Nghiên cứu xây dựng và mô phỏng một số bài thí nghiệm về cơ sở kỹ thuật điện cho trường cao đẳng công nghiệp cẩm phả quảng ninh

Bộ Giáo dục và Đào tạo
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất
-------------------*-------------------

Nguyễn thị hơng sen

Nghiên cứu xây dựng và mô phỏng
một số bài thí nghiệm về cơ sở kỹ thuật
điện cho trờng cao đẳng công nghiệp
cẩm phả - quảng ninh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hà Nội - 2010


b

Bộ Giáo dục và Đào tạo
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất
------------------*------------------

Nguyễn thị hơng sen

Nghiên cứu xây dựng và mô phỏng
một số bài thí nghiệm về cơ sở kỹ thuật
điện cho trờng cao đẳng công nghiệp
cẩm phả - quảng ninh
Chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ
MÃ số: 60.52.52

Luận văn thạc sĩ kü tht

Ng−êi h−íng dÉn: TS. Kim Ngäc Linh

Hµ Néi – 2010


c

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai công bố
trong bất kì công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hơng Sen


d

Mục lục
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan.......................................................................................
Mục lục................................................................................................
Danh mục các hình vẽ và đồ thị...........................................................
Danh mục các bảng.............................................................................
Mở đầu.............................................................................................
Chơng 1
Giới thiệu chung về trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả

1.1. Giới thiƯu chung vỊ Tr−êng ..........................................................
1.2. Giíi thiƯu hƯ thèng phßng thí nghiệm hiện tại của khoa Điện..

a
e
01

1.3. Xu thế phát triển của Nhà trờng và đánh giá thực trạng hệ thống
phòng thí nghiệm về Điện hiện tại .......................................................
Chơng 2

07

Nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm
về Cơ sở Kỹ thuật điện
2.1. Thí nghiệm kiểm định các định luật cơ bản của mạch điện..........
2.2. Thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp..
2.3. Thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều song song..................
2.4. Thí nghiệm khảo sát mạch điện ba pha tải đấu sao........................
2.5. Thí nghiệm khảo sát mạch điện ba pha tải đấu tam giác...............
2.6. Thí nghiệm khảo sát quá trình quá độ trong mạch điện tuyến tính
Chơng 3
Mô phỏng một số bài thí nghiệm trên máy tÝnh
b»ng phÇn mỊm Electronics Workbench 5.12
3.1. Giíi thiƯu vỊ phÇn mỊm m« pháng Electronics Workbench ........
3.2. H−íng dÉn sư dơng chơng trình Electronics workbench 5.12.....
3.3. Thực hành trên Electronics workbench.........................................
3.4. Các kí hiệu linh kiện trong EWB...................................................
3.5. Mô phỏng bài thí nghiệm kiểm chứng các định luật.....................
3.6. Mô phỏng bài thí nghiệm mạch điện một pha...............................

3.7. Mô phỏng bài thí nghiệm mạch điện ba pha...............................
3.8. Mô phỏng bài thí nghiệm quá trình quá độ mạch tuyến tính.........
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

04
05

12
22
31
38
43
48

61
63
65
67
69
75
79
82
91
92
93


a

Danh mục các hình vẽ và đồ thị

Hình 2-1.
Hình 2-2.
Hình 2-3.

Mạch tơng đơng Thevenin
Mạch tơng đơng Norton
Mô hình mạng một cửa

Trang 13
Trang 14
Trang 14

Hình 2-4.

Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Ôhm

Trang 15

Hình 2-5.

Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1

Trang 15

Hình 2-6.

Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1

Trang 16

Hình 2-7.
Hình 2-8.
Hình 2-9.
Hình 2-10.
Hình 2-11.
H×nh 2-12.
H×nh 2-13.
H×nh 2-14.
H×nh 2-15.
H×nh 2-16.
H×nh 2-17.
H×nh 2-18.
H×nh 2-19.
H×nh 2-20.
H×nh 2-21.
H×nh 2-22.
H×nh 2-23.
H×nh 2-24.
H×nh 2-25.
H×nh 2-26.
H×nh 2-27.
H×nh 2-28.
H×nh 2-29.
H×nh 2-30.
H×nh 2-31.
Hình 2-32.

Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1 và
định luật Ôhm
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 2
Sơ đồ thí nghiệm áp dụng định luật Kirhof và định
luật Ôhm
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định lý Thevenin
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định lý Thevenin
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định lý Norton
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định lý Norton
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng nguyên lý xếp chồng
Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng nguyên lý xếp chồng
Mạch r-L-C nối tiếp
Đồ thị thời gian và đồ thị vectơ dòng áp mạch thuần
cảm
Đồ thị thời gian và đồ thị vectơ dòng áp mạch thuần
dung
Đồ thị vectơ dòng áp trong mạch thuần cảm và thuần
dung
Đồ thị u,i,p trong mạch r-L
Đồ thị u,i,p trong mạch r-C
Mạch r-L-C nối tiếp có điện trở cuộn dây
Đồ thị véc tơ điện áp mạch r-L-C nối tiếp có điện trở
cuộn dây
Đồ thị véc tơ điện áp mạch r-L-C nối tiếp khi có cộng
hởng
Đờng cong cộng hởng khi C thay đổi
Đờng cong cộng hởng khi f thay đổi
Sơ đồ thí nghiệm mạch r-L-C nói tiếp
Mạch r-L-C song song
Đồ thị vectơ khi mạch có tính chất điện cảm và điện

dung
Đồ thị thời gian dòng và áp khi bL > bC
Đồ thị thời gian dòng và áp khi bL < bC
Mạch thêm tụ bù và đồ thị vectơ dòng, áp

Trang 16
Trang 16
Trang 17
Trang 18
Trang 18
Trang 19
Trang 19
Trang 20
Trang 21
Trang 23
Trang 24
Trang 24
Trang 25
Trang 25
Trang 26
Trang 26
Trang 26
Trang 27
Trang 28
Trang 29
Trang 30
Trang 32
Trang 33
Trang 34
Trang 34

Trang 35


b

H×nh 2-33.
H×nh 2-34.
H×nh 2-35.
H×nh 2-36.
H×nh 2-37.
H×nh 2-38.
H×nh 2-39.
H×nh 2-40.
H×nh 2-41.
H×nh 2-42.
H×nh 2-43.
H×nh 2-44.
H×nh 2-45.
H×nh 2-46.
H×nh 2-47.
H×nh 2-48.
H×nh 2-49.
H×nh 2-50.
H×nh 2-51.
H×nh 2-52.
H×nh 2-53.
H×nh 2-54.
H×nh 2-55.
H×nh 2-56.
H×nh 2-57.

H×nh 2-58.
H×nh 2-59.
H×nh 2-60.
H×nh 2-61.
H×nh 2-62.
Hình 2-63.
Hình 2-64.
Hình 2-65.
Hình 2-66.
Hình 2-67.
Hình 3-1.
Hình 3-2.

Đờng cong cộng hởng khi C thay đổi
Sơ đồ thí nghiệm mạch r-L-C song song
Hệ thống ba pha nguồn và tải đấu sao
Đồ thị vectơ dòng và áp
Đồ thị vectơ khi bị đứt dây pha A
Đồ thị véc tơ khi tải không đối xứng và không có dây
trung tính
Đồ thị vectơ khi đứt dây pha A
Đồ thị véc tơ khi tải không đối xứng và có dây trung
tính
Sơ đồ thí nghiệm mạch điện ba pha tải đấu sao
Hệ thống ba pha nguồn và tải đấu tam giác
Đồ thị vecto dòng và áp khi tải đối xứng
Đồ thị vecto dòng và áp khi tải không đối xứn
Đồ thị vectơ khi tải không đối xứng và đứt dây pha
AB
Đồ thị vectơ khi tải không đối xứng và đứt dây pha

AB và BC
Đồ thị vectơ khi tải không đối xứng và đứt dây nguồn
pha A
Đồ thị vectơ khi tải không đối xứng
Sơ đồ thí nghiệm mạch điện ba pha tải đấu tam giác
Mạch quá độ r-L
Đồ thị dòng và áp quá độ trong mạch r-L
Mạch quá độ r-L khi nối tắt
Đồ thị dòng và áp trong mạch r-L khi nối tắt
Mạch quá độ khi nối tắt cuộn dây có dòng điện
Mạch quá độ r-C
Đồ thị dòng và áp quá độ trong mạch r-C
Mạch quá độ khi khép mạch tụ C đ nạp điện qua
điện trở
Đồ thị dòng và áp quá độ khi khép mạch tụ nạp điện
qua điện trở
Mạch quá độ khi đóng mạch r-L vào nguồn điều hoà
Mạch điện quá trình quá độ r, L, C nèi tiÕp
M¹ch R-L-C song song
M¹ch thÝ nghiƯm vÏ d¹ng uL(t)
M¹ch thÝ nghiƯm vÏ d¹ng i(t)
M¹ch thÝ nghiƯm vÏ d¹ng uC(t)
M¹ch thÝ nghiƯm vÏ d¹ng i(t)
M¹ch thÝ nghiƯm vÏ d¹ng uC(t)
Mạch thí nghiệm vẽ dạng i(t
Mạch điện mô phỏng trên EWB
Mạch điện lắp ráp trên Workbench

Trang 35
Trang 36

Trang 39
Trang 40
Trang 40
Trang 40
Trang 41
Trang 41
Trang 42
Trang 43
Trang 44
Trang 44
Trang 45
Trang 45
Trang 45
Trang 46
Trang 46
Trang 48
Trang 48
Trang 49
Trang 49
Trang 50
Trang 51
Trang 51
Trang 52
Trang 52
Trang 53
Trang 54
Trang 55
Trang 59
Trang 59
Trang 59

Trang 60
Trang 60
Trang 60
Trang 63
Trang 65


c

H×nh 3-3.
H×nh 3-4.
H×nh 3-5.
H×nh 3-6.
H×nh 3-7.
H×nh 3-8.
H×nh 3-9.
H×nh 3-10.
H×nh 3-11.
H×nh 3-12.
H×nh 3-13.
H×nh 3-14.
H×nh 3-15.
H×nh 3-16.
H×nh 3-17.
H×nh 3-18.
H×nh 3-19.
H×nh 3-20.
H×nh 3-21.
H×nh 3-22.
H×nh 3-23.

H×nh 3-24.
H×nh 3-25.
H×nh 3-26.
H×nh 3-27.
H×nh 3-28.
H×nh 3-29.
H×nh 3-30.
H×nh 3-31.
H×nh 3-32.
H×nh 3-33.
H×nh 3-34.
H×nh 3-35.
H×nh 3-36.
H×nh 3-37.
H×nh 3-38.
H×nh 3-39.
H×nh 3-40.

Giao diƯn phần mềm EWB
Sắp xếp linh kiện trên Workbench
Gắn nh n cho linh kiện
Đồng hồ vạn năng trong EWB
Đo điện áp trong EWB
Đo dòng điện trong EWB
Đồng hồ vạn năng trong EWB
Đo điện áp bằng đồng hồ vạn năng trong EWB
Máy phát sang trong EWB
Máy hiện sóng trong EWB
Máy phân tích tần số cộng hởng trong EWB
Mô phỏng kiểm chứng phép biến đổi tơng đơng

nguồn độc lập
Mô phỏng biến đổi nguồn áp thành nguồn dòng
Mô phỏng thay thế nguồn dòng tơng đơng
Mô phỏng biến đổi tong đơng nguồn dòng thành
nguồn áp
Mô phỏng biến đổi tơng đơng hai nguồn áp thành
nguồn dòng
Mô phỏng mạch nguồn dòng tơng đơng
Mô phỏng nguồn áp tơng đơng
Mạch mô phỏng nguyên lý xếp chồng
Mạch xét nguồn áp 18 V tác động
Mạch xét nguồn dòng 6 A tác động
Mô phỏng mạch tơng đơng Thevenin
Kết quả mô phỏng đo dòng và áp
Đo điện áp hở mạch trên EWB
Đo dòng ngắn mạch trên EWB
Đo điện trở tơng đơng trên EWB
Kiểm chứng định lý Thevenin
Kiểm chứng định lý Norton
Mô phỏng mạch điện nối tiếp r-L
Đồ thị thời gian dòng và áp trong mạch r-L
Mô phỏng mạch điện nối tiếp r-C
Đồ thị thời gian dòng và áp trong mạch r-C
Mô phỏng mạch nối tiếp r-L-C
Đồ thị thời gian dạng sóng dòng và áp trong mạch rL-C nối tiếp
Mô phỏng mạch r, L, C mắc song song
Đồ thị thời gian dạng sóng dòng và áp trong mạch rL-C song song
Mô phỏng mạch điện ba pha đấu sao
Đồ thị thời gian dạng sóng dòng và áp trong mạch ba
pha đấu sao

Trang 65
Trang 66
Trang 66
Trang 66
Trang 67
Trang 67
Trang 68
Trang 68
Trang 68
Trang 69
Trang 69
Trang 69
Trang 70
Trang 70
Trang 70
Trang 71
Trang 71
Trang 71
Trang 71
Trang 72
Trang 72
Trang 73
Trang 73
Trang 73
Trang 74
Trang 74
Trang 74
Trang 75
Trang 75

Trang 76
Trang 76
Trang 77
Trang 77
Trang 78
Trang 78
Trang 79
Trang 79
Trang 80


d

H×nh 3-41.
H×nh 3-42.
H×nh 3-43.
H×nh 3-44.
H×nh 3-45.
H×nh 3-46.
H×nh 3-47.
H×nh 3-48.
H×nh 3-49.
H×nh 3-50.
H×nh 3-51.
H×nh 3-52.
H×nh 3-53.
H×nh 3-54.
H×nh 3-55.
H×nh 3-56.
H×nh 3-57.

H×nh 3-58.
H×nh 3-59
H×nh 3-60.
Hình 3-61.
Hình 3-62.
Hình 3-63.
Hình 3-64.
Hình 3-65.

Mô phỏng mạch điện ba pha đấu sao bị mất một pha
Mô phỏng mạch điện ba pha đấu sao bị mất một pha
đồng thời đứt dây trung tính
Mô phỏng mạch ba pha tải đấu tam giác
Mô phỏng quá trình quá độ mạch r-L khi hằng số thời
gian nhỏ
Đồ thị thời gian áp và dòng khi đóng mạch r-L
Mô phỏng quá trình quá độ mạch r-L khi hằng số thời
gian lớn
Đồ thị thời gian dạng sóng áp và dòng quá độ khi
đóng mạch r-L
Mô phỏng quá trình quá độ mạch r-C khi hằng số
thời gian lớn
Đồ thị thời gian dạng sóng áp và dòng quá độ khi
đóng mạch r-C
Mô phỏng quá trình quá độ mạch r-C khi hằng số
thời gian nhỏ
Đồ thị thời gian dạng sóng áp và dòng quá độ khi
đóng mạch r-C
Mô phỏng quá trình quá độ mạch vi phân khi điện trở
nhỏ

Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch vi
phân
Mô phỏng quá trình quá độ mạch vi phân khi điện trở
lớn
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch vi
phân
Mô phỏng qua trình quá độ mạch r-L-C nối tiếp
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch nối
tiếp r-L-C
Mô phỏng qua trình quá độ mạch r-L-C nối tiếp
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch nối
tiếp r-L-C
Mô phỏng qua trình quá độ mạch r-L-C nối tiếp
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch nối
tiếp r-L-C
Mô phỏng qua trình quá độ mạch r-L-C song song
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch r-LC song song
Mô phỏng qua trình quá độ mạch r-L-C song song
Đồ thị thời gian dạng sóng áp quá độ trong mạch r-LC song song

Trang 80
Trang 81
Trang 81
Trang 82
Trang 82
Trang 83
Trang 83
Trang 83
Trang 84
Trang 84

Trang 84
Trang 85
Trang 85
Trang 86
Trang 86
Trang 86
Trang 87
Trang 87
Trang 87
Trang 88
Trang 88
Trang 89
Trang 89
Trang 89
Trang 90


e

Danh mục các bảng

Bảng 2-1.

Kết quả thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 2

Trang 17

Bảng 2-2.

Kết quả thí nghiệm kiểm chứng nguyên lý xếp chồng

Trang 20

Bảng 2-3.

Kết quả thí nghiệm kiểm chứng nguyên lý xếp chồng

Trang 21

Bảng 2-4.

Kết quả thí nghiệm kiểm chứng nguyên lý xếp chồng

Trang 22

Bảng 2-5.

Kết quả thí nghiệm mạch r, L, C

Trang 30

Bảng 2-6.

Kết quả thí nghiệm trờng hợp cộng hởng điện áp

Trang 31

Bảng 2-7.

Kết quả thí nghiệm mạch r, L, C mắc song song

Trang 37

Bảng 2-8.

Kết quả thí nghiệm mạch r, L, C song song

Trang 38

Bảng 2-9.

Kết quả thí nghiệm mạch ba pha đấu sao

Trang 43

Bảng 2-10.

Kết quả thí nghiệm mạch ba pha tải đấu tam giác

Trang 47

Bảng 3-1.

Ký hiệu các nguồn phụ thuộc trong EWB

Trang 69


1

Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả có xuất phát điểm là một Trờng
Trung học có quy mô không lớn. Trong đó hệ thống phòng thí nghiệm Điện của
trờng còn rất đơn giản, cha sát thực tế, các thiết bị cũng nh các tài liệu hớng
dẫn thực hành để củng cố kiến thức lí thuyết cho sinh viên chuyên ngành còn rất hạn
chế. Hầu hết các mô hình thí nghiệm điện có trong phòng thí nghiệm và các thiết bị
điện trong các phòng thực hành hiện tại của trờng đều đ sử dụng trên 20 năm. Một
số mô hình để làm thí nghiệm và thực hành đ xuống cấp cha đáp ứng đợc quy
mô đào tạo cũng nh chất lợng đào tạo hệ cao đẳng chuyên nghiệp cũng nh hệ
công nhân kỹ thuật lành nghề của nhà trờng. Với chiến lợc phát triển của trờng
về quy mô và chất lợng đào tạo đòi hỏi Nhà trờng trong những năm tới cần phải
xây dựng một hệ thống các phòng thí nghiệm, thực hành đồng bộ, hiện đại, đáp ứng
yêu cầu đào tạo nguồn nhân lùc võa cã kiÕn thøc lý thuyÕt, võa cã kü năng thực
hành cao. Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng và mô phỏng các bài thí nghiệm cho các
môn học trong chơng trình đào tạo của trờng, trong đó có môn Cơ sở Kĩ thuật
điện có tính cấp thiết.

2. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tợng nghiên cứu của đề tài luận văn là nội dung môn học Cơ sở Kỹ
thuật điện và các bài thí nghiệm phục vụ môn học này dùng cho trờng cao đẳng.
Do hạn chế về thời gian và khuôn khổ của bản luận văn thạc sỹ nên đề tài chỉ
tập trung nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm về phần Mạch điện tuyến tính :
- Kiểm định các định luật cơ bản của mạch điện;
- Khảo sát mạch điện xoay chiều nối tiếp;
- Khảo sát mạch điện xoay chiều song song;
- Khảo sát mạch điện ba pha tải đấu sao;
- Khảo sát mạch điện ba pha tải đấu tam giác;
- Khảo sát quá trình quá độ trong mạch điện tuyến tính.

Còn các bài khác tác giả xin đợc tiếp tơc nghiªn cøu tiÕp trong thêi gian tíi.


2

3. Mục đích của đề tài
Xây dựng và mô phỏng một số bài thí ngiệm về Cơ sở Kỹ thuật ®iƯn phï hỵp
víi ®iỊu kiƯn thùc tÕ cđa Tr−êng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả-Quảng Ninh.

4. Phơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phơng pháp nghiên cứu lý thuyết và phơng pháp mô phỏng bằng
phần mềm kỹ thuật.

5. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá tổng quan về hệ thống phòng thí nghiệm Điện của Trờng Cao
đẳng Công nghiệp Cẩm Phả-Quảng Ninh.
- Nghiên cứu chơng trình đào tạo các ngành Điện và nội dung môn học Cơ
sở Kỹ thuật điện của trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả-Quảng Ninh.
- Nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm về Lý thuyết mạch điện tuyến
tính phục vụ cho học tập môn học Cơ sở Kỹ thuật điện.
- Nghiên cứu mô phỏng các bài thí nghiệm trên máy vi tính bằng phần mềm
thích hợp.

6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài đ xây dựng và mô phỏng đợc một số bài thí nghiệm về Cơ sở Kỹ
thuật điện phù hợp với điều kiện thực tế của Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm
Phả-Quảng Ninh. Kết quả của đề tài góp phần nâng cao chất lợng khâu thực hành,
thí nghiệm của sinh viên, đồng thời đóng góp vào việc xây dựng th viện các bài thí
nghiệm ảo về Cơ sở Kỹ thuật điện.

7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm Phần mở đầu, Kết luận và 3 chơng trong 91 trang đánh máy
khổ A4.
Chơng 1. Giới thiệu chung về trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm phả.
Chơng 2. Nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm về Cơ sở Kĩ thuật
điện.
Chơng 3. Mô phỏng một số bài thí nghiệm trên máy tính bằng phần mềm
Electronics Workbench 5.12
Trong quá trình thực hiện đề tài tác giả gặp rất nhiều khó khăn, nhng với sự
chỉ bảo nhiệt tình và tận tuỵ của Thầy giáo hớng dẫn đến nay bản luận văn đ hoàn
thành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Kim Ngọc Linh Thầy luôn


3

động viên và tận tuỵ giúp đỡ tác giả trong những lúc khó khăn nhất. Thầy đ dành
rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình công tác cũng nh trong
quá trình hớng dẫn tác giả làm bản luận văn tốt nghiệp này.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, các Cô trong Bộ môn Điện khí
hoá, Bộ môn Kỹ thuật Điện-Điện tử, Bộ môn Tự động hoá, Khoa Cơ Điện, Phòng
Đại học và Sau đại học Trờng đại học Mỏ-Địa chất, cảm ơn Gia đình và các bạn
đồng nghiệp đ giúp đỡ tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp của
mình.
Mặc dù đ nỗ lực hết sức nhng chắc chắn bản luận văn không tránh khỏi
những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp chân thành của các
Thầy, Cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để bản luận văn đợc hoàn chỉnh hơn.


4

Chơng 1
Giới thiệu chung về
trờng cao đẳng công nghiệp cẩm phả

1.1. Giới thiệu chung về Trờng
1.1.1. Vị trí địa lí
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả có trụ sở chính thuộc phờng Cẩm
Thuỷ, Thị x Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, là đơn vị trực thuộc Bộ Công Thơng.
Trờng đợc xây dựng với diện tích khoảng 140.000m2 nằm bên đờng
Nguyễn Văn Trỗi với mạng lới giao thông thuận lợi.
1.1.2. Chức năng, nhiệm vụ của Trờng
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả là đơn vị hành chính sự nghiệp trực
thuộc Bộ Công Thơng.
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả cung cấp dịch vụ giáo dục đào tạo,
khoa học - công nghệ, nhiều ngành, nhiều loại hình và một môi trờng học tập thuận
lợi tạo cơ hội tiếp cận cho mọi đối tợng, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá - hiện
đại hoá đất nớc và hội nhập quốc tế.
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả đào tạo nguồn, bồi dỡng nhân lực ở
trình độ Cao đẳng và trình độ thấp hơn gồm các chuyên ngành chủ yếu: Công nghệ
kĩ thuật cơ khí; công nghệ kĩ thuật điện; công nghệ thông tin; công nghệ kĩ thuật
điện tử; công nghệ cơ khí động lực; điện tự động hoá; quản trị kinh doanh, hạch toán
kế toán phục phụ nhu cầu nhân lực cho phát triển kinh tế x hội, an ninh quốc
phòng.
Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả đem lại cho x hội và cộng đồng các
lợi ích với chất lợng tốt nhất từ các hoạt động đào tạo, nghiên cứu khoa học,
chuyển giao công nghệ và dịch vụ, góp phần đắc lực vào công cuộc công nghiệp
hoá, hiện đại hoá đất nớc, giữ gìn an ninh quốc phòng và phát triển Hệ thống Giáo
dục bậc Đại học ở Việt Nam.
1.1.3. Lịch sử hình thành và phát triển
Trờng đợc thành lập từ năm 1975 với tên Trờng Công nhân Kỹ thuật trực

thuộc Nhà máy cơ khí Trung tâm Cẩm Phả.


5

Năm 1987 Trờng đổi tên thành Trờng Đào tạo Bồi dỡng Công nhân Cán
bộ trực thuộc Công ty Cơ khí mỏ Cẩm Phả.
Từ năm 1996 1998 Trờng đổi tên thành Trờng Đào tạo ngành Cơ điện
Mỏ Năng lợng trực thuộc Tổng Công ty Cơ khí Năng lợng và Mỏ.
Tháng 3 năm 1998 Trờng đợc nâng cấp và đổi tên thành Trờng Trung học
Công nghiệp Cẩm Phả trực thuộc Bộ Công nghiệp.
Tháng 11 năm 2007 Trờng đợc nâng cấp và đổi tên thành Trờng Cao đẳng
Công nghiệp Cẩm Phả trực thuộc Bộ Công thơng.
1.1.4. Tổ chức hành chính
Bộ máy l nh đạo của Nhà trờng tổ chức theo mô hình trực tuyến chức năng
một cách gọn gàng, hoạt động tốt, việc điều hành hoạt động thông qua các khoa và
các phòng chức năng, do đồng chí Hiệu trởng nhà trờng chịu trách nhiệm điều
hành trực tiếp.
Nhà trờng gồm hai bộ phận chính: các khoa gồm: Khoa Điện; khoa Kế toán;
khoa Công nghệ thông tin; khoa Điện tử; khoa Khoa học cơ bản; khoa Mác Lênin;
khoa Kỹ thuật cơ sở; khoa Cơ khí và các phòng chức năng gồm: Phòng Đào tạo;
phòng Hành chính tổng hợp; phòng Công tác học sinh; phòng Quản trị đời sống;
phòng Kế toán.
Tổng số các bộ công nhân viên chức là 130 ngời, trong đó 93 giáo viên. Một
trăm phần trăm số giáo viên đạt chuẩn, ba mơi phần trăm có trình độ sau đại học.

1.2. Giới thiệu hệ thống phòng thí nghiệm hiện tại của khoa Điện
Khoa Điện là một trong những khoa lớn của Trờng, có bề dày lịch sử với số
lợng cán bộ giảng dạy, sinh viên, học sinh theo học đông nhất của Trờng Cao
đẳng Công nghiệp Cẩm Phả. Khoa phụ trách giảng dạy các môn học lí thuyết và thí

nghịêm cơ sở thuộc chuyên ngành Điện. Khoa còn tham gia vào các chơng trình
đào tạo liên kết với các trờng chuyên nghiệp và dạy nghề ở một số tỉnh trong khu
vực, đào tạo nghề và nghiên cứu khoa học...
Khoa có 15 cán bộ (2 cán bộ trợ giảng) có năng lực, chuyên môn vững vàng
đ có nhiều đóng góp cho sự phát triển nền kinh tế khu vực Quảng Ninh cũng nh
một số tỉnh lân cận bằng các kết quả đào tạo và nghiên cứu khoa học. Các thế hÖ


6

sinh viªn, häc sinh cđa khoa sau khi tèt nghiƯp đ và đang có nhiều cống hiến quan
trọng.
Do mới đợc thành lập nên Phòng thí nghiệm điện của khoa Điện hiện là một
trong những phòng thí nghiệm còn đơn giản, nhá hĐp víi diƯn tÝch kho¶ng 100m2 cã
søc chøa cïng lúc khoảng 30 sinh viên. Các trang thiết bị phục phục việc học tập,
thực hành cha đợc đồng bộ. Hệ thống phòng thí nghiệm điện bao gồm phòng thí
nghiệm kĩ thuật điện và phòng PLC phục phụ cho các môn cơ sở lí thuyết mạch
điện, kỹ thuật đo, máy điện,.... và sử dụng các thiết bị đo lờng, tự động.
Các mô hình, thiết bị ở đây đợc lắp đặt nhằm giíi thiƯu, lµm thÝ nghiƯm vµ
thùc hµnh cho häc sinh học nghề. Tuy nhiên trong những năm gần đây chất lợng
tay nghề của ngời thợ khi ra trờng đòi hỏi ngày một nâng cao. Nhà trờng đ
không ngừng đầu t trang thiết bị giảng dậy, các mô hình học, các bộ thí nghiệm và
các máy móc, thiết bị điều khiển mới, nhằm thay thế dần các mô hình thí nghiệm đ
cũ. Cụ thể đối với phòng thí nghiệm nhà trờng đ đầu t thêm một số bộ thí
nghiệm về điện đợc sản xuất trong nớc, đối với các phòng thực hành đ trang bị
thêm một phòng thực hành tự động hoá quá trình sản xuất.
Các phòng thí nghiệm điện đảm trách nhiệm vụ dạy thực tập cơ điện cho các
sinh viên chính quy, sinh viên tại chức, học sinh nghề và học sinh các lớp địa
phơng, các lớp cạnh xí nghiệp của các ngành cơ điện, điện mỏ, tự động. Phòng
nằm trên tầng hai d y nhà B của Trờng bao gồm các phòng thí nghiệm:

+ Phòng thí nghiệm Kỹ thuật điện gồm có các mô hình về các môn học: Đo
lờng, trang bị điện, máy điện, cơ cấu đo, máy đo...
+ Phòng thí nghiệm PLC có các mô hình thực tế nh mô hình đèn đờng giao
thông, thang máy, băng tải, trục tải...
Ngoài mặt bằng còn có một số phơng tiện, dụng cụ, nhà xởng thực tập tay
nghề, có các trang thiết bị phục phụ cho việc dạy thực tập và một số phòng chức
năng nh phòng thực tập hàn lắp, phòng thực tập lắp ráp hoàn chỉnh, phòng thực tập
sửa chữa... Các phòng thực hành chuyên môn nghề sửa chữa điện đợc bố trí liền sát
nhau tại xởng thực hành nằm ở phía Nam của trờng, mỗi phòng rộng khoảng
200m2. Trong từng phòng đợc lắp đặt bố trí đầy đủ các máy móc thiết bị điện, mô


7

hình các bảng điện công nghịêp. Về cơ bản có đủ các chủng loại máy móc thiết bị
điện đang đợc sử dụng rộng r i ngoài thực tế, các phòng thực hành chuyên môn
của trờng nh một phân xởng cơ ®iƯn sưa ch÷a thu hĐp, nh»m gióp häc sinh sau
khi học lý thuyết đợc trực tiếp làm quen với các máy móc thiết bị điện, cũng nh
thực hành các phơng pháp lắp ráp, bảo dỡng, vận hành sửa chữa các h hỏng của
chúng trong quá trình sản xuất.

1.3. Xu thế phát triển của Nhà trờng và đánh giá thực trạng hệ thống
phòng thí nghiệm về Điện hiện tại
1.3.1. Xu thế phát triển của Trờng
Trải qua quá trình phát triển của ngành Than, Nhà máy cơ khí trung tâm Cẩm
Phả nhiều lần thay đổi mô hình tổ chức, kéo theo sự thay đổi của trờng về tên gọi,
cũng nh cơ quan chủ quản, nhng nhiệm vụ chiến lợc của trờng vẫn là đào tạo
công nhân kĩ thuật cơ khí chất lợng cao, chủ yếu phục phục cho sự phát triển của
ngành than và các ngành kinh tế khác vùng Đông bắc. Sau 25 năm thành lập, trờng
đợc đổi tên thành Trờng Trung học Công nghịêp Cẩm Phả.

Đất nớc bớc vào thời kì hội nhập kinh tế quốc tế, tỉnh Quảng Ninh nằm
trong vùng động lực kinh tế phía Bắc, có tốc độ tăng trởng kinh tế cao, có nhiều
khu công nghiệp, khu kinh tế tổng hợp, nhu cầu cán bộ có trình độ cao đòi hỏi phải
có các trờng có năng lực và kinh nghiệm đào tạo ở bậc cao. Vì vậy, ngày
20/11/2007, trờng đợc nâng cấp thành Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả,
mô hình đào tạo khá đa dạng: Cao đẳng chuyên nghiệp, trung cấp chuyên nghiệp,
cao đẳng nghề, trung cấp nghề, trung học phổ thông cơ sở với quy mô 3500 đến
5000 sinh viên, học sinh vào các năm 2007 2010.
Ba mơi ba năm xây dựng và trởng thành, Trờng Cao đẳng Công nghiệp
Cẩm Phả đ đào tạo trên 30.000 cán bộ trung cấp kỹ thuật và công nhân kỹ thuật
cho đất nớc nói chung, vùng Đông bắc nói riêng, trờng trở thành cơ sở đào tạo có
uy tín, tin cậy.
Xuất phát từ một cơ sở đào tạo nghề, Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả
luôn bám sát mục tiêu là đào tạo cán bộ có trình độ trung cấp chuyên nghiệp các
ngành: Sửa chữa khai thác thiết bị cơ khí, Điện công nghiệp và dân dụng, §iƯn tư,


8

Tin học, Hạch toán, Kế toán và đào tạo công nhân lành nghề các nghề: Điện công
nghiệp, Điện dân dụng, Điện tử và các nghề Cơ khí. Đồng thời, trờng còn bồi
dỡng kiến thức quản lí cho đội ngũ cán bộ quản lí từ tổ trởng sản xuất, đốc công...
theo yêu cầu của các doanh nghiệp.
Trờng thờng xuyên ký hợp đồng với các cơ sở đào tạo, nghiên cứu và sản
xuất kinh doanh trong và ngoài nớc để thực hiện đa dạng hoá các loại hình đào tạo,
gắn việc đào tạo và nghiên cứu ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ nhằm khai
thác có hiệu quả cơ sở vật chất, năng lực, trình độ của giáo viên.
Trờng có 130 cán bộ, giáo viên, công nhân viên, trong đó có 93 giáo viên
(78 giáo viên cơ hữu). Ngoài ra trờng thờng xuyên ký hợp đồng với nhiều giáo
viên có trình độ đại học và trên đại học tham gia giảng dạy. Hàng năm, trờng đều

cử cán bộ, giáo viên theo học cao học và bồi dỡng chuyên môn, nghiệp vụ. Phấn
đấu đến năm 2010, trờng sẽ có 30 40% giáo viên có trình độ Thạc sĩ.
Với quy mô đào tạo, trờng đợc cấp 136.700m2 cho hai cơ sở (phờng Cẩm
Thuỷ và phờng Quang Hanh, thị x Cẩm Phả). Trờng đ xây dựng khu kí túc xá
1.638m2, đủ chỗ cho 500 sinh viªn ë néi tró. HiƯn nay tr−êng vừa xây xong khu
giảng đờng 6 tầng, 50 phòng học, đủ chỗ cho 1.500 học sinh, sinh viên với tổng
kinh phí đầu t gần 145 tỷ đồng.
Với những thành tích đạt đợc trong 33 năm qua, Trờng Cao đẳng Công
nghiệp Cẩm Phả đ đợc Đảng và Nhà nớc trao tặng Huân chơng Lao động hạng
Ba, hạng Nhì và nhiều phần thởng khác của Chính phủ, của các ngành, các cấp.
Những năm tới, Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả tiếp tục đổi mới
toàn diện và mở rộng quy đào tạo, bậc đào tạo, năng cao chất lợng đào tạo, xứng
đáng là một trờng cao đẳng đợc sinh ra và trởng thành tại cái nôi của một
vùng công nghiệp lớn.
1.3.2. Thực trạng hệ thống phòng thí nghiệm Điện
Theo quy hoạch phát triển chung của Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm
Phả, từ nay đến năm 2015, dự kiến số cán bộ viên chức của Khoa Điện sẽ là khoảng
20 cán bộ. Yêu cầu nâng cao chất lợng đào tạo và nghiên cứu khoa học đòi hỏi số
cán bộ trẻ của Khoa phải không ngừng học tập, nâng cao trình độ về mọi mỈt.


9

Tăng cờng xây dựng cơ sở vật chất của Khoa và trang thiết bị của phòng thí
nghiệm, trang thiết bị của xởng thực hành Cơ điện từ mọi nguồn có thể. Tìm cơ hội
để các h ng sản xuất thiết bị thí nghiệm điện, các doanh nghiệp trong và ngoài nớc
chọn Khoa là đối tác.
Tăng cờng về quy mô đào tạo với việc duy trì đào tạo liên tục hệ cao đẳng
chính quy, đào tạo tại chức tại những nơi có nhu cầu về Cơ điện (nh Thái Bình,
Thái Nguyên...) liên thông các ngành nghề.

Với mục tiêu đào tạo theo hớng nghề nghiệp ứng dụng đa cấp, đa lĩnh vực,
đặc biệt đào tạo các ngành nghề phục phụ ngành điện và công cuộc công nghiệp hoá
- hiện đại hoá đất nớc, Trờng phải không ngừng mở rộng giao lu liên kÕt víi c¸c
tr−êng cïng lÜnh vùc trong khu vùc nh»m giúp sinh viên, học sinh chuyên ngành có
thể đợc tiếp cận và đợc thực hành thao tác trên các loại máy móc và trang thiết bị
hiện đại, để sau khi ra trờng sinh viên có nhiều cơ hội xin việc làm và tiếp xúc với
công việc một cách thành thạo hơn.
Trong thời gian tới, trờng sẽ mở rộng công tác đào tạo, đồng thời tiếp tục
nghiên cứu thị trờng lao động để xây dựng thêm các chơng trình cho các ngành
đào tạo mới, phát triển đội ngũ giáo viên cả về số lợng và chất lợng phù hợp với
nhu cầu phát triển cuả ngành cơ điện nói riêng và nền kinh tế nói chung. Nhà trờng
cần luôn luôn cố gắng để có những chơng trình phù hợp, cái tiến tài liệu, giáo trình
cho phù hợp với xu thế phát triển chung của giáo dục cao đẳng, đại học.
Để đáp ứng những thử thách trong thời đại phát triển nhanh về công nghệ,
mục tiêu hoạt động của Khoa là phát triển và duy trì môi trờng đào tạo công nhân
điện kỹ thuật cao với chất lợng tốt, nỗ lực cập nhật, cải tiến chơng trình đào tạo
theo hớng gắn liền với ứng dụng thực tiễn và đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về
nguồn nhân lực chất lợng cao của cộng đồng các doanh nghiệp phía Bắc.
Với mục tiêu đẩy mạnh hơn nữa sự nghiệp đào tạo và nghiên cứu khoa học,
từng bớc hoà nhập vào nền giáo dục của các trờng trong khu vực thì tập thể ban
l nh đạo và cán bộ công nhân viên khoa Điện nói riêng và Trờng Cao đẳng Công
nghiệp Cẩm Phả nói chung cần đợc hỗ trợ từ các tổ chức Nhà nớc, cần học hỏi
nâng cao trình độ chuyên môn để đa ra đợc các biện pháp tối u nhằm đáp ứng
đợc nhu cầu phát triển chung.


10

Tuy nhiên, Trờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả có xuất phát điểm là một
trờng công nhân dạy nghề chất lợng cao có quy mô không lớn, nên tất cả các cơ

sở vật chất phục phụ cho việc học tập đều rất hạn chế. Ví nh, phòng thí nghiệm
điện của Trờng còn rất thô sơ, đơn giản. Khoa điện hiện có hai phòng thí nghiệm
và hai xởng thực hành trong ®ã mét phßng thÝ nghiƯm kü tht ®iƯn, mét phßng
PLC với một số mô hình thí nghiệm của các môn học đo lờng, máy điện, trang bị
điện,... Nhận thấy hiện trạng về trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, thực hành của
phòng thí nghiệm điện của trờng còn rất đơn giản, một số môn học còn cha có mô
hình thí nghiệm, dụng cụ, trang thiết bị thí nghiệm nh môn cơ sở lý thuyết mạch,
điện tử công suất... cũng nh các tài liệu hớng dẫn thí nghiệm, thực hành phục phụ
những ham muốn, tìm tòi của giáo viên và học sinh. Phòng thí nghiệm điện cha cân
xứng với quy mô, ngành nghề đào tạo, chất lợng đào tạo của hệ thống dạy và học.
Nhận xét chung:
Qua tìm hiểu hệ thống các phòng thí nghiệm và thực hành về điện của trờng
Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả cho thấy:
- Hầu hết các mô hình thí nghiệm điện có trong phòng thí nghiệm và các thiết
bị điện trong các phòng thực hành hiện tại của trờng đều đ sử dụng trên 20 năm.
Một số mô hình để làm thí nghiệm và thực hành đ xuống cấp và thiếu cha đáp ứng
đợc quy mô cũng nh chất lợng đào tạo hệ cao đẳng chuyên nghiệp cũng nh hệ
công nhân kỹ thuật lành nghề của nhà trờng.
- Mặc dù một số mô hình thí nghiệm và thực hành có ứng dụng các tiến bộ
khoa học kỹ thuật công nghệ mới vào sản xuất đợc bổ sung trong vài năm gần đây,
song vẫn cha đáp ứng đợc nhu cầu tìm hiểu, thực hành, làm thí nghiệm về một số
ứng dụng của thiết bị điện tử và bán dẫn trong máy sản xuất của học sinh học nghề.
- Đối với sự phát triển khoa học kỹ thuật hiện nay các hệ thống trang bị điện
của của các máy sản xuất đ và đang thay đổi sâu sắc. Đặc trng cơ bản của nó là
ứng dụng các thiết bị điện tử - bán dẫn, và cũng nhờ đó mà nâng cao mức độ tự động
hoá. Vì thế, thực tế đòi hỏi đội ngũ công nhân kỹ thuật ra trờng phải nắm bắt đợc
những kiến thức cần thiết không những để khai thác các máy sẵn có mà còn có thể
tính toán, thay thế sửa chữa những hệ thống cũ, nắm bắt đợc công nghệ mới và các

11

phơng thức điều khiển mới áp dụng thực tế vào sản xuất có nh vậy sản phẩm làm
ra mới đợc nhiều và giá thành hạ.
- Để đáp ứng đợc những yêu cầu trên Nhà trờng cần quan tâm hơn nữa tới
việc đầu t thêm các hệ thống trang thiết bị điện, các mô hình thí nghiệm và thực
hành về điện của trờng. Đặc biệt là các mô hình thí nghiệm, các bài thí nghiệm và
thực hành về lĩnh vực ứng dụng các thiết bị điện tử và bán dẫn mới, hiện đại đang
đợc ứng dụng rộng r i trong máy s¶n xt hiƯn nay.


12

Chơng 2
Nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm
về cơ sở kĩ thuật điện

2.1. Thí nghiệm kiểm định các định luật cơ bản của mạch điện
2.1.1. Mục đích thí nghiệm
Kiểm nghiệm lại các định luật Ôhm, Kirhof 1 và Kirhof 2, Thevenin, Norton,
nguyên lí xếp chồng.
2.1.2. Tóm tắt lí thuyết
2.1.2.1. Định luật Ôhm
Là một định luật nói lên mối quan hệ giữa dòng điện qua đoạn mạch và điện
áp giữa hai đầu đoạn mạch đó. Đây là định luật cho mối liên hệ giữa hai biến khác
loại, nó chính là phơng trình trạng thái, biểu diễn đợc hành vi riêng của từng vùng
năng lợng. Dạng biểu thức tổng quát:
u = Zi trong đó Z là toán tử.
Ví dụ:
- Trên vùng tiêu tán: u = R.i Z = R;

(2-1)
1
1
i.dt → Z C = ∫ dt ;
∫
C
C

(2-2)

di
d.
→ Z L = L. ;
dt
dt

(2-3)

- Trên vùng điện trờng: u C =
- Trên vïng tõ tr−êng: u L = L

Hc i = Y.u trong đó Y là toán tử dẫn
1
1
.u Y R = = g ;
R
R

(2-4)

du
d.
→ YC = C . ;
dt
dt

(2-5)

1
1
u.dt → YL = .dt .

L
L

(2-6)

- Trên vùng tiêu tán: i = g.u =

- Trên vùng điện trờng: iC = C.
- Trên vùng từ trờng: i L =

2.1.2.2. Định luật Kirhof 1 (K1)
Khi thiết bị điện thoả m n điều kiện mạch hoá thì coi ở mỗi thời điểm t dòng
dẫn i(t) có giá trị nh nhau dọc theo vật dẫn, dòng điện chảy liên tục một cách tức
thời dọc theo các vật dẫn. Đây chính là cơ sở để dẫn ra định luật K1:
Tổng đại số dòng dẫn vào hoặc dẫn ra tại một nút triệt tiêu.
Biểu thức của định luËt:

∑i

K

= 0;

(2-7)


13

Với quy ớc dòng điện rời khỏi nút có giá trị âm, dòng điện hớng vào nút có
giá trị dơng và ngợc lại.
2.1.2.3. Định luật Kirhof 2 (K2)
Với điều kiện mạch hoá sẽ có sự phân bố điện thế dọc các vật dẫn trong thiết
bị điện. Vì vậy đi theo một vòng trong thiết bị điện trở lại điểm xuất phát sẽ trở lại
thế cũ với lợng tăng thế bằng 0. Từ đó phát biểu K2 nh sau:
Tổng đại số các sụt áp trên một vòng kín triệt tiêu.

u e
k

k

= 0 hay

u

k

= ek

(2-8)

Chiều của mạch vòng là chiều chọn tuỳ ý, dấu của sức điện động và các sụt
áp chọn cùng dấu với mạch vòng, hoặc ngợc lại.
2.1.2.4. Nguyên lý xếp chồng
Trong một mạch có nhiều nguồn độc lập, đáp ứng (dòng, áp) do nhiều nguồn
gây ra bằng tổng các đáp ứng do từng nguồn gây ra khi các nguồn khác bằng không.
Nguồn áp bằng 0: ngắn mạch
Nguồn dòng bằng 0: hở mạch
Nh vậy một mạch bất kì có N nguồn kích thích độc lập, một đáp ứng XK sẽ
ã

ã

N

XK =Xi ;

đợc tính:

(2-9)

i =1

ã

X i - đáp ứng của mạch khi kích thích là Fi các kích thích khác cho bằng 0.

Đáp ứng tạo bởi nguồn kích thích tác động đồng thời thì tổng các đáp ứng tạo

bởi mỗi nguồn kích thích tác động riêng rẽ.
2.1.2.5. Mạch tơng đơng Thevenin và Norton
Định lí Thevenin: Một mạng một cửa bất kì có thể thay thế tơng đơng bởi
một mạch gồm có một nguồn áp có giá trị bằng điện áp hở mạch mắc nối tiếp với
một trở kháng ZTĐ.

Mạch
điện

Ztd

A
+-

A

E = Uhm

B

B

Hình 2-1. Mạch tơng đơng Thevenin

Định lí Norton: Một mạng một cửa bất kì có thể thay thế tơng đơng bởi
một mạch gồm có một nguồn dòng có giá trị bằng dòng điện trên cửa khi ngắn
mạch mắc nối tiếp với một trở kháng ZTĐ.


14

A

A

Mạch
điện

J = Jnm

B

Ztd

B

Hình 2-2. Mạch tơng đơng Norton

Trở kháng ZTĐ chính là trở kháng nhìn vào hai cực của mạng một cửa khi cho
các nguồn độc lập bằng 0.
Nguồn áp bằng 0: ngắn mạch
Nguồn dòng bằng 0: hở mạch
Để tính trở kháng ZTĐ ta có thể dùng các cách sau:
Cách 1: Triệt tiêu tất cả các nguồn độc lập trong mạng một cửa AB
It

A

Mạng 1 cửa
triệt tiêu tất

cả các nguồn
độc lập

A
+

Et

+-

Ut

Jt

-

B

B

Ztd = E t
It

Ztd = Ut
Jt

Hình 2-3. Mô hình mạng mét cưa
KÝch thÝch ë cưa AB mét ngn ¸p (gi¸ trÞ Et cã thĨ chän t ý, vÝ dơ Et =
1V). Xác định dòng It chảy vào mạch từ nguồn Et. Suy ra:
ã

Z TD =

Et
ã

;

(2-10)

Jt
ã

Cách 2: Lần lợt hở mạch và ngắn mạch hai cực A, B để xác định điện áp U hm và
dòng điện Inm. Từ đó suy ra:
ã

Z TD =

U hm
ã

;

(2-11)

I nm

Cách 3: Trờng hợp không chứa nguồn phụ thuộc nào ta tính ZTĐ bằng cách triệt
tiêu tất cả các nguồn độc lập trong mạch, sau đó tính ZTĐ nhìn vào hai cực A, B bằng

các phép biến đổi tơng đơng.
2.1.3. Dụng cụ thí nghiệm
Sử dụng Ampemet, Vonmet, Ôhmet, biến trở, điện trở, nguồn một chiều 12 V.
2.1.4. Trình tự tiến hành thí nghiệm.


15

2.1.4.1. Định luật Ôhm
Mắc sơ đồ thí nghiệm nh hình 2-4.
Cắm các jăm J1 và J4 , đấu Vônmet vào hai cực 3 và 4, Ampemet vào 1 và 2.
Đặt biến trở RV1 ở vị trí giữa.

Hình 2-4. Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Ôhm
Đọc trị số của các dụng cụ đo, tính điện trở R theo công thức R =

U
.
I

2.1.4.2. Định luật Kirhof 1 và 2
Mắc sơ đồ thí nghiệm nh hình 2-5.
- Cắm các jăm J17, J18, J19 và mắc các dụng cụ đo nh hình 2-5.

Hình 2-5. Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1
Với số liệu đo đợc nghiệm lại phơng trình Kirhof 1 cho nót A d¹ng:
− I A1 − I A 2 + I = 0

- Chuyển các Ampemet đến các jăm J18, J19 và nối tắt J16 và J20 nh hình 2-6.
- Đọc trị số dòng điện IR9, IR10 chØ bëi c¸c Ampemet.

16

Hình 2-6. Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1
- Hở mạch jăm J20 và nối jăm J21 nh hình 2-7.

Hình 2-7. Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 1 và định luật Ôhm
- Đặt chiết áp RV2 về vị trí giữa
- Từ IR9, IR10 đọc đợc ở thí nghiệm trên tìm đợc:
I R 8 RV 2 = I − (I R 9 + I R10 )

- TÝnh

(R8 + RV 2) =

U
I R8− RV 2

=

- BiÕt R8 là 1 k tính đợc RV2 = (R8+RV2) - 1=........
- Nối mạch jăm J23, J24, mắc Ampemet giữa 11 và 12, Vônmet giữa 13 và
14 nh hình 2-8.

Hình 2-8. Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Kirhof 2