thỗ nng lổồỹng họử quang laỡ nng lổồỹng nguọửn trổỡ bồùt õi phỏửn tọứn hao taùc duỷng. Khaùc vồùi doỡng mọỹt
chióửu toaỡn bọỹ nng lổồỹng õổồỹc õổa trồớ vóử nguọửn. Nóỳu doỡng õióỷn õổồỹc ngừt trổồùc luùc õi qua trở sọỳ 0 thỗ
mọỹt phỏửn cuớa nng lổồỹng tổỡ seợ khọng õổa vóử nguọửn maỡ cung cỏỳp cho họử quang. Do õoù õổùng trón quan

13

CuuDuongThanCong.com

/>

âiãøm nàng lỉåüng m xẹt thç ngàõt mảch dng xoay chiãưu dãù dng hån ngàõt mảch dng mäüt chiãưu cng mäüt
cäng sút.
Âäưng thåìi ta cn tháúy mún gim nàng lỉåüng häư quang (mäüt chiãưu v xoay chiãưu) thç phi cáưn
gim thåìi gian âäút chạy ca häư quang.

3. Cäng thỉïc qui ỉåïc vãư cäng sút ngàõt
Âãø âàûc trỉng cho kh nàng ngàõt låïn nháút ca thiãút bë âọng måí mảch, ngỉåìi ta âỉa vo khại niãûm
cäng sút ngàõt (Sngàõt) âỉåüc xạc âënh theo qui ỉåïc theo cäng thỉïc sau :

S ngàõt = C.I ngàõt

âm ( MVA )

(1.7)

Trongâọ: C=m.m=3.mfa= 3.U âmdáy : âàûc trỉng cho ba pha .
U âmfa l âiãûn ạp âënh mỉïc pha (giạ trë hiãûu dủng).
U âmdáy l âiãûn ạp âënh mỉïc dáy (giạ trë hiãûu dủng).
I ngàõt âm l giạ trë hiãûu dủng dng âiãûn ngàõt âënh mỉïc ca thiãút bë âọng måí mảch, [kA].

Ingàõtâm l dng âiãûn låïn nháút ỉïng våïi lục âáưu tiãn cạc tiãúp âiãøm råìi xa nhau åí âiãûn ạp âënh mỉïc ca thiãút bë
âọng måí mảch.
Trong cạc cäng thỉïc trãn xẹt trë säú ca cạc thäng säú cå bn âãø khi ngàõt åí giạ trë âọ thiãút bë âiãûn
khäng bë xy ra hỉ hng.
1.5. BIÃÛN PHẠP V TRANG BË DÁÛP HÄƯ QUANG TRONG THIÃÚT BË ÂIÃÛN
1. Cạc biãûn phạp v trang bë âãø dáûp häư quang trong thiãút bë âiãûn cáưn phi âm bo u cáưu
-Trong thåìi gian ngàõn phi dáûp tàõt âỉåüc häư quang, hản chãú phảm vi chạy häư quang l nh nháút.
-Täúc âäü âọng måí tiãúp âiãøm phi låïn.
-Nàng lỉåüng häư quang sinh ra phi bẹ, âiãûn tråí häư quang phi tàng nhanh.
-Trạnh hiãûn tỉåüng quạ âiãûn ạp khi dáûp häư quang.
2. Cạc ngun tàõc cå bn âãø dáûp häư quang âiãûn
-Kẹo di ngn lỉía häư quang.
-Dng nàng lỉåüng häư quang sinh ra âãø tỉû dáûp.
-Dng nàng lỉåüng ngưn ngoi âãø dáûp.
-Chia häư quang thnh nhiãưu pháưn ngàõn âãø dáûp.

-Màõc thãm âiãûn tråí song song âãø dáûp.
3. Trong thiãút bë âiãûn hả ạp thỉåìng dng cạc biãûn phạp v trang bë sau
Kẹo di häư quang âiãûn bàòng cå khê
Âáy l biãûn phạp âån gin thỉåìng dng åí cáưu dao cäng sút nh hồûc åí råle. Kẹo di häư quang lm
cho âỉåìng kênh häư quang gim, âiãûn tråí häư quang s tàng dáùn âãún tàng quạ trçnh phn ion âãø dáûp häư
quang. Tuy nhiãn biãûn phạp ny chè thỉåìng âỉåüc dng åí mảng hả ạp cọ âiãûn ạp nh hån hồûc bàòng 220V
v dng âiãûn tåïi 150 A.
b) Dng cün dáy thäøi tỉì kãút håüp bưng dáûp häư quang
Ngỉåìi ta dng mäüt cün dáy màõc näúi tiãúp våïi tiãúp âiãøm chênh tảo ra mäüt tỉì trỉåìng tạc dủng lãn
häư quang âãø sinh ra mäüt lỉûc âiãûn tỉì kẹo di häư quang. Thäng thỉåìng biãûn phạp ny kãút håüp våïi trang bë
thãm bưng dáûp bàòng amiàng. Lỉûc âiãûn tỉì ca cün thäøi tỉì s thäøi häư quang vo tiãúp giạp amiàng lm
tàng quạ trçnh phn ion.
a)

14

CuuDuongThanCong.com

/>

c) Dng bưng dáûp häư quang cọ khe håí quanh co
Bưng âỉåüc dng bàòng amiàng cọ hai nỉía läưi lm v ghẹp lải håüp thnh nhỉỵng khe håí quanh co
(khi âỉåìng kênh häư quang låïn hån bãư räüng khe thç gi l khe hẻp).
Khi càõt tiãúp âiãøm lỉûc âiãûn âäüng sinh ra s âáøy häư quang vo khe quanh co s lm kẹo di v
gim nhiãût âäü häư quang.
d) Phán chia häư quang ra lm nhiãưu âoản ngàõn
Trong bưng häư quang åí phêa trãn ngỉåìi ta ngỉåìi ta âàût thãm nhiãưu táúm thẹp non. Khi häư quang
xút hiãûn, do lỉûc âiãûn âäüng häư quang bë âáøy vo giỉỵa cạc táúm thẹp v bë chia ra lm nhiãưu âoản ngàõn.
Loải ny thỉåìng âỉåüc dng åí lỉåïi mäüt chiãưu dỉåïi 220 V v xoay chiãưu dỉåïi 500 V.
e) Tàng täúc âäü chuøn âäüng ca tiãúp âiãøm âäüng

Ngỉåìi ta bäú trê cạc lạ dao âäüng, cọ mäüt lạ chênh v mäüt lạ phủ (thỉåìng l åí cáưu dao) hai lạ ny
näúi våïi nhau bàòng mäüt l xo, lạ dao phủ càõt nhanh do l xo ân häưi(l xo s lm tàng täúc âäü càõt dao phủ)
khi kẹo dao chênh ra trỉåïc .
f) Kãút cáúu tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáưu
Mäüt âiãøm càõt âỉåüc chia ra lm hai tiãúp âiãøm song song nhau, khi càõt mảch häư quang âỉåüc phán
chia lm hai âoản v âäưng thåìi do lỉûc âiãûn âäüng ngn lỉía häư quang s bë kẹo di ra lm tàng hiãûu qu
dáûp.
4. Cạc biãûn phạp v trang bë dáûp häư quang åí thiãút bë âiãûn trung v cao ạp
a) Dáûp häư quang trong dáưu biãún ạp kãút håüp phán chia häư quang
ÅÍ cạc mạy càõt trung ạp cạc tiãúp âiãøm càõt âỉåüc ngám trong dáưu biãún ạp, khi càõt häư quang xút
hiãûn s âäút chạy dáưu sinh ra häùn håüp khê (ch úu l H) lm tàng ạp sút vng häư quang, âäưng thåìi gim
nhiãût âäü häư quang. Cạc mạy càõt âiãûn ạp cao mäùi pha thỉåìng âỉåüc phán ra lm nhiãưu chäù ngàõt.
b) Dáûp häư quang bàòng khê nẹn
Dng khê nẹn trong bçnh cọ sàơn hồûc hãû thäúng äúng dáùn khê nẹn âãø khi häư quang xút hiãûn (tiãúp
âiãøm khi måí) s lm måí van ca bçnh khê nẹn, khê nẹn s thäøi dc hồûc ngang thán häư quang lm gim
nhiãût âäü v kẹo di häư quang.
c) Dáûp häư quang bàòng cạch dng váût liãûu tỉû sinh khê
Thỉåìng dng trong cáưu chç trung ạp, khi häư quang xút hiãûn s âäút chạy mäüt pháưn váût liãûu sinh
khê(nhỉ thy tinh hỉỵu cå,...) sinh ra häùn håüp khê lm tàng ạp sút vng häư quang.
d) Dáûp häư quang trong chán khäng
Ngỉåìi ta âàût tiãúp âiãøm càõt trong mäi trỉåìng ạp sút chè khong 10-6 âãún 10-8 N/ cm2.
ÅÍ mäi trỉåìng ny thç âäü bãưn âiãûn cao hån ráút nhiãưu âäü bãưn âiãûn ca khäng khê nãn häư quang nhanh
chọng bë dáûp tàõt.
e) Dáûp häư quang trong khê ạp sút cao
Khê âỉåüc nẹn åí ạp sút tåïi khong 200 N/cm2 hồûc cao hån s tàng âäü bãưn âiãûn gáúp nhiãưu láưn
khäng khê. Trong cạc mạy càõt âiãûn ạp cao v siãu cao ạp hiãûn nay thỉåìng sỉí dủng khê SF6 âỉåüc nẹn trong
cạc bçnh khê nẹn âãø dáûp häư quang. Häư quang dáûp trong mäi trỉåìng SF6 ráút âm bo(båíi vç ngay c åí âiãưu
kiãûn ạp sút thỉåìng häư quang cng â tàõt nhanh trong mäi trỉåìng khê SF6).

15

CuuDuongThanCong.com

/>

Hỗnh 1-7: Caùc bióỷn phaùp nhỏn taỷo dỏỷp từt họử quang thổồỡng duỡng
a) chia họử quang thaỡnh nhióửu õoaỷn; b) dỏỷp họử quang trong khe heỷp buọửng dỏỷp;
c,d) di chuyóứn họử quang trong tổỡ trổồỡng; e) dỏỷp họử quang trong dỏửu

16

CuuDuongThanCong.com

/>

TIÃÚP XỤC ÂIÃÛN

Chỉång 2.

2.1. ÂẢI CỈÅNG VÃƯ TIÃÚP XỤC ÂIÃÛN
1. Khại niãûm
Chäù tiãúp giạp giỉỵa hai váût dáùn âiãûn âãø cho dng âiãûn chảy tỉì váût dáùn ny sang váût dáùn kia gi l
tiãúp xục âiãûn. Bãư màût chäù tiãúp giạp ca cạc váût dáùn âiãûn gi l bãư màût tiãúp xục âiãûn.
Tiãúp xục âiãûn chia ra lm ba dảng chênh:
-Tiãúp xục cäú âënh: l hai váût dáùn tiãúp xục liãn kãút chàût cỉïng bàòng buläng, âinh viút, âinh rivã,...
-Tiãúp xục âọng måí: l tiãúp xục m cọ thãø lm cho dng âiãûn chảy hồûc ngỉìng chảy tỉì váût ny sang váût
khạc (nhỉ cạc tiãúp âiãøm trong thiãút bë âọng càõt).
-Tiãúp xục trỉåüt: l váût dáùn âiãûn ny cọ thãø trỉåüt trãn bãư màût ca váût dáùn âiãûn kia (vê dủ nhỉ chäøi than trỉåüt
trãn vnh gọp mạy âiãûn).
Tiãúp xục âọng måí v tiãúp xục trỉåüt âãưu cọ hai pháưn, pháưn âäüng (gi l tiãúp âiãøm âäüng) v pháưn

ténh (gi l tiãúp âiãøm ténh).
Ba dảng tiãúp xục trãn âãưu cọ thãø tiãún hnh tiãúp xục dỉåïi ba hçnh thỉïc:
-Tiãúp xục âiãøm: l hai váût tiãúp xục våïi nhau chè åí mäüt âiãøm hồûc trãn bãư màût diãûn têch våïi âỉåìng kênh ráút
nh (nhỉ tiãúp xục hai hçnh cáưu våïi nhau, hçnh cáưu våïi màût phàóng, hçnh nọn våïi màût phàóng,...)
-Tiãúp xục âỉåìng: l hai váût dáùn tiãúp xục våïi nhau theo mäüt âỉåìng thàóng hồûc trãn bãư màût ráút hẻp (nhỉ tiãúp
xục hçnh trủ våïi màût phàóng, hçnh trủ våïi trủ,...)
-Tiãúp xục màût: l hai váût dáùn âiãûn tiãúp xục våïi nhau trãn bãư màût räüng(vê dủ tiãúp xục màût phàóng våïi màût
phàóng,...).
Cạc u cáưu âäúi våïi tiãúp xục âiãûn ty thüc åí cäng dủng, âiãưu kiãûn lm viãûc, tøi th u cáưu
ca thiãút bë v cạc úu täú khạc. Mäüt úu täú ch úu nh hỉåíng tåïi âäü tin cáûy lm viãûc v nhiãût âäü phạt
nọng ca tiãúp xục âiãûn l âiãûn tråí tiãúp xục Rtx.
2. Âiãûn tråí tiãúp xục
Xẹt khi âàût hai váût dáùn tiãúp xục nhau(hçnh 2-1) , ta s cọ diãûn têch bãư màût tiãúp xục :
Sbk= a . l.
Nhỉng trãn thỉûc tãú diãûn têch bãư màût tiãúp xục thỉûc nh hån nhiãưu a.l vç giỉỵa hai bãư màût tiãúp xục
d gia cäng thãú no thç váùn cọ âäü nháúp nhä, khi cho tiãúp xục hai váût våïi nhau thç chè cọ mäüt säú âiãøm trãn
tiãúp giạp tiãúp xục. Do âọ diãûn têch tiãúp xục thỉûc nh hån nhiãưu diãûn têch tiãúp xục biãøu kiãún Sbk= a.l.
Diãûn têch tiãúp xục cn phủ thüc vo lỉûc ẹp lãn trãn tiãúp âiãøm v váût liãûu lm tiãúp âiãøm, lỉûc ẹp
cng låïn thç diãûn têch tiãúp xục
cng låïn.
Diãûn têch tiãúp xục thỉûc
2
åí mäüt âiãøm(nhỉ màût cáưu tiãúp
a
1
xục våïi màût phàóng) xạc âënh
2
båíi:
F
(2.1)

S =
l
1
δd
a
Trong âọ:
F l lỉûc ẹp vo tiãúp
âiãøm [kg].

δd

Hçnh 2-1: Tiãúp xục ca hai váût dáùn

l ỉïng sút chäúng

17

CuuDuongThanCong.com

/>

dáûp nạt ca váût liãûu lm tiãúp âiãøm [kg/cm2].
Bng 2.1: ỈÏng sút chäúng dáûp nạt ca mäüt säú kim loải thäng dủng
Kim loải
bảc

ỈÏng sút δ d
[N/cm2]
30.400

Kim loải

ỈÏng sút δ d
[N/cm2]
51.000

âäưng cỉïng
(håüp kim)
âäưng mãưm
38.200
nhäm
88.300
Nãúu tiãúp xục åí n âiãøm thç diãûn têch s låïn lãn n láưn so våïi biãøu thỉïc (2.1).
Dng âiãûn chảy tỉì váût ny sang váût khạc chè qua nhỉỵng âiãøm tiãúp xục, nhỉ váûy dng âiãûn åí cạc
chäù tiãúp xục âọ s bë thàõt hẻp lải, dáùn tåïi âiãûn tråí åí nhỉỵng chäù ny tàng lãn.
Âiãûn tråí tiãúp xục ca tiãúp âiãøm kiãøu báút kç tênh theo cäng thỉïc:
K
[Ω ]
( 2.2)
Rtx =
Fm
K: hãû säú phủ thüc váût liãûu v tçnh trảng bãư màût tiãúp âiãøm ( theo bng tra).
m: hãû säú phủ thüc säú âiãøm tiãúp xục v kiãøu tiãúp xục våïi:
+Tiãúp xục màût m = 1
+Tiãúp xục âỉåìng m = 0,7
+Tiãúp xục âiãøm m = 0,5

Kim loải tiãúp xục
âäưng - âäưng
bảc - bảc

nhäm - nhäm

Bng 2.2: Tra trë säú K trong cäng thỉïc (2.2)
Kim loải tiãúp xục
Trë säú K [ Ω .N]
( 0,08 âãún 0,14).10
( 0,06)10-2
( 0,127).10-2

-2

sàõt - âäưìng
nhäm - âäưng

Trë säú K [ Ω .N]
( 3,1).10-2
( 0,38).10-2

Ngoi cäng thỉïc (2.2) l cäng thỉïc kinh nghiãûm, ngỉåìi ta cn dng phỉång phạp gii têch âãø dáùn
gii rụt ra cäng thỉïc tênh âiãûn tråí tiãúp xục âiãøm:

ρ

Rtx =

(2.3)

F .n
2
δ d .π

ρ : âiãûn tråí sút

ca váût dáùn [ Ω .cm].
n: säú âiãøm tiãúp xục.
F: lỉûc nẹn [kg].
Do váûy r rng âiãûn tråí tiãúp xục ca tiãúp âiãøm nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng ca thiãút bë âiãûn, âiãûn
tråí tiãúp xục låïn lm cho tiãúp âiãøm phạt nọng. Nãúu phạt nọng quạ mỉïc cho phẹp thç tiãúp âiãøm s bë nọng
chy, tháûm chê bë hn dênh. Trong cạc tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn mong mún âiãûn tråí tiãúp xục cọ giạ trë cng
nh cng täút, nhỉng do thỉûc tãú cọ nhiãưu úu täú nh hỉåíng âãún Rtx nãn khäng thãø gim Rtx cỉûc nh âỉåüc
nhỉ mong mún.
3.Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âiãûn tråí tiãúp xục (Rtx)
Âiãûn tråí tiãúp xục bë nh hỉåíng ca nhiãưu úu täú våïi mỉïc âäü khạc nhau, ta xẹt åí âáy mäüt säú úu
täú ch úu sau:

18

CuuDuongThanCong.com

/>

a)

Váût liãûu lm tiãúp âiãøm

Tỉì (2.3) ta tháúy hãû säú chäúng dáûp nạt δ d bẹ thç Rtx bẹ. Vç váûy âỉïng vãư màût u cáưu cọ âiãûn tråí
tiãúp xục bẹ nãn dng cạc váût liãûu mãưm âãø lm tiãúp âiãøm. Nhỉng thỉûc tãú cáưn phi kãút håüp cạc úu täú
khạc(nhỉ âäü bãưn cå) nãn váût liãûu thỉåìng dng l âäưng, âäưng thau mả thiãúc, thẹp mả thiãúc,...
b) Lỉûc ẹp lãn tiãúp âiãøm
Rtx[106Ω]

Cng tỉì cäng thỉïc (2.2) v (2.3) lỉûc F
400
cng låïn thç Rtx cng nh (hçnh 2-2)
Âỉåìng 1 biãøu diãùn âiãûn tråí tiãúp xục gim theo
300
1
chiãưu lỉûc tàng, nãúu gim lỉûc nẹn lãn tiãúp âiãøm
2
âiãûn tråí tiãúp xục Rtx thay âäøi theo âỉåìng 2.
200
Ta cọ thãø gii thêch l vç khi tàng lỉûc nẹn bãư lãn
100
màût tiãúp xục thç khäng nhỉỵng bãư màût tiãúp xục bë
biãún dảng ân häưi m cn bë phạ hy củc bäü. Khi
0
5
10 15 20 25
F[kg]
ta gim lỉûc ẹp thç mäüt säú âiãøm tiãúp xục váùn cn
Hçnh 2-2: Âiãûn tråí tiãúp xục khi lỉûc nẹn tàng
giỉỵ ngun nhỉ khi lỉûc ẹp låïn tạc dủng. Tàng lỉûc
ẹp chè cọ tạc dủng gim Rtx åí giai âoản âáưu âiãûn
tråí låïn v trung bçnh. Khi lỉûc ẹp â låïn thç d cọ tàng lỉûc ẹp lãn nỉỵa thç âiãûn tråí tiãúp xục váùn khäng thay
âäøi.
c)

Hçnh dảng ca tiãúp âiãøm
Hçnh dảng ca tiãúp âiãøm cng nh hỉåíng âãún Rtx. Cng mäüt lỉûc nhỉng kiãøu tiãúp xục khạc nhau
thç Rtx cng khạc nhau. Tỉì cạc cäng thỉïc trãn ta tháúy Rtx ca tiãúp xục màût nh nháút vç cọ hãû säú m låïn nháút
(tra tỉì cäng thỉïc 2.2).

d) Nhiãût âäü ca tiãúp âiãøm
Nhiãût âäü ca tiãúp âiãøm thay âäøi s lm Rtx thay âäíi theo kãút qu thê nghiãûm våïi nhiãût âäü nh hån
0
200 C cọ thãø tênh Rtx qua cäng thỉïc:
R tx(θ ) = Rtx (0)(1+
Trong âọ: Rtx(0): âiãûn tråí tiãúp xục åí 00C,

2
α θ ) [Ω ]
3

(2.4)

α : hãû säú nhiãût âiãûn tråí [1/0C].

θ : Nhiãût âäü ca tiãúp âiãøm [0C].

e)

Tçnh trảng bãư màût tiãúp xục
Bãư màût tiãúp xục khi bë báøn hồûc khi bë oxit họa cọ Rtx låïn hån nhiãưu Rtx ca tiãúp âiãøm sảch (do
cọ nhiãưu âiãøm khäng âỉåüc tiãúp xục trỉûc tiãúp bàòng váût liãûu lm tiãúp âiãøm). Khi bë oxy họa cng nhiãưu thç
nhiãût âäü phạt nọng trãn bãư màût tiãúp xục cng cao. Tiãúp âiãøm bë oxy họa cọ âiãûn tråí tiãúp xục tàng hng
chủc láưn(vç oxit ca pháưn låïn kim loải dáùn âiãûn kẹm hån nhiãưu kim loải ngun cháút).
f)

Máût âäü dng âiãûn
Diãûn têch tiãúp xục âỉåüc xạc âënh ty theo máût âäü dng âiãûn cho phẹp. Theo kinh nghiãûm
âäúi våïi thanh dáùn bàòng âäưng cho tiãúp xục nhau khi ngưn åí táưn säú 50 Hz thç máût âäü dng âiãûn cho phẹp
l:

Jcp =

I
≈ [( 0,31 - 1,05 .10-4 (I-200)] [A/mm2]
S

( 2.5)

Trong âọ : I l giạ trë dng hiãûu dủng ; S=Sbk diãûn têch tiãúp xục biãøu kiãún.
Biãøu thỉïc (2.5) trãn chè âụng khi dng âiãûn biãún thiãn trong khong tỉì 200 âãún 2000A. Nãúu ngoi trë säú
âọ thç cọ thãø láúy:
[A/ mm2]
I < 200 A láúy Jcp = 0,31

19

CuuDuongThanCong.com

/>

I > 2000 A láúy Jcp = 0.12
[A/ mm2].
Khi váût dáùn tiãúp xục khäng phi l âäưng thç máût âäü dng cho php âäúi våïi váût liãûu áúy cọ thãø
láúy theo cäng thỉïc sau:
R tx (ρ )âäưng
(2.6)
Jcp váût liãux = Jcp.âäưng
R (ρ )váût liãûu x
2.2. TIÃÚP ÂIÃØM THIÃÚT BË ÂIÃÛN
1. Váût liãûu lm tiãúp âiãøm

Âãø tha mn täút cạc âiãưu kiãûn lm viãûc khạc nhau ca tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn thç váût liãûu lm tiãúp
âiãøm phi cọ âỉåüc nhỉỵng u cáưu cå bn sau:
-Cọ âäü dáùn âiãûn cao(gim Rtx v chênh âiãûn tråí ca tiãúp âiãøm).
-Dáùn nhiãût täút (gim phạt nọng củc bäü ca nhỉỵng âiãøm tiãúp xục).
-Khäng bë oxy họa (gim Rtx âãø tàng âäü äøn âënh ca tiãúp âiãøm).
-Cọ âäü kãút tinh v nọng chy cao (gim âäü mi mn vãư âiãûn v gim sỉû nọng chy hn dênh
tiãúp âiãøm âäưng thåìi tàng tøi th tiãúp âiãøm).
-Cọ âäü bãưn cå cao (gim âäü mi mn cå khê giỉỵ ngun dảng bãư màût tiãúp xục v tàng tøi th
ca tiãúp âiãøm).
-Cọ â âäü do (âãí gim âiãûn tråí tiãúp xục).
-Dãù gia cäng khi chãú tảo v giạ thnh r.
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. Nhỉỵng váût liãûu thỉåìng dng gäưm:
a) 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.
b) Âäưng câimi: âäưng kiỵ thût âiãûn pha thãm câimi cọ tênh cháút cå cao chäúng mi mn täút, kh nàng
chëu âỉåüc häư quang täút hån âäưng kiỵ thût âiãûn thäng thỉåìng.
c) 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.
d) Âäưng thau: håüp kim âäưng våïi km âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp âiãøm dáûp häư quang.
e) 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 máút tênh ân häưi.
f) 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.
g) 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.
h) 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.
i) 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.
j)

Than v graphit: cọ âiãûn tråí tiãúp xục v âiãûn tråí sút låïn nhỉng chëu âỉåüc häư quang ráút täút.

20

CuuDuongThanCong.com

/>

Thỉåìng dng lm cạc tiãúp âiãøm m khi lm viãûc phi chëu tia lỉía âiãûn, âäi khi lm tiãúp âiãøm dáûp häư
quamg.
k) 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.
Kim loải gäúm sỉí dủng räüng ri nháút thỉåìng cọ gäúc bảc nhỉ : bảc-niken, bảc- oxit câimi, bảc- vonfram,
bảc-mälipâen. Ngoi ra âäi khi ngỉåìi ta sỉí dủng kim loải gäúm cọ gäúc âäưng nhỉ: âäưng -vonfram, âäưng mälipâen, âäưng câimi lm tiãúp âiãøm chênh v tiãúp âiãøm dáûp häư quang.
Chụ
+Våïi tiãúp xục cäú âënh thỉåìng dng váût liãûu l âäưng, nhäm, thẹp.
+Våïi tiãúp xục âọng/måí ty theo dng dáùn, nãúu :
-Dng âiãûn bẹ dng bảc, âäưng, platin, vonfram, âäi khi vng, mälipâen, niken.
-Dng vỉìa âãún låïn dng âäưng thau, kim loải hồûc håüp kim êt nọng chy nhỉ vonfram, molipâen,...
-Dng âiãûn låïn thç thỉåìng dng håüp kim gäúm (sn pháøm hai kim loải åí dảng bäüt ẹp lải å íạp lỉûc låïn,
nhiãût âäü cao. Håüp kim gäúm ráút cỉïng chëu âỉåüc dng låïn, khuút âiãøm l âäü dáùn âiãûn kẹm, nãn thỉåìng
âỉåüc chãú tảo dảng táúm mng hn trãn bãư màût tiãúp âiãøm ca thiãút bë).

2.

Mäüt säú kãút cáúu tiãúp âiãøm

a) Phán ra lm cạc loải theo cáúu tảo
Tiãúp xục cäú âënh cọ cạc dảng
-Näúi hai thanh tiãút diãûn chỉỵ nháût.
-Näúi hai thanh tiãút diãûn trn (thanh trn näúi våïi nhau thỉåìng trong cạc thiãút bëû âiãûn nhỉ mạy ngàõt âiãûn,
mạy biãún dng,...).
Loải tiãúp xục âọng måí v tiãúp xục trỉåüt phán theo dng âiãûn
-Dng bẹ : I ≤ 10 [mA].
-Dng vỉìa: I ≤ 100 [A].
-Dng låïn: I > 100 [A].
b) Tiãúp âiãøm råle
Thỉåìng dng bảc, platin tạn hn gạ vo tiãúp âiãøm, kêch thỉåïc tiãúp âiãøm do dng âiãûn cho phẹp
quút âënh (theo bng cọ trong cạc säø tay thiãút kãú).
c)

Tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn khäúng chãú
Cạc thiãút bë nhỉ cäng tàõïc tå, ạptämạt v thiãút bë cao ạp thỉåìng cọ dng âiãûn låïn. Thç nhỉỵng tiãúp
âiãøm chênh màõc song song våïi tiãúp âiãøm häư quang khi tiãúp âiãøm åí vë trê âọng dng âiãûn s qua tiãúp âiãøm
chênh (tiãúp âiãøm) lm viãûc, khi måí hồûc bàõt âáưu âọng tiãúp âiãøm häư quang s chëu häư quang. Do âọ bo vãû
âỉåüc tiãúp âiãøm lm viãûc.
Ta thỉåìng tháúy tiãúp âiãøm cọ cạc dảng nhỉ hçnh 2-3.
+Hçnh ngọn: dng trong cäng tàõc tå, tiãúp âiãøm âäüng vỉìa trỉåüt vỉìa làn trãn tiãúp âiãøm ténh do váûy cọ thãø
tỉû lm bọc låïp oxit trãn bãư màût tiãúp xục.
+Tiãúp âiãøm bàõc cáưu: dng trong råle v cäng tàõc tå.
+Tiãúp âiãøm âäúi diãûn: dng åí mạy ngàõt âiãûn ạp cao.
+Tiãúp âiãøm hoa hû: gäưm mäüt cạnh hçnh thang giäúng cạnh hoa hû hay chỉỵ z, tiãúp âiãøm âäüng l mäüt
thanh dáùn trn.

+Tiãúp âiãøm vút mạ: tiãúp âiãøm âäüng kiãøu säúng dao cọ thãø trỉåüt giỉỵa hai vút trn (lm tiãúp âiãøm ténh) l
xo v dáy âỉåüc näúi chàût våïi vút.

21

CuuDuongThanCong.com

/>

+Tiãúp âiãøm chäøi: tiãúp âiãøm âäüng hçnh chäøi gäưm nhỉỵng lạ âäưng mng 0,1 ÷ 0,2 mm xãúp lải trỉåüt lãn
säúng dao tiãúp âiãøm ténh. Âãø tàng lỉûc ẹp trãn tiãúp âiãøm hçnh chäøi thç thỉåìng cọ thãm bn ân häưi. Loải ny
khi chäøi bë chạy s lm âiãûn tråí tàng nhanh do âọ êt dng lm tiãúp âiãøm häư quang.

Hçnh 2-3:Dảng mäüt säú tiãúp xục âọng måí: a) Tiãúp âiãøm ngọn, b) Tiãúp âiãøm bàõc cáưu, c)Tiãúp âiãøm
kiãøu càõm, d) Tiãúp âiãøm kiãøu âäúi diãûn, e) Tiãúp âiãøm kiãøu lỉåỵi, h) Tiãúp âiãøm kiãøu thy ngán, g) Tiãúp âiãøm
kiãøu vút mạ
+Tiãúp âiãøm càõm: thỉåìng âỉåüc dng åí cáưu dao, cáưu chç, dao cạch li,...ạp lỉûc lãn tiãúp âiãøm âäüng khong P
= (0,3 ÷ 0.6) kg/cm2.
3.

Ngun nhán hỉ hng tiãúp xục v biãûn phạp khàõc phủc

Ngun nhán hỉ hng
Ngun nhán hỉ hng tiãúp xục cọ ráút nhiãưu, ta xẹt mäüt säú ngun nhán chênh sau:
a.1) Àn mn kim loải
Trong thỉûc tãú chãú tảo d gia cäng thãú no thç bãư màût tiãúp xục tiãúp âiãøm váùn cn nhỉỵng läù nh li
ti. Trong váûn hnh håi nỉåïc v cạc cháút cọ hoảt tênh họa hc cao tháúm vo v âng lải trong nhỉỵng läù
nh âọ s gáy ra cạc phn ỉïng họa hc tảo ra mäüt låïp mng mng ráút gin. Khi va chảm trong quạ trçnh
âọng låïp mng ny dãù bë bong ra. Do âọ bãư màût tiãúp xục s bë mn dáưn, hiãûn tỉåüng ny gi l hiãûn tỉåüng
àn mn kim loải.

a.2) Oxy họa
Mäi trỉåìng xung quanh lm bãư màût tiãúp xục bë oxy họa tảo thnh låïp oxit mng trãn bãư màût tiãúp
xục, âiãûn tråí sút ca låïp oxit ráút låïn nãn lm tàng Rtx dáùn âãún gáy phạt nọng tiãúp âiãøm. Mỉïc âäü gia tàng
Rtx do bãư màût tiãúp xục bë oxy họa cn ty nhiãût âäü. ÅÍ 20-30oC cọ låïp oxêt dy khong 25.10-6mm. Theo
thê nghiãûm tiãúp âiãøm âäưng âãø ngoi tråìi sau mäüt thạng Rtx tàng lãn khong 10%. ÅÍ nhiãût âäü låïn hån 700C
sỉû oxit họa ráút nhanh. Theo thê nghiãûm åí 1000C sau chè mäüt giåì Rtx ca tiãúp âiãøm âäưng tàng khong 50
láưn. Ngoi ra viãûc ln phiãn bë âäút nọng v lm ngüi cng tàng quạ trçnh äxit họa.
a.3) Âiãûn thãú họa hc ca váût liãûu tiãúp âiãøm
Mäùi cháút cọ mäüt âiãûn thãú họa hc nháút âënh. Láúy H lm gäúc cọ âiãûn thãú ám (-) thç ta cọ bng mäüt
säú kim loải cọ âiãûn thãú họa hc nhỉ bng sau:
a)

22

CuuDuongThanCong.com

/>