Tai lieu Dien ky thuat 1

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (574.99 KB, 103 trang )

(1)V¨n phßng GTZ hµ néi - viÖt nam DA: PN 2003. 3504 - 019. 00. Tµi liÖu häc tËp M«n häc: §iÖn kü thuËt (PhÇn I: giai ®o¹n c¬ b¶n. Dùng cho đào tạo CNKT NghÒ: §iÖn xÝ nghiÖp ). Hµ néi - 2003. Lêi nãi ®Çu Kỹ thuật điện là ngành ứng dụng các hiện tợng điện từ để biến đổi năng lợng, đo lờng, điều khiển, xử lý tín hiệu vv...

(2) Nó bao gồm tạo ra, biến đổi và sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ trong các hoạt động thực tế của con ngời. So với các hiện tợng vật lý khác nh cơ, nhiệt, quang... hiện tợng điện từ đợc phát hiện chậm hơn vì các giác quan của con ngời không cảm nhận trực tiếp đợc hiwnj tợng này. tuy nhiên việc khám phá ra hiện tợng điện từ đã thúc đẩy mạnh mÏ cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt chuyÓn sang lÜnh vùc ®iÖn khÝ ho¸, tù động hoá. §iÖn n¨ng cã u ®iÓm næi bËt lµ cã thÓ s¶n suÊt tËp trung víi nguån c«ng suÊt lớn, có thể truyền tải đi xa và phân phối đế nơi tiêu thụ với tổn hao tơng đối nhỏ. Điện năng dễ dàng biến đổi thành các dạng năng lợng khác, mặt khác quá trình biến đổi năng lợng và tín hiệu điện từ dễ dàng tự động hoá vá điều khiển từ xa, cho phép giải phóng lao động chân tay và ngay cả lao động trí óc của con ngời. Cuốn tài liệu điện kỹ thuật này đợc biên soạn theo kế hoạch đào tạo và chơng trình môn học phù hợp với các trờng THCN và dạy nghề hiện nay. cuốn sách đợc biên soạn trên cơ sở đúc rút kinh nghiệm của các giáo trình kỹ thuật điện và nh÷ng kinh nghiÖm nhiÒu n¨m gi¶ng d¹y m«n ®iÖn kü thuËt t¹i trêng. Đồng thời cũng đã tham khảo những lợng kiến thức cơ bản từ chơng trình vật lý phổ thông, các môn học kỹ thuật điện, phần điện và môn vật lý đại cơng ở bậc đại học và tham khảo ở một số tài liệu khác đang lu hành hiện nay, nên không đi sâu về mặt lý luận mà chú ý nhiều đến tính toán, ứng dụng kỹ thuật phục vụ các hoạt động khoa học hiện nay. Cuốn tài liệu đợc biên soạn đã cung cấp những kiến thức cơ bản, cô đọng phù hợp với chơng trình đào tạo hiện nay. Để biên soạn tác giả đã phải cố gắng rÊt nhiÒu nghiªn cøu vµ tham kh¶o rÊt nhiÒu tµi lÖu,xong víi thêi lîng cña ch¬ng tr×nh vµ nh÷ng kinh nghiÖm tÝch luü kiÕn thøc cßn cã h¹n, v× vËy cuèn tµi liÖu dạy học còn có những mặt hạn chế nhất định . Rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến xây dựng của các bậc thầy đi trớc, các bạn đồng nghiệp cũng nh của mọi độc giả để cuốn tài liệu dạy học này đợc hoàn thiện hơn . Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!. môc lôc Môc 1.1. Néi dung Ch¬ng I. m¹ch ®iÖn mét chiÒu Dßng ®iÖn. Trang. 1. 2. Suất điện động của nguồn điện. 5. 1. 3. §iÖn trë cña vËt dÉn. 6. 1.4. M¹ch ®iÖn vµ c¸c phÇn tö cña m¹ch ®iÖn. 7. 1.5. Các định luật cơ bản. 9. 1.6. C¸ch gÐp ®iÖn trë vµ nguån ®iÖn. 17. 1.7. C«ng vµ c«ng suÊt cña dßng ®iÖn vµ nguån ®iÖn. 21. 1.8. Sự biến đổi điện năng thành nghiệt năng. 23. 1.

(3) 1.9. HiÖn tîng nhiÖt ®iÖn- Pin nhiÖt ®iÖn. 24. 1.10. Tổn hao điện áp và tổn hao công suất trên đờng dây. 25. 1.11. C©u hái «n tËp ch¬ng I. 27. Ch¬ng II. ®iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2.1. Tõ trêng cña dßng ®iÖn. 31. 2.2. Các đại lợng đặc trng của từ trờng. 34. 2.3. T¸c dông cña tõ trêng lªn d©y dÉn cã dßng ®iÖn. 37. 2.4. M¹ch tõ. 40. 2.5. HiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ. 43. 2.6. C©u hái «n tËp ch¬ng II - KiÓm tra. Ch¬ng III. m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 pha. 49. Dßng ®iÖn xoay chiÒu h×nh sin. 53. Các đại lợng đặc trng. 55. Biểu diễn các đại lợng xoay chiều hình sin bằng đồ thịvéc tơ. 57. TÝnh chÊt cña m¹ch ®iÖn xoay chiÒu. 59. C«ng suÊt vµ hÖ sè c«ng suÊt. 73. C©u hái «n tËp ch¬ng III - KiÓm tra. Ch¬ng IV.m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha. 74. HÖ thèng 3 pha. 77. C¸ch m¾c m¹ch 3 pha h×nh sao. 79. C¸ch m¾c m¹ch 3 pha h×nh tam gi¸c. 81. C«ng suÊt m¹ch 3 pha. 82. Tõ trêng cña dßng ®iÖn 3 pha. 84. C©u hái «n tËp ch¬ng IV - KiÓm tra. Ch¬ng V. m¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. 87. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6. Nguån cÊp ®iÖn 5.1 5.2 5.3. Mạch khuyếch đại điện tử Mạch tạo dao động øng dông kü thuËt ®iÖn tö trong th«ng tin. 89 97 108.

(4) 5.4 5.5. C©u hái «n tËp ch¬ng V - KiÓm tra.. 115 119.

(5) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu. Ch¬ng I M¹ch ®iÖn 1 chiÒu 1.1- Dßng ®iÖn 1.1.1- Kh¸i niÖm chung 1.1.1.1- §iÖn tÝch - ®iÖn trêng a- §iÖn tÝch * §N : Lµ nh÷ng h¹t nhá bÐ cña vËt chÊt cã mang ®iÖn tÝch. cã 2 lo¹i ®iÖn tÝch lµ ®iÖn tÝch ©m (-) vµ ®iÖn tÝch d¬ng (+) . * TÝnh chÊt: hai ®iÖn tÝch cïng dÊu th× ®Èy nhau, hai ®iÖn tÝch kh¸c dÊu th× hót nhau. VÝ dô : Hai ®iÖn tÝch cïng mang dÊu (-) hoÆc cïng mang dÊu (+) th× ®Èy nhau. b- §iÖn trêng Là môi trờng vật chất bao quanh các điện tích trong đó có tồn tại các lực tác dụng tới các điện tích nằm trong môi trờng đó. Lùc t¸c dông gi÷a hai ®iÖn tÝch gäi lµ lùc ®iÖn trêng. Ký hiÖu :. F = K. q1.q2 / .r2. Trong đó: K là hằng số = 9.109 ( N.n2/c2 ) q1,q2 là đơn vị điện tích tính bằng cu lông ( c )  lµ h»ng sè ®iÖn m«i r là khoảng cách giữa hai điện tích đơn vị ( m ) c - Cờng độ điện trờng. Là đại lợng đặc trng cho độ mạnh yếu của điện trờng. Ký hiÖu : E ( V/m ) = F / q d - HiÖu ®iÖn thÕ Lµ sù chªnh lÖch ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm ®ang xÐt.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(6) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu điện thế của đất coi nh bằng không. 1.1.1.2- §Þnh nghÜa dßng ®iÖn : * §N 1 : - Dßng ®iÖn lµ dßng chuyÓn dêi cã híng cña c¸c h¹t ®iÖn tÝch trong ®iÖn trêng. * Quy íc chiÒu : Lµ chiÒu chuyÓn rêi cña c¸c ®iÖn tÝch d¬ng. Điều kiện để có dòng điện: + M«i trêng ph¶i cã ®iÖn tÝch. + Ph¶i cã lùc t¸c dông cña ®iÖn trêng. * ĐN 2 : - Cờng độ dòng điện : Đặc trng cho độ mạnh, yếu cuả dòng điện. là đại lợng đo bằng tỷ số giữa lợng điện tích chuyển qua tiết diện thẳng của 1 dây dÉn vµ thêi gian ®iÖn tÝch chuyÓn qua. I =. q. đơn vị : cu lông/giây = A. t 1 mi li am pe (mA) = 10 -3 (A) 1 mi ci cro am pe (A) = 10 -6(A). 1.1.1.3- B¶n chÊt dßng ®iÖn trong c¸c m«i trêng a- Dßng ®iÖn trong kim lo¹i - Thí nghiệm đã chứng tỏ : Tính dẫn điện của kim loại đợc gây ra bởi chuyển. động của các điện tử. - Khi điện trờng bằng không thì các điện tử chuyển động hỗn loạn. Lợng điện tử chuyển động theo một chiều nào đó bằng lợng điện tử chuyển động theo chiều ngợc lại dẫn đến I = 0. - Khi điện trờng khác không dẫn đến các điện tử chuyển động dới tác dụng của một lực nó sẽ chuyển động có hớng xác định dẫn đến xuất hiện sự chuyển dời có hớng của các hạt mang điện dẫn đến I khác 0 KL: Dßng ®iÖn trong kim lo¹i Lµ dßng chuyÓn rêi cã híng cña c¸c ®iÖn tö tù do díi t¸c dông cña ®iÖn trêng.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(7) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu b- Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n - C¸c dung dÞch muèi, a xÝt, ba z¬, chÊt ®iÖn ph©n. Theo thuyết điện ly: Muối, áit, bazơ đợc hoà tan vào nớc đợc tách thành ion trái dÊu. VÝ dô: NaCl  Na+ + Cl- ( sù ph©n ly ). Sau khi t¹o thµnh mét sè ion tr¸i dÊu cã thÓ va ch¹m víi nhau trong qu¸ tr×nh chuyển động nhiệt hỗn loạn và kết hợp với nhau  phần tử trung hoà. VÝ dô: Na+ + Cl-  NaCl ( sù t¸i hîp ). Khi E = 0: ion chuyển động nhiệt hôn loạn  I = 0 Khi E  0: ion chuyển động theo phơng điện trờng dới tác dụng của lực ®iÖn trêng. Ion ( + ) chuyển động theo phuêong E về cực (-) K Ion ( - ) chuyển động theo phơng ngợc E về cực (+) A. KL: Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn rêi cã híng cña c¸c. ion (-) vµ (+) díi t¸c dông cña ®iÖn trêng ion (-) vÒ cùc (+) vµ ngîc l¹i. c- Dßng ®iÖn trong chÊt khÝ - Khi điện trờng bằng 0: các hạt mang điện chuyển động hỗn loạn dẫn đến I = 0. C¸c ®iÖn tö va ch¹m kÕt hîp ion (+)  ph©n tö, nguyªn tö trung hoµ.  sù t¸i hîp. - Khi điện trờng khác 0: chịu tác dụng của lực điện trờng chúng chuyển động có hớng ,điện tử và ion (+) chuyển động cùng chiều E về cực (-), điện tử và ion (-) chuyển động cùng chiều E về cực (+).  I trong chÊt khÝ . ChiÒu ®iÖn trêng cã híng tõ A  K. - KL: Dßng ®iÖn trong kh«ng khÝ Lµ dßng chuyÓn rêi cã híng cña ion (-), ion (+) vµ c¸c ®iÖn tö (elec tr«n) díi t¸c dông cña ®iÖn trêng. §iÖn tö vµ ion (-) vÒ cùc (+) A nèt; ion (+) vÒ cùc (-) (ca tèt) d- §Þnh nghÜa dßng ®iÖn mét chiÒu §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(8) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu - Là dòng điện có chiều và trị số không đổi theo thời gian.. ? 1. Nêu khái niệm về điện tích - điện truờng ? Điều kiện để có dòng điện? 2. Nªu b¶n chÊt dßng ®iÖn trong c¸c m«i trêng ? So s¸nh sù kh¸c nhau c¨n b¶n gi÷a dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n vµ dßng ®iÖn trong chÊt khÝ ?. 1.2- Suất điện động của nguồn điện - Nguån ®iÖn lµ thiÕt bÞ duy tr× dßng ®iÖn trong m¹ch : Muèn vËy cÇn duy tr× 1 ®iÖn ¸p ë 2 ®Çu nguån ®iÖn. - Giả sử nguồn điện đợc biểu thị bởi dung dịch thẳng AB, để có một điện áp giữa AB cÇn mét lùc ngoµi Fn t¸c dông lªn c¸c ®iÖn tÝch tù do trong dung dÞch. Fn( cã htÓ lµ lùc ho¸ häc, F khÝ t¸n nhiÖt ). c. B. A Fn. + E T¶i. Dới tác dụng của lực ngoài, các điện tử chuyển động về phía B, do đó đầu B tÝch ®iÖn ¨m (-), ®Çu A tÝch ®iÖn (+). Gọi điện tích di chuyển là q thì Fn có tơng đơng với lực điện trờng cã n tÝnh theo : n = Fn/q Khi h×nh thµnh c¸c ®iÖn tÝch ë 2 ®Çu A,B bªn trong AB sÏ h×nh thµnh mét điện trờng trong c có chiều A  B. Điện trờng này tác động lên điện tử một lực Fe tÝnh theo. Fe = c.q §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(9) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu Fe, Fn ngợc chiều nhau, các điện tích sẽ đạt trạng thái cân bằng động khi 2 lực này cân bằng nhau. Lúc đó điện tích +Q và -Q ở 2 đầu A và B của nguồn sẽ kh«ng biÕn thiªn.. Fe = Fn  c = n Nh vËy muèn duy tr× ®iÖn ¸p ë 2 cùc cña nguån, nguån ph¶i duy tr× mét ®iÖn trêng ngoµi n. Định nghĩa : Suất điện động của nguồn điện Là khả năng sinh công của nguån ®iÖn, nguån ®iÖn cã thÓ lµ ho¸ n¨ng biÕn thµnh ®iÖn n¨ng, c¬ n¨ng vµ nhiÖt n¨ng biÕn thµnh ®iÖn n¨ng. - Đặc trng cho độ lớn của nguồn điện là suất điện động (E) đơn vị (V). - Điện trở trong của nguồn là đại lợngđặc trng cho sự tiêu hao năng lợng trong nguồn. Ký hiệu r, đơn vị (r).. ? 1. Định nghĩa nguồn điện ? Trình bầy các đại lợng đặc trng của nguồn điện ?. 1.3- §iÖn trë cña vËt dÉn - §iÖn trë : Là đại lợng đặc trựng cho tính cản trở dòng điện của vật dẫn, nó phụ thuộc vµo b¶n chÊt vËt liÖu, chiÒu dµi d©y dÉn vµ tiÕt diÖn ngang cña d©y dÉn. BiÓu thøc R =. l . s. Trong đó : + L lµ chiÒu dµi d©y dÉn (m) + S lµ tiÕt diÖn d©y dÉn (mm2). +  lµ §iÖn trë suÊt cña vËt liÖu lµm d©y dÉn ( mm2/m) + R lµ §iÖn trë tÝnh b»ng () §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(10) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu - §iÖn dÉn : + Điện dẫn là đại lợng đặc trng cho khả năng dẫn điện của vật liệu, điện dẫn là đại lợng nghịch đảo của điện trở . Khi đó : điện dẫn ký hiệu là g = 1 / R [ 1 /  = simen ] - Chú ý : Điện dẫn suất là đại lợng phụ thuộc vào bản chất vật liệu, chiều dài dây dÉn vµ tiÕt diÖn ngang d©y dÉn. S L Trong đó :  = 1/R là điện dẫn suất. g = . - Sù phô thuéc cña ®iÖn trë : + §èi víi d©y dÉn b»ng kim lo¹i, khi t0 t¨ng (m/ mm2) ? 1. Viết biểu thức tính điện trở và điện dẫn. Giải thích các đại lợng trong biểu thức ?. 1.4- M¹ch ®iÖn vµ C¸c ph©n tö cu¶ m¹ch ®iÖn 1.4.1- M¹ch ®iÖn - Mạch điện là tập hợp các thiết bị để dòng điện chạy qua. Các thiết bị lẻ chắp nối để tạo thành mạch điện gợi là các phần tử của mạch điện. - M¹ch ®iÖn Gåm c¸c ph©n tö c¬ b¶n: nguån ®iÖn, d©y dÉn vµ phô t¶i, ngoµi ra còn có các phần tử phụ trợ nh dụng cụ đo và thiết bị đóng cắt..... * Nguån ®iÖn : - Là các thiết bị biến đổi các dạng năng lợng điện nh: Pin, ắc quy ( dùng năng lợng hoá học ), máy phát điện ( năng lợng cơ học ). Trên hình vẽ biểu thị một suất điện động E có chiều (-)  (+) của nguồn. R V A. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. k. 6.

(11) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu * Dây dẫn : Nối nguồn với phụ tải hoặc các phụ tải với nhau , và để dẫn dßng ®iÖn ( chuyÓn t¶i n¨ng lîng ®iÖn ) tõ nguån tíi tiªu thô ( Rd ) §Æc trng cña d©y dÉn lµ ®iÖn trë. Kh¶ n¨ng lµ c¶n trë cña dßng ®iÖn.. Trong đó :. L R =  d S +  lµ ®iÖ trë suÊt + S lµ tiÕt diÖn + L lµ chiÒu dµi d©y dÉn.. * Phô t¶i : R Lµ bé phËn tiªu thô ®iÖn n¨ng cña nguån biÕn thµnh nhiÖt n¨ng vµ các dạng năng lợng khác nh : ánh sáng ( đèn điện ), nhiệt ( bếp điện, lò điện) , cơ ( động cơ ). * C¸c thiÕt bÞ phô trî: Nh thiết bị đóng, cắt ( cầu dao, máy cắt điện để đóng cắt mạch điện, thiết bị b¶o vÖ ( cÇu ch× ), dông cô ®o ( ampe mÐt ) .... - C¸c yÕu tè kÕt cÊu cña m¹ch ®iÖn lµ nót vµ nh¸nh. + Nót lµ ®iÓm nèi cña 3 nh¸nh trë lªn. + Nh¸nh lµ phÇn ®o¹n m¹ch chØ cã 1 dßng ®iÖn duy nhÊt ch¹y qua. + M¹ch ®iÖn khong cã ®iÓm nót nµo gäi lµ m¹ch ®iÖn kh«ng ph©n nh¸nh, kh«ng ph©n nh¸nh chØ cã 1 dßng ®iÖn ! Qua tÊt c¶ c¸c phÇn tö cña nã, ngîc l¹i nÕu m¹ch cã ®iÓm nót th× gäi lµ m¹ch ®iÖn ph©n nh¸nh. Chú ý: Khi tính toán mạch điện để đơn giản ta giá thiết điện trở dây dẫn b»ng kh«ng (0).. 1.5- Các định luật cơ bản. 1.5.1- §Þnh luËt «m 1- §Þnh luËt «m cho ®o¹n m¹ch Gi¶ sö cã ®o¹n m¹ch víi ®iÖn trë R ( vËt dÉn ). §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(12) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu Nếu 2 đầu vật dẫn có 1 hiệu điện thế thì có dòng điện chạy qua vật dẫn, cờng độ dßng ®iÖn I trong vËt dÉn phô thuéc vµo hiÖu ®iÖn thÕ ë 2 ®Çu cña nã. Đối với mỗi vật dẫn ngời ta phát hiện thấy có một sự phụ thuộc hệ số xác định ( gọi là đặc trng V - A ) giữa U và I : I = f (u) Gioóc ôm ngời đức là ngời đầu tiên thiết lập đợc bằng thực nhiệm mối liên hệ giữa U và I dới các vật dẫn đồng chất bằng kim loại. I = KV ( K : §é dÉn ®iÖn ). Vậy định luật phát biểu : - Cờng độ dòng điện qua một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp 2 đầu đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với R đoạn mạch đó.. BiÓu thøc : I =. U R. (V) (). U = I.R U I. R = I . = (A). (V) (). R B. A. U 2- §Þnh luËt «m cho mét ®o¹n m¹ch kÝn - Cờng độ dòng điện trong một mạch kín tỷ lệ thuận với suất điện động của nguån vµ tû lÖ nghÞch víi tæng trë m¹ch. BiÓu thøc: I =E/(R+r). ( r : §iÖn trë trong cña nguån ®iÖn ). U = UN + UT UN = I. R UT = I . r §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(13) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu Nếu kể đến điện trở thì dòng điện : I = E / ( R + r + Rd ) R d. L S. = . 3 - §Þnh luËt «m víi ®o¹n m¹ch cã nguån A. R. C. E, r. B. GØa sö chiÒu dßng ®iÖn ®i tõ A  B ta cã UAB = UAC + UCB + UAC = I . R + UCB = -E + I . r + UAB = I . R + Ir - E = I (R+r) - E - Nguồn đóng vai trò tiêu thụ điện mang dấu (-), nguồn đóng vai trò sinh công mang dÊu (+). 4. Định luật ôm đối với toàn mạch Định luật : Cờng độ dòng điện trong toàn mạch tỷ lệ thuận với hiệu điện thÕ vµ tû lÖ nghÞch víi tæng trë cña m¹ch. I = U / Z ( A ) mµ. Z =  R2 + ( Xl - Xc )2. VÝ Dô1: Cho m¹ch ®iÖn cã :. E1 = 75 v. R1 = 12 . E2 = 127 v. R2 = 17 . r01 = 1,3  r02 = 0,75  TÝnh I khi m¹ch m¾c nèi tiÕp  Gi¶i: Cờng độ dòng điện trong mạch mắc nối tiếp: Theo c«ng thøc : I = E / ( R + r ). R = R1 + R2 = 12 + 17 = 29 (  ) r = r01 + r02 = 1,3 + 0,75 = 2,05 (  ) §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(14) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu E = E1 + E2 = 75 + 127 = 202 ( V )  I = 202/ ( R + r ) = 202 / 31,05 = 6,505 ( A ) - HiÖu ®iÖn thÕ trªn ®iÖn trë R1 , R2 : U1 = I.R1 , U2 = I.R2 U = U1 + U2 = I.R1 + I.R2 = I( R1 + R2 ) U = 6,505 . 29 = 188,645 ( V ). Bµi tËp :. Cho m¹ch ®iÖn E1 = 60 ( V ) E2 = 18 ( V ). §iÖn trë trong cã c¸c nguån r01 = 1 . R1 = 25,5 . r02 = 0,5 . R2 = 15 . TÝnh I trong m¹ch vµ ®iÖn ¸p trªn c¸c ®iÖn trë R  ( Häc sinh lµm bµi t¹i líp dùa trªn vÝ dô sè 1 ) 1.5.2- Định luật Kiếc hốp 1 và 2 (Dùng để giải các bài toán phức tạp) 1- Kh¸i niÖm vÒ nót, nh¸nh, vßng - Nót lµ ®iÓm mµ cã Ýt nhÊt 3 d©y dÉn ®a tíi. - Nh¸nh lµ phÇn m¹ch nèi gi÷a 2 ®iÓm nót. - Vòng là xét từ một nút qua các phụ tải rồi trở về vị trí ban đầu (trên vòng đó các phô t¶i coi nh nèi tiÕp).. 2- §Þnh luËt KiÕc hãp 1 vµ 2 a) §Þnh luËt KiÕc hèp 1. I1 I5. I2. - X Ðt mét nót cña m¹ch ®iÖn cã: + Mét sè dßng ®i vµo nót. I4. + Mét sè dßng dêi khái nót.. I3. - Trong một giây điện tích dịch chuyển đến một nút phải bằng điện tích rời khỏi nót.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(15) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu * KL: T¹i mét ®iÓm bÊt kú dßng ®iÖn ®i tíi nót b»ng tæng dßng ®iÖn tõ nót ®i ra khái nót. Ta cã :. I1 + I3 + I5 = I2 + I4. + Quy íc lµ dßng ®iÖn ®i vµo nót mang dÊu (+), ®iÖn rêi nót mang dÊu (-). Định luật 1: tổng đại số các dòng điện tại một điểm nút bằng 0 : ( I =0 ) * ý nghÜa cña KI: Nãi lªn tÝnh chÊt liªn tôc cña dßng ®iÖn. b) §Þnh luËt KiÕc hèp 2 - Theo một mạch vòng kín tổng đại số các suất điện động bằng tổng đại số c¸c ®iÖn ¸p trªn c¸c ®iÖn trë. nj =1 Ei = mk=1 IR . R1 Quy ớc theo chiều (+) mạch vòng đã chọn nếu suất điện động cùng chiÒu mang dÊu (+), ngîc chiÒu mang dÊu (-) VÝ dô1 : Cho m¹ch ®iÖn nh (H×nh vÏ) Cã : E1 = 12 (v); R1 = 3 (); E2 = 90 (v); R2 = 2 ();. R3 = 4 (). Yªu cÇu : H·y tÝnh dßng ®iÖn trong c¸c nh¸nh ? C. I1 A . E  I3. R1. R3 +. + E1  D. + -.  I2 R2 +  E2. B. F-. Gi¶i : §Ó gi¶i bµi to¸n trªn ta thùc hiÖn theo c¸c bíc sau : * Bíc 1 : Gi¶ thiÕt chiÒu dßng ®iÖn trong c¸c nh¸nh lµ chiÒu (+) m¹ch vßng. * Bớc 2 : Xác định số nút (m) và số nhánh là (n), mạch có số nút m = 2 §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(16) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu c) C¸c bíc gi¶i bµi to¸n : Gåm 5 bíc * Bíc 1 : Gi¶ thiÕt chiÒu dßng ®iÖn trong c¸c nh¸nh chiÒu cña m¹ch vßng. * Bớc 2 : Số nhánh đặt là m, số nút là n * Bíc 3 : ViÕt ph¬ng tr×nh - K1 (n - 1) - K2 m- (n - 1) * Bớc 4 : Giải hệ phơng trình đã biết. * Bíc 5 : NhËn xÐt kÕt qu¶ : Sau khi đã tính toán song nếu kết quả là âm thì ta đổi dấu sau khi đã tính song kÕt qu¶. VÝ dô 2 : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ cã :. E1. =. 12 (v). R2 =. 6 (). E2. =. 9 (v). R1 =. 4 (). R3. =. 3 () A R1. R3. I2. (I) E1. E2. R2 (II). .  B Yªu cÇu : TÝnh I trong c¸c nh¸nh. Bµi gi¶i * Bíc 1 : Gi¶ thiÕt chiÒu dßng ®iÖn trong nh¸nh nh (h×nh vÏ). * Bíc 2 : m = 3, n = 2 * Bíc 3 :. K1: (n-1) ta cã I1 - I2 + I3 = 0. (1). K2: m - (n-1) = 3 - (2-1) = 2 Vßng I : I1 R1 + I2 R2 = E1 §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. (2) 1.

(17) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu Vßng II : I2 R2 + I3 R3 = E2 (3) VËy ta cã hÖ 3 ph¬ng tr×nh : I1 - I2 + I3 = 0. (1). I1 R1 + I2 R2 = E1 (2) I2 R2 + I3 R3 = E2 (3). Tõ (2) vµ (3) ta cã : I1 R1 - I3 R3 = E1 - E2 (4) <=> I1 K1 - I3 R3 - E1 + E2 = 0 4I1 - 3I3 - 12 + 9 = 0 <=> 4I1 - 3I3 - 3 = 0. (5). <=> 4I1 = 3 + 3I3 => I1 = 3/4 (1+I3) Tõ (1) => - I2 = -I1 - I3 <=> I2 = I1 + I3 (1)’ Thay (1)’ vµo (2) ta cã : I1R1 + R2 (I1+I3) = E1 => R1I1 + R2I1 + R2I3 = E1 Thay I1=3/4 (1 +I3) ta cã : R1 (3/4 (1 +I3) + R2 [3/4 (1 +I3] + R2I2 = E1 <=> 3R1 + 3R1I3 + 3R2 + 3R2I3 + 4R2I3 - 4E1 = 0 3.4 + 3.4.I3 + 3.6 + 3.6.I3 + 4.6.I3 - 4.12 = 0 12 + 12I3 + 18 + 18I3 + 24I3 - 48 = 0 54I3 - 18 = 0 <=> 54I 3 = 18 => I3 = 54/18 = 3 (A) => I 1 = 3/4 (1+3) = 3/4.4 = 3 (+) => I = I1 + I3 = 3+3 = 6 (A). - Từ 3 phơng trình 1,2,3 ta đợc E1 - I3 . R3 (4) R1 -E 2 - I3 . R 3 Tõ (3) => I2 = (5) R2 Thay gi¸ trÞ I1 vµ I2 vµo ph¬ng tr×nh (1) ta cã : E1 - I3 . R3 E2 - I3 . R3 - I = 0, thay số ta đợc + 3 R1 R2 + Tõ (2) => I1 =. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(18) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu 125 - 4I3 90 - 4I3 R1 R2 2(25 - 4I3 ) + 3 (90 - 4I3) 6I3 = 0. - I3 = 0. = 250 - 8I3 + 270 - 12I3 - 6I3 = 0 250 - 26I3 = 0 I3 = 520/26 = 20A Thay gi¸ trÞ I3 vµo ph¬ng tr×nh (4) vµ (5) ta t×m I1, I2. E1- I3 . R3 = 125 -2 4.20 R2 E2+ I3 . R3 => I2= = - 90 +2 4.20 R2 Vậy chiều thực I2 ngợc với chiều ta đã chọn. => I1 =. = 15 (A) = -5 (A). ? 1. Phát biểu định luật ôm đối với đoạn mạch có nhiều nguồn ? Ví dụ áp dụng ? 2. Phát biểu các định luật kiếc hốp ? Nêu ý nghĩa của các định luật đó ?. 1.6- C¸ch ghÐp ®iÖn trë vµ nguån ®iÖn 1.6.1- C¸ch ghÐp ®iÖn trë 1- M¾c nèi tiÕp a) C¸ch m¾c : §iÓm cuèi cña R nµy m¾c víi ®iÓm ®Çu cña ®iÖn trë tiÕp theo.. R1. U1. R2. U2. R3. U3. U. b) TÝnh chÊt : §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(19) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu - Dßng ®iÖn qua c¸c ®o¹n m¹ch = nhau I = I1 = I2 = I3 = In ... - §iÖn ¸p : U = U1 + U2 + U3 +.....+ Un - §iÖn trë : R = R1 + R2 + R3 +.....+ Rn - NÕu cã R b»ng nhau th× Rt® = N.R. 2- M¾c song song c¸c ®iÖn trë a) C¸ch m¾c : DÊu cña R nèi víi ®Çu R kia cuèi cña ®iÖn trë nµy nèi víi cuèi R kia. b) TÝnh chÊt : - §iÖn ¸p b»ng nhau : U = U1 = U2 = U3 =.....= Un. - Dßng ®iÖn : I = I1 + I2 + I3 +........+ In - Điện trở t.đơng 1R = 1R + t® 1. 1 R2 R r. - NÕu cã n l b»ng nhau th× Rt® = I1 R1. + R1 + ... + 3. 1 R1.R2 Rn => Rt® = R1+R2. I2 R. 2 I3. R. 3. c) GhÐp hçn hîp : Lµ c¸ch ghÐp võa nèiUtiÕp, võa song song. 1.6.2- C¸ch ghÐp nguån ®iÖn 1- C¸ch ghÐp Tïy theo yªu cÇu cña phô t¶i mµ nguån ®iÖn m¾c nèi tiÕp hay song song cÇn ®iÖn ¸p lín m¾c nèi tiÕp ph¶i cÇn dßng ®iÖn lín m¾c song song. a) M¾c nèi tiÕp : Cùc ©m (-) cña nguån thø nhÊt m¾c víi cùc d¬ng (+) cña nguån tiÕp theo . §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(20) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu Ebé = E1 + E2 + E3 +...+ En Rbé = R1 + R2 + R3 +...+ Rn NÕu cã nguån b»ng nhau th×: Ebé = n.E; Rbé = n.R - Dßng ®iÖn cña bé b»ng dßng ®iÖn cña nguån. Ibé = I1 = I2 = I3 = ... = In (víi n lµ sè nguån ghÐp nèi tiÕp). b) M¾c song song : - Các nguồn có suất điện động bằng nhau : Ebộ = E; Rbộ = R/n - Dßng ®iÖn cña bé b»ng tæng c¸c dßng ®iÖn cña c¸c nguån : Ibé = I = m.I. - C¸ch ghÐp : GhÐp song song c¸c nguån lµ c¸ch ghÐp nèi c¸c cùc (+) cña c¸c nguån ®iÖn thµnh cùc (+) cña bé nguån, ngîc l¹i ghÐp song song c¸c cùc (-) cña c¸c nguån ®iÖn thµnh cùc (-) cña c¶ bé nguån. Trong đó : m là số nguồn ghép song song. E1. (+). m. E2. (-). En. * Chú ý : Cách ghép này đợc dùng khi điện áp làm việc của phụ tải bằng suất điện động của một nguồn, nhng dòng điện làm việc lớn hơn I của một nguån. c) GhÐp hçn hîp * C¸ch ghÐp : Lµ c¸ch ghÐp gåm nhiÒu nh¸nh, mçi nh¸nh cã nhiÒu nguån ghÐp nèi tiÕp víi nhau - Th«ng sè kü thuËt : + Suất điện động : Ebộ = ne + me + Dßng ®iÖn : Ibé = m.I = n.I - r0 + §iÖn trë : rbé = n m + Sè lîng nguån cÇn ghÐp : V = m.n §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(21) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu * Chó ý : Cách ghép này đợc dùng khi điện áp và dòng điện làm việc của phụ tải lớn hơn điện áp và (I) định mức của một nguồn.. ? 1. Nªu c¸c tÝnh chÊt cña phô t¶i m¾c nèi tiÕp ? Víi m¹ch cã n t¶i gièng hÖt nhau mắc nối tiếp với nhau thì U, I đợc tính nh thế nào ? 2. Khi nµo ta cÇn m¾c song song c¸c nguån ®iÖn vµ khi nµo ta thùc hiÖn m¾c nèi tiÕp c¸c nguån ®iÖn ? 3. Có 5 điện trở có giá trị nh nhau và bằng 4  . Vậy làm nh thế nào để có đợc ®iÖn trë cã gi¸ trÞ 5  ? gi¶i thÝch ?. 1.7- C«ng vµ c«ng suÊt cña dßng ®iÖn vµ nguån ®iÖn 1.7.1- C«ng vµ c«ng suÊt cña dßng ®iÖn 1- C«ng - Là đại lợng đo bằng tích số giữa U của đoạn mạch với điện lợng chuyển qua đoạn mạch đó. A = Uq q = IJ => A = UI.J - M¹ch ngoµi : AN = UN.I.J - M¹ch trong : AT = UT.I.J §¬n vÞ (Wh, Kwh) 2. C«ng suÊt - Là công của dòng điện thực hiện đợc trong một đơn vị thời gian, công suất đợc đo bằng tỷ số giữa công và tổng dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. U.I.J P= A = U.I J = J P = I1.R.I = I2.R P=U U = R. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. U2 R 1.

(22) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu 1.7.2- C«ng vµ c«ng suÊt cña nguån ®iÖn 1- C«ng Là đại lợng đo bằng tích số giữa suất điện động của nguồn với độ lớn dịch chuyÓn ®iÖn tÝch cña vËt. A = E.I.J. đơn vị (J). 2- C«ng suÊt Là công của nguồn sinh ra trong một đơn vị thời gian đợc đo bằng tỷ số giữa c«ng cña nguån vµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua trong m¹ch. E.I.J = E.I P= A = J J 3- HiÖu suÊt - Khi sö dông ®iÖn n¨ng ngoµi c«ng suÊt cã Ých cßn cã nh÷ng tæn h¹i v« Ých nªn gäi c«ng suÊt tiªu thô lµ (P J) vµ c«ng suÊt cã Ých lµ (P C), tû sè gi÷a c«ng suÊt cã Ých vµ c«ng suÊt tiªu thô.  = PPC J - NÕu tÝnh theo % = PPC . 100 J. VÝ dô : Mét m¹ch ®iÖn cã ®iÖn ¸p U = 110v cung cÊp cho phô t¶i R = 10  trong thêi gian 2 giê. TÝnh c«ng suÊt cña t¶i vµ ®iÖn n¨ng cña t¶i. 2 1102 = 1.210w = 1,21 kw. P= U = R 10 A = PJ = 1.210 x 7.200 = 8.712 (J). 1.8- Sự biến đổi điện năng thành nhiệt năng 1- §Þnh luËt Jun xen x¬ - Dòng điện là dòng chuyển dời có hớng của các điện tích, khi chuyển động các ®iÖn tÝch va ch¹m víi nhau truyÒn ®iÖn n¨ng cho c¸c ph©n tö cña vËt dÉn lµm c¸c phân tử bị nóng, vật dẫn bị đốt nóng, đó là tác dụng nhiệt của dòng điện.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(23) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu - NÕu gäi ®iÖn trë cña vËt dÉn lµ R th× dßng ®iÖn cã I = U/R. C«ng suÊt P = U.I C«ng thùc hiÖn : A = PJ = I2 .R.I (J) nÕu chuyÓn c«ng chuyÓn thµnh nhiÖt. Q = 0,24 I2.R.I (cal) 1J = 0,24 (cal) ®a lîng nhiÖt cña c«ng * vậy định luật phát biểu : - Là nhiệt lợng toả ra của đờng điện trong một dây dẫn tỷ lệ với bình phơng của dòng điện với điện trở của dây dẫn và thời gian duy trì dòng điện đó.. Xác định công của dòng điện và nhiệt lợng toả ra trong một giờ ở một dây dẫn cã : I = 1 (A) ; U = 5 (V) ( Häc sinh lµm bµi tËp t¹i líp víi sù híng dÉn cña gi¸o viªn ). 1.9- HiÖn tîng nhiÖt ®iÖn (Xem trong s¸ch gi¸o tr×nh §iÖn kü thuËt). Khi cho hai kim lo¹i kh¸c nhau tiÕp xóc víi nhau, th× t¹i chç tiÕp xóc xuÊt hiện hiện tợng khuếch tán điện tử. Nếu chất A có số điện tử tự do trong một đơn vÞ khèi lîng lín h¬n chÊt B th× ®iÖn tö cña chÊt A khuÕch t¸n sang chÊt B. §iÖn thÕ A > B th× t¹o thµnh mét ®iÖn ¸p U1 ë ®Çu tiÕp xóc 1 vµ U2 ë ®Çu tiếp xúc hai. Nếu nhiệt độ t1 = t2 thì U1 =U2. Sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu tiÕp xóc b»ng kh«ng Nếu nhiệt độ t1 > t2 thì U1 >U2 Khi đó giữa hai đầu tiếp xúc có độ chênh lệch điện áp và đợc gọi là sức nhiệt điện động Nếu cắt thanh A và nói vào đó 1 mA thì dụng cụ đo sẽ chỉ một trị số nào đó. * Phô t¶i cho phÐp cña d©y dÉn : - Dòng điện chạy qua dây dẫn toả nhiệt làm dây dẫn nóng lên và toả ra môi trờng, to càng cao truyền ra môi trờng càng nhiều và đạt giá trị ổn định. - to ổn định phụ thuộc vào dòng điện và điều kiện toả nhiệt. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 1.

(24) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu - Mỗi loại dây dẫn cho phép tăng với t o giới hạn nhất định nếu I > I định mức cho phÐp d©y dÉn bÞ qu¸ t¶i. B¶o vÖ qu¸ t¶i : - Khi I trong dây dẫn vì nguyên nhân nào đó mà tăng quá mức t o toả ra rất lớn, dây dẫn có thể bị phá hang, để bảo vệ dây dẫn khỏi bị phá hang ngời ta ding các thiÕt bÞ b¶o vÖ nh cÇu ch×, r¬ le nhiÖt, m¸y c¾t . . . - Khi dòng điện tăng quá trị số cho phép dây chảy của cầu chì bị đốt nóng chảy. đứt và cắt mạch điện tiết diện của dây chảy đợc cho theo điều kiện dòng điện tính to¸n. ITT ≥ (1,2  1,6) I®m 1.10- Tæn hao ®iÖn ¸p vµ tæn hao c«ng suÊt trên đờng dây : 1.10.1- Tæn hao ®iÖn ¸p - §iÖn n¨ng chuyÓn tõ nguån tíi n¬i tiªu thô I qua d©y dÉn sÏ t¹o nªn mét ®iÖn ¸p trªn R cña d©y dÉn. V× vËy ®iÖn ¸p cña phô t¶i sÏ chªnh lÖch víi ®iÖn ¸p cña nguån. - XÐt 1 m¹ch nh (H.vÏ) U1. U2. Rt. l 2l Ta cã Rd =  S - Dßng cha ®i qua R d©y dÉn sÏ t¹o nªn 1 ®iÖn ¸p. U = I.Rd = I 2l S Đó chính là độ chênh lệch điện áp giữa đầu đờng dây và cuối đờng dây. Độ §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(25) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu chªnh lÖch qu¸ lín (®iÖn ¸p trªn t¶i qu¸ thÊp) c¸c thiÕt bÞ dïng ®iÖn lµm viÖc kh«ng b×nh thêng v× vËy víi c¸c thiÕt bÞ ta cã tæn thÊt ®iÖn ¸p cho phÐp. -Đối với đèn (1- 2)% - §éng c¬ ( 2 - 5 )% - Chän tiÕt diÖn d©y dÉn theo UCP UCP. Sd = I. . 2l UCP. =. P U. . 2l. 100% =. UCP. P U22. . 2l U%. .100%. 1.10.2- Tæn hao c«ng suÊt - Khi có dòng điện chạy trên đờng dây công suất tổn hao sẽ là : 2I2 l  - Nếu đờng dây càng dài, tiết diện dây nhỏ thì tổn thất công suất càng lớn, lãnh phí càng nhiều vì vậy ta phải giảm hao công suất trên đờng dây : P = I. U = I2.Rd =. - T¨ng d -> KL -> kh«ng kinh tÕ - T¨ng ®iÖn ¸p cïng c«ng suÊt -> I. -> P. Bµi tËp : Có một bóng đèn ghi 500w - 220v. + Em h·y cho biÕt ý nghÜa cña c¸c con sè trªn. + H·y tÝnh I,R. Gi¶i : Trên bóng đèn ghi 500w là chỉ công suất định mức của bóng đèn, con số chỉ 220v là chỉ hiệu điện thế định mức của bóng đèn.. Ta cã dßng ®iÖn ch¹y qua bãng lµ : P 500 = = 2,3 (A) U 220 §iÖn trë cña bãng lµ : U = I.R R = U = 220  9,6 I 2,3 P = U.I –> + =. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(26) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu () 1.11. HÖ thèng c©u hái vµ bµi tËp luyÖn tËp R1. Bµi tËp sè 1. A. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ . Cã: E = 120v r0 = 1 R1 = 4. R2. R3. R4. E. R2 = 120. R3 = 50 R4 = 40. ro. a. TÝnh: Rtd vµ It®. B. b. TÝnh dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn trë vµ t×m thµnh phÇn ®iÖn ¸p .. Gi¶i: a. Ta cã:. 1 / RAB = 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4.  RAB = R2.R3.R4 / (R3.R4 + R2.R4 + R2.R3) = 120.50.40/ (120.40+120.50+50.40) = 18,75  Rt® = RAB + R1 + r0 = 18,75 + 4 + 1 = 23,75 .  It® = E / Rt® = 120 / 23,75 = 5 ( A ). V× m¹ch m¾c nèi tiÕp : It® = I1 = I0 = IAB = 5 ( A ) Do m¹ch AB //  UAB = U2 = U3 = U4 Mµ UAB . RAB = 5. 18,75 = 94 ( V ) b.. I2 = U2 / R2 = 94 / 120 = 0,78 ( A ). I3 = U3 / R3 = 94 /50 = 1,88 ( A ) I4 = U4 / R4 = 94 /40 = 2,35 ( A ) U0 = I0. r0 = 5. 1 = 5 ( V ) U1 = I1 . R1 = 5. 4 = 20 ( V ).. R1. Bµi tËp sè 2 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ:. 2. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. E1 r01. E 2.

(27) R2 Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu E1 = 220 V ; E2 = 110 V R1 = 25  ; R2 =30  r01 = 1  ; r02 = 0,5 . r02. a. TÝnh I ? b. TÝnh c¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p ? Gi¶i: a. TÝnh I. ETM. áp dụng định luật ôm: I =. RTM. (1). E = E1 + E2 = 220 + 110 = 330 (V) V× ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp nªn RTM = R1 + R2+ r01 + r02. (1) I = 330/ 106,3 = 3,1 (A). b.Tõ c«ng thøc: I = U / R  U = I.R U1 = I. R1 = 3,1 . 25 = 77,5 (V) U2 = I. R2 = 3,1 . 30 = 93 (V) U01 = I. r01 =3,1 . 1 = 3,1 (V) U02 = I. r02=3,1 . 0,5 =1,55 (V) Bµi tËp sè 3 Mét bÕp ®iÖn cã R = 24 () dßng ®iÖn lµm viÖc cña bÕp I = 5 A. NÕu muèn dßng ®iÖn cña bÕp gi¶m ®i 5 lÇnth× R = ? nÕu U gi÷ nguyªn. Gi¶i: Ta cã ®iÖn ¸p cña bÕp lµ: I=. U →U =I . R=5 . 24=120 R. (V). §Ó dßng ®iÖn gi¶m ®i 5 lÇn tøc lµ: I 5 I =5 . I 1 → I 1 = = =1 (A) 5 5.  R= U =120 =120 () I. 1. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(28) Ch¬ng I: M¹ch ®iÖn 1 chiÒu R1. Bµi tËp sè 4. R3. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ: R1 = 2 . R2 = 3 . R3 = 4 . R4 = 6. R2 R4. U a. T×m RAB b. TÝnh dßng qua c¸c R vµ hiÖu ®iÖn thÕ trªn mçi R.. Gi¶i: Ta cã:. 1 1 1 = + R 12 R1 R2 R34=. → R 12=. R3 . R4 4 .6 24 = = =2,4 R3 + R4 4+6 10. R1 . R2 2. 3 6 = = =1,2 () R1 + R2 2+ 3 5. (. → R AB =R 12+ R 34=1,2+2,4. (). b. Dßng trong m¹ch chÝnh. I=. U AB 18 = =5 R AB 3,6. (A). →U 12=I . R12 =5 . 1,2=6. V× R1 // R2 → U1 = U2 = 6 (V). → I 1=. (V). U1 6 = =2 R1 2. (A). T¬ng tù: U34 = I . R34 = 5 . 2,4 = 12 (V) U3 = U4 = 12 (V) VËy ta cã: I3 =. U 3 12 = =3 (A) R3 4. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. I 4=. U 4 12 = =2 R4 6. (A). 2.

(29) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ. Ch¬ng II §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2.1- Tõ trêng cña dßng ®iÖn 2.1.1- Khái niệm chung về từ trờng và đờng sức từ 1- Kh¸i niÖm vÒ tõ trêng XÐt TN (SGK §KT) * TN: Có một thanh nam châm đặt cạnh dây dẫn điện, khi có dòng điện ch¹y qua d©y dÉn ®iÖn, khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn ta they kim nam ch©m loch đi khỏi vị trí ban đầu đến một vị trí mới hoàn toàn xác định nếu đổi chiều dßng ®iÖn th× kim nam ch©m sÏ quay ngîc l¹i.. I. - Thay kim nam ch©m b»ng mét d©y dÉn mang dßng ®iÖn kh¸c, d©y dÉn nµy bÞ hót nÕu dßng ®iÖn ®i trong d©y dÉn - Nh vËy : Xung quanh d©y dÉn mang I cã tõ trêng, biÓu hiÖn cña tõ trêng lµ T (dùng lực lên kim nam châm hoặc dây dẫn mang điện đặt gần nó, lực tác dụng đó gäi lµ lùc ®iÖn tõ.. d1. I1. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. d2. F1. F2. I2. 2.

(30) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ - Bản chất của từ trờng: Từ trờng là một dạng vật dẫn có biểu hiện đặc chng là tác dụng của lực điện từlên kim nam châm hay dây dẫn mang I đặt gần nó, hay nói một cách tổng quát là xung quanh các điện tích chuyển động luôn lu«n tån t¹i mét tõ trêng vµ ngîc l¹i tõ trêng xuÊt hiÖn ë nh÷ng n¬i cã c¸c ®iÖn tích chuyển động. 2- §êng søc tõ Khái niệm: Đờng sức từ là đờng cong vẽ trong từ trờng mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó chùng vớikim nam châm đặt tại điểm đó. Đờng sức từ có chiều từ cực Nam đến cực Bắc của kim nam châm. 2.1.2- Tõ trêng cña d©y dÉn th¼ng - Đờng sức từ là những đờng tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, chiều đợc xác định theo quy tắc vặn nút chai.. Quy t¾c : VÆn cho c¸i më nót chai tiÕn theo chiÒu dßng ®iÖn th× chiÒu quay của cán là chiều đờng sức từ.. 2.1.3- Tõ trêng cña èng d©y - Nếu chiều dài ống dây đủ lớn so với đờng kính thì đờng sức từ trong lòng ống dây sẽ song song với nhau, chiều cũng đợc xác định theo quy tắc vặn nút chai (Hb).. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(31) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ. Quy t¾c : Quay cho c¸n më nót chai theo chiÒu dßng ®iÖn th× chiÒu cña c¸n mở nút chai là chiều đờng sức từ trong lòng ống dây.. ? 1. Nêu khái niệm chung của từ trờng và đờng sức từ trờng ? 2. Nêu cách xác định chiều của đờng sức từ của dây dẫn thẳng có dòng điện ch¹y qua ( chiÒu dßng ®iÖn tù quy íc ). 2.2- Các đại lợng đặc trng của từ trờng 2.2.1- C¶m øng tõ B - Đại lợng đặc trng cho độ mạch yếu của từ trờng gọi là cờng độ từ cảm (c¶m øng tõ). KH lµ : B - Cờng độ từ cảm là một đại lợng véc tơ B có phơng trùng với phơng của F I.l Trong đó : + F là lực điện từ (N). BT : B =. + I là cờng độ dòng điện đi trong dây dẫn (A) + l lµ chiÒu dµi cña d©y dÉn (m) §¬n vÞ : Tes la : KH lµ (T). 2.2.2- Cờng độ từ trờng - Đại lợng đặc trng cho khả năng gây từ của dòng điện gọi là cờng độ từ trờng. KH : (H) + Cờng độ từ trờng là đại lợng chỉ phụ thuộc vào lợng gây từ, không phụ thuộc vào môi trờng. Cờng độ từ trờng luôn luôn tỷ lệ với dòng điện tạo ra từ trĐKT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(32) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ êng vµ phô thuéc vµo cÊu t¹o cña daay dÉn (d©y dÉn th¼ng, vßng d©y, èng d©y vµ kÝch thíc cña chóng). + Cờng độ từ trờng của dòng điện trong dây dẫn thẳng ra tại điểm M cách d©t dÉn 1 kho¶ng lµ R.. I H = 2.. R + Cờng độ từ trờng trong lòng ống dây. H = I.W l Trong đó : W Là số vòng cuộn dây (vòng) l Lµ chiÒu dµi èng d©y (m) I Là cờng độ dòng điện (A) §¬n vÞ tÝnh lµ ampe trªn mÐt (A/m) Kết luận : Cờng độ từ trờng cũng là một đại lợng véc tơ có phơng chiều tuỳ với phơng chiều cờng độ từ cảm. 2.2.3- Tõ th«ng Khái niệm : Là đại lợng đo bằng số đờng sức từ xuyên qua vuông góc với mÆt ph¼ng S gäi lµ th«ng l¬ng cña vÐc t¬ c¶m øng tõ qua mÆt ph¼ng S, gäi t¾t lµ tõ th«ng. KH :  + Trong từ trờng đều từ thông bằng tích giữa cờng độ từ cảm B xuyên qua vuông góc với mp (S) và diện tích đó.  = B.S §¬n vÞ tÝnh vªbe KH : (Wb) 1Wb = 1T.1m2 + NÕu tõ c¶m B xuyªn qua kh«ng vu«ng víi mp. S thì từ  đợc xác định Bn. B = Bn.S.sin  Trong đó : -  Góc hợp bởi giữa cờng độ từ trờng và mp (S) §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 2.

(33) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ - Bn H×nh chiÕu cña B lªn ph¬ng ph¸p tuyÕn n.. Bn. B. Bn. B  O. B1. 2.2.4- HÖ sè tõ thÈm 1- Hệ số từ thẩm tơng đối Để đăch trng cho đặc tính về từ của vật liệu ngời ta dùng hệ số thẩm từ tơng đối hệ số thẩm từ tơng đối của vật liệu là tỷ số giữa cờng độ từ cảm trong môi trờng nào đó với cờng độ từ cảm trong chân không do cùng một dòng điện gây từ. KH :  B Bo Trong đó : Bo là cờng độ từ cảm trong chân không ->  =. Hệ số thẩm từ tơng đối của mỗi trờng cho ta biết với cùng một dòng điện gây từ thì cờng độ từ cảm trong môi trờng lớn gấp bao nhiêu lần cờng độ từ cảm trong ch©n kh«ng.. 2- Hệ số từ thẩm tuyệt đối - Đại lợng đặc trng cho tính dẫn từ trong môi trờng nào đó gọi là hệ số thẩm từ tuyệt đối của môi trờng. KH : x H -> BT : x = B => B = x.H Nếu gọi o là hệ số thẩm từ tuyệt đối của chân không thì ta có cờng độ từ c¶m trong ch©n kh«ng lµ : Bo = o.H B MÆt kh¸c ta cã :  = Bo =>  =. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. x.H => x = .o o.H 2.

(34) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ Vậy hệ số thẩm từ tuyệt đối của môi trờng bằng tích số của hệ số thẩm từ tơng đối với hệ số thâmr từ tuyệt đối của chân không. Ngời ta xác định đợc : o = 4.10-7 (H/m) (Hen ry/mét). ? 1. Nêu những đại lợng đặc trng cơ bản của từ trờng ? Viết biểu thức và giải thích kÝ hiÖu ?. 2.3- T¸c dông cña tõ trêng lªn d©y dÉn cã dßng ®iÖn 2.3.1- Lùc ®iÖn tõ - Khi dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trờng, dây dẫn sẽ chịu một lực của từ trêng t¸c dông gäi lµ lùc ®iÖn tõ. + §iÒu kiÖn : Lµ d©y dÉn ph¶i c¾t tõ trêng (Vu«ng gãc, xiªn gãc). + §é lín :. F = B.I.l. Trong đó :. F = B.I.l.sin  F lµ lùc ®iÖn tõ (N) B là cờng độ từ cảm (T) l Lµ chiÒu dµi t¸c dông cña d©y dÉn (m). + Chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái (phát biểu quy tắc trong giáo tr×nh §KT).. 2.3.2- C«ng cña lùc ®iÖn tõ - Díi t¸c dông cña lùc ®iÖn tõ d©y dÉn cã dßng ®iÖn trong d©y dÉn sinh ra 1 c«ng. Công của lực điện từ là đại lợng đo bằng tích số giữa lực với đoạn đờng mà dây dẫn đã dịch chuyẻen. A = F.a (a lµ kho¶ng c¸ch) hoÆc A = B.I.l.a (I.B.S = I.) (S lµ tiÕt diÖn).. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(35) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2.3.3- Lùc t¸c dông gi÷a c¸c d©y dÉn - Khi một dây dẫn có dòng điện đặt gần nhau sẽ xuất hiện các lực điện từ tác dông lªn nhau. Chóng hót nhau nÕu hai dßng ®iÖn cïng chiÒu, ®Èy nhau khi hai dßng ®iÖn ngîc chiÒu. 2.3.4- Nguyên lý động cơ Giá sử có dây dẫn đặt trong từ trờng có cảm ứng từ (B), nối dây dẫn với nguån ®iÖn trong d©y dÉn cã dßng ®iÖn I d©y dÉn sÏ chÞu mét lùc t¸c dông. F = B.I.l. N. . S - Chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái. Chiều tác dụng của lực F dây dẫn chuyển động với vận tốc (V) theo phơng của (F). Khi dây dẫn chuyển động các từ trờng trong dây dẫn sẽ xuất hiện suất điện động của chúng. E = B.l.v - Chiều đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải (E ngợc chiều I đợc gọi là xuÊt ph¶n ®iÖn). áp dụng định luật Kiếc hốp. U = E + Ir.l => UI = EI + I2r P = F.V + P => P = P + P ® c¬. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(36) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ Vậy đặt vào một công suất điện ta đợc một công suất cơ ( biến điện năng thành cơ năng), đó là nguyên lý của động cơ điện.. ? 1. Khi một dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trờng thì sẽ chịu một lực của từ trờng tác dụng nên . Vậy lực đó tác dụng nh thế nào ? 2. Nêu nguyên lí động cơ ?. 2.4- M¹ch tõ 2.4.1- Kh¸i niÖm chung - C¸c phÇn tö lµm b»ng vËt liÖu s¾t tõ ghÐp l¹i víi nhau gäi lµ tõ th«ng m¹ch tõ. 2.4.2- Các đại lợng đặc trng - Suất từ động :. KH : F = I.W. - Tõ th«ng :. KH :  = B.S. - Tõ ¸p :. KH : UM = H.l. - Tõ trë :. KH : RM = M.Mo.l/S. Trong đó : a) Sức từ đông : (Lực từ hoá) KH : (F) Dßng ®iÖn lµ nguån t¹o ra tõ trêng, kh¶ n¨ng g©y tõ cña d©y dÉn cã dßng điện gọi là lực từ hoá hay sức từ động. F = I. W Trong đó : I là cờng độ dòng điện W lµ sè vßng cña cu«n d©y cã dßng ®iÖn. - Chiều của sức từ động là chiều của đờng sức từ ở trong lòng cuộn dây. b) Từ thông (Ta đã xét ở phần trớc). c) Tõ ¸p : T¬ng tù nh ®iÖn ¸p trong ®iÖn trêng, tõ ¸p gi÷a 2 ®iÓm trong tõ trờng là một số đại số đo bằng tích của vé tơ. Cờng độ từ trờng và độ dài của đoạn thẳng nối với 2 điểm. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(37) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ - Nếu từ trờng đều đoạn thẳng nối 2 điểm trùng với đờng sức từ. (UM = H.l) - Nếu đoạn thẳng nối 2 điểm không trùng với đờng sức từ (UM = H.l.cot) - Nếu từ trờng không đều ta chia đoạn thẳng nối 2 chiều thành các khoảng vô cùng nhỏ và coi thừ trờng từng khoảng đó là đều, ta có n. (UM =  Hi li) 1. d) Tõ trë (Xem gi¸o tr×nh §KT) 2.4.3- Các định luật cơ bản 1- Định luật về cờng độ từ trờng Phụ thuộc vào cờng độ dòng điện là theo một vòng kín, tổng đại số của các từ áp bằng tích số của cờng độ dòng điện và dây. n. IM =  .H.l 1. 2- §Þnh luËt «m Với mạch kín thì từ thông bằng suất từ động chia cho từ trở mạch từ đó.. =. F RM. 3- §Þnh luËt K1 + K2 Tổng đại số các từ thông tại một nút = 0. 2.4.4- Tõ ho¸, chÊt s¾t tõ, tõ trÓ 1- Tõ ho¸ Trong vật sắt từ có các mô men từ phân tử các mô men này sắp xếp hỗn độn, nếu đặt vật liệu này vào trong từ trờng các mô men từ đợc sắp xếp lại ta nói vật liệu bị tõ ho¸.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(38) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2- ChÊt s¾t tõ ĐN : Là những vật liệu có hệ số từ thẩm rất lớn, đặc tính của nó là khả n¨ng nhiÔm tõ m¹nh.. 3- Tõ trÓ KN : Sau khi từ hoá vật liệu sắt từ trong dòng điện thì từ trờng tăng, đổi chiều dòng điện từ trờng đổi chiều khi dòng điện bằng không từ trờng vẫn còn một giá trị gọi là từ d, nếu tiếp tục tăng dòng điện theo chiều đã đổi thì quá trình lập lại tơng tự, ta đợc một đờng cong khép kín gọi là chu trình từ hoá. Diện tích của chu trình đợc gọi là mắt từ trể. C¨n cø vµo m¾t tõ trÓ ngêi ta ph©n lo¹i vËt liÖu tõ.. 2.4.5- Nam ch©m ®iÖn - Là một thiết bị gồm một quận dây và một lõi thép khi lõi thép động bị từ hoá, lõi thép động bị hút lại trong thực tế lõi thép động đóng vai trò các vật cần đợc từ hoá.. I Lõi sắt động U. Cuén d©y. Lâi s¾t tÜnh. ? 1. Nªu klh¸i niÖm chung vÒ m¹ch tõ cho vÝ dô cô thÓ ? 2. Nêu các định luật cơ bản về mạch từ ? 3. ThÕ nµo lµ tõ ho¸, chÊt s¾t tõ vµ tõ trÔ, øng dông ?. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(39) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2.5- HiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ. 2.5.1- Suất điện động cảm ứng 1- HiÖn tîng Gåm 1 cuén d©y nam ch©m ®iÖn kÓ - Nếu ta dịch chuyển vị trí tơng đối giữa nam châm và cuộn dây, kim điện kÕ lÖch vÞ trÝ ban ®Çu trong m¹ch xuÊt hiÖn dßng ®iÖn.. N S. D©y dÉn. - Nếu không dịch chuyển kim đứng yên, lòng mạch không có dòng điện. + KÕt luËn : Trong m«i trêng, trêng hîp khi tõ th«ng qua m¹ch kÝn biÕn thiên sẽ làm suất hiện suất điện động cảm ứng.. 2- Độ lớn của suất điện động cảm ứng e = -   . W ( Là độ biến từ thông)  Lµ Thêi gian tõ W Lµ sè vßng d©y - D©y dÉn th¼ng : e=Trong đó :.  = B.lv.  = B.l.v   B Lµ c¶m øng tõ l Lµ vËn tèc di chuyÓn. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(40) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ  Lµ thêi gian di chuyÓn. 3- Xác định chiều Với ống dây ta áp dụng định luật len xơ (do nhà Bác Học ngời Nga Len xơ đã t×m ra) §Þnh luËt : Khi tõ th«ng xuyªn qua mét vßng d©y biÕn thiªn sÏ lµm xuÊt hiện một sức điện động gọi là sức điện động cảm ứng trong vòng dây. Sức điện động này có chiều sao cho dòng điện do nó sinh ra tạo thành từ  có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó. ? 1. Giải thích hiện tợng khi ta dịch chuyển vị trí tơng đối giữa nam châm ®iÖn vµ cuén d©y ( ë thÝ nghiÖm ) 2. Phát biểu định luật cảm ứng điện từ ?. 2.5.2- Nguyªn lý m¸y ph¸t ®iÖn - Khi dây dẫn chuyển động vuông góc với đờng sức từ với vận tốc (v) thì trong dây dẫn xuất hiện một sức điện động cảm ứng. E - B.v.l - NÕu m¹ch ngoµi nèi kÝn qua ®iÖn trë R (phô t¶i) th× trong m¹ch cã dßng ®iÖn c¶m øng, dßng nµy qua d©y dÉn lµm xuÊt hiÖn mét lùc ®iÖn tõ . F = B.I.l (chiều đợc xác định theo quy tắc bàn tay trái) . Từ hình vẽ ta thấy lực F cản trở sự chuyển động của dây dẫn. Nh vậy để dây dẫn tiếp tục chuyển động với vận tốc v, ta phải tác dụng vào dây dẫn một lực bằng trị số lực F nhờ một động cơ sơ cấp, công suất cơ do động cơ sơ cấp cung cấp cho động cơ sơ cấp là : Pc¬ = F.V = B.I.l.v = E.I = P®iÖn. Kết quả là dây dẫn chuyển động trong từ trờng đã có tác dụng biến công suất cơ năng của động cơ thành công suất điện năng của động cơ cung cấp cho phụ tải (đó chinh slà nguyên tắc của máy phát điện). 2.5.3- HiÖn tîng tù c¶m §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(41) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 1- HiÖn tîng Có một quận dây đợc mắc với nguồn điện nh Hình vẽ. - Khi đóng (K) dòng điện không đạt ngay giá trị cực đại mà tăng từ từ. - Khi më (K) dßng ®iÖn kh«ng gi¶m vÒ ngay mµ gi¶m tõ tõ. HiÖn tîng nh trªn gäi lµ hiÖn tîng tõ c¶m. A. I + E -. L K. 2- Gi¶i thÝch - Khi đóng (K) dòng điện tằng từ 0  I, khi (K) mở dòng điện giảm từ I  0 dòng điện này sinh ra từ thông qua quận dây thay đổi, theo định luật cảm ứng . điện từ trong quận dây sinh ra suất điện động cảm ứng, suất điện động này sinh ra dßng ®iÖn ngîc chiÒu víi dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch (kh«ng cho dßng điện). Nh vậy dòng điện đi qua quận dây thay đổi làm cho quận dây sinh ra suất điện động cảm ứng gọi là suất điện động tự cảm.. 3- §é lín. lTC = - L.  i. i = I2 - I1  = T2 - T1. 4- ChiÒu - NÕu i > 0  I2 > I1  l ngîc chiÒu víi I - NÕu  < 0  I2 < I1  l cïng chiÒu víi I. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(42) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ * Chó ý : Khi c¾t m¹ch dßng ®iÖn tù c¶m khèng chÕ kh«ng cho dßng ®iÖn chính về không ngay, suất điện động cảm ứng sinh ra trong trờng hợp này rất lớn cã thÓ g©y ra nguy hiÓm chã cuËn d©y, v× vËy ta ph¶i t×m c¸ch h¹n chÕ suÊt ®iÖn động cảm ứng này.. ? 1. Nªu nguyªn lý m¸y ph¸t ®iÖn ? ViÕt biÓu thøc lùc ®iÖn tõ vµ gi¶i thÝch ? 2. Giải thích hiện tợng xảy ra nh thế nào khi khoá K ở hai trạng thái đóng, mở ?. 2.5.4- HiÖn tîng hç c¶m 1- HiÖn tîng - Có 2 cuộn dây đặt gần nhau cuộn 1 nối với nguồn biến đổi, trong cuộn 2 có dßng ®iÖn . - Vì trong cuộn 1 có dòng điện biến đổi nên ssinh ra suất điện động tự cảm.. . W1. . W2. U~ i  - Từ thông do cuận 1 sinh ra biến đổi mắc vòng sang quận 2 sinh ra suất điện động cảm ứng gọi là suất điện động hỗ cảm. LC1 = L1. i2 i2 dßng ®iÖn I2 sinh ra tõ th«ng 2 sinh ra s®® ehc1 = - M’.   - Nh vậy hiện tợng hỗ cảm là hiện tợng cảm ứng điện từ khi có 2 cuộn dây đặt gÇn nhau. LC2 = L2. Nếu (1) trong (2) dòng điện biến đổi thì sẽ gây ra suất điện động cảm ứng trong cuén d©y kia vµ ngîc l¹i. 2- §é hç c¶m (M). √ l1 ×l 2 - Khi gÐp chÆt 2 cuén d©y víi nhau : M = §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(43) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 3. øng dông - Dùng để chế tạo máy biến áp 2.5.5 Dßng ®iÖn xo¸y 1. HiÖn tîng cho tõ th«ng biÕn thiªn xuyªn qua mét khèi thÐp. Trong khèi thÐp sÏ xuÊt hiÖn 1 sức điện động cảm ứng.vì là 1 khối thép liền nên trong khối thép xuất. hiện một dòng điện cảm ứng. Chạy quẩn trong khối thép đógọi là dòng điện xo¸y.( hay cßn gäi lµ dßng ®iÖn phu c« ). §Þnh nghÜa dßng ®iÖn xo¸y. dßng ®iÖn xo¸y lµ dßng ®iÖn c¶m ngsinh ra trong khèi vËt liÖu. (khèi kim lo¹i ) khi cã tõ trêng biÕn thiªn qua nã. Tốc độ của từ trờng càng lớn thì sức điện động cáng lớn. 2. ý nghÜa a. T¸c h¹i - dòng điện xoáy chạy trong khối thép lớn sẽ đốt nóng kim loại, có thể làm ch¸y c¸ch ®iÖn vµ c¸c cuén d©y quÊn trªn lâi thÐp. §Ó gi¶m dßng ®iÖn xo¸y, ngêi ta kh«ng chÕ t¹o lâi thÐp m¸y ®iÖn b»ng mét khèi mµ ding nhiÒu lâi thép mỏng đợc phủ sơn cách điện ghép lại với nhau, nh vậy dòng điện xoáy chỉ khÐp kÝn m¹ch trong l¸ thÐp máng cã ®iÖn trë lín nªn dßng ®iÖn nhá.. b, øng dông - Dßng ®iÖn xo¸y øng dông trong s¶n xuÊt, bªn c¹nh nh÷ng t¸c h¹i mµ dßng điện xoáy gây ra thì trong sản xuất dòng điện xoáy đợc dùng trong lĩnh vực luyện kim, trong thÝ nghiÖm ®iÖn, trong dông cô ®o ®iÖn…. 2.6 HÖ thèng c©u hái vµ bµi tËp luyÖn tËp I. C©u hái 1. Giải thích khái niệm về từ trờng. Đờng sức từ là gì ? Từ trờng đều có đờng sức tõ nh thÕ nµo ? §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 3.

(44) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2.Xác định đờng sức từ của dây dẫn thảng, vòng dây, cuộn dây có dòng điện. 3. Sức từ động và từ áp là gì ? phân biệt hai đại lợng đó. 4. Cờng độ từ trờng và cờng độ từ cảm là gì ? phân biệt hai đại lợng đó. 5. Từ thông là gì ? cách xác định nh thế nào ? 6. Phát biểu và giải thích định luật toàn dòng điện. Từ đó hãy nêu cách xác định cờng độ từ trờng và từ cảm của dây dẫn thẳng, vòng dây, cuộn dây có dòng điện. 7. Trình bày cách xác định công của lực điện từ. Hãy giả thích tại sao các vòng dây có dòng điện đặt trong từ trờng luôn có xu hớng dịch chuyển tới vị trí có từ th«ng lín nhÊt. 8. Giải thích các đại lợng và phát biểu các định luật về mạch từ. cách giải mạch tõ nh thÕ nµo ? 9. Phát biểu định luật cảm ứng điện từ và giải thích công thức Măcxoen trong các trêng hîp: a, Từ thông không đổi. b, Tõ th«ng t¨ng. c, Tõ th«ng gi¶m. 10. Tr×nh bµy nguyªn t¾c biÕn c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng vµ ngîc l¹i. 11. Dßng ®iÖn xo¸y lµ g× ? Cho biÕt øng dông vµ t¸c h¹i cña dßng ®iÖn xo¸y. 12. §iÖn c¶m lµ g× ? §iÖn c¶m phô thuéc vµo nh÷ng yÕu tè nµo ? Khi nµo ®iÖn c¶m phô thuéc vµo trÞ sè dßng ®iÖn ? 13. Giải thích sự xuất hiện s.đ.đ. Tự cảm. Tại sao khi đóng mạch đ. cảm, dòng điện không thể tăng tức thời tới trị số ổn định, mà phải qua quá trình quá độ 14. Gi¶i thÝch sù xuÊt hiÖn s.®.®. Hç c¶m.. II. Bµi tËp 1. Tính cờng độ từ trờng và cờng độ từ cảm một điểm ở chân sứ cách dây dẫn mét ®o¹n a = 8cm, biÕt dßng ®iÖn trong d©y dÉn lµ I = 85 A. §¸p sè: H = 170 A/ m ; B = 2,13.10-4T.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(45) Ch¬ng II: §iÖn tõ vµ c¶m øng ®iÖn tõ 2. Cờng độ từ trờng trong cuộn dây H = 500 A/m. Lõi cuộn dây bằng thép biến ¸p, tiÕt diÖn S = 4 cm2, hÖ sè tõ m«i  = 2400. TÝnh tõ c¶m vµ tõ th«ng trong lâi thÐp. §¸p sè: B = 1,5 T ;  = 6.10-4wb. 3. Một đoạn dây dẫn dài 20cm có dòng điện 20 A, đặt trong từ trờng, bị đẩy bởi mét lùc 0,98N. Tìm cờng độ từ cảm B. 4. Rô to một máy điện có đờng kính 6cm, dài 10 cm , có đặt w vòng dây. Dòng ®iÖn qua mçi vßng d©y lµ 5 A. Tõ c¶m trung b×nh ë khe hë kh«ng khÝ lµ 0,5 T. T×m m« men ®iÖn tõ t¸c dông lªn r«to. §¸p sè: M = 0,01210 Nm 5. Xuyến thép có tiết diện S = 0,001 m 2, chiều dài đờng sức trung bình là 0,3m. Trên xuyến có một khe không khí cắt ngang đờng sức, = 1mm. Thép có  = 10-4H/m. Cuộn dây từ hoá có 568 vòng, dòng điện từ hoá 10A Xác định từ th«ng trong xuyÕn. §¸p sè:  = 1,5.10-3wb.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(46) Ch¬ng42 42III : 42M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 42pha42. Ch¬ng III M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 pha 3.1- Dßng ®iÖn xoay chiÒu h×nh sin 3.1.1- Kh¸i niÖm -. Dòng điện xoay chiều là dòng thay đổi cả chiều và trị số theo thời gian.. - Dòng điện () thờng biến đổi tuần hoàn, nghĩa là sau một khoảng thời gian nhất định nó sẽ lặp lại quá trình biến thiên nh cũ, quá trình biến thiên này theo hàm số sin đợc gọi là dòng điện xoay chiều hình sin.. 3.1.2- C¸ch t¹o ra dßng ®iÖn xoay chiÒu  Nguyªn lý m¸y ph¸t ®iÖn 1 pha: a. CÊu t¹o - gåm phÇn c¶m lµ nam ch©m vÜnh hoÆc nam ch©m ®iÖn, phÇn øng lµ khung d©y vµ hÖ thèng vßng tiÕp xóc chæi than.. N. a. c b. b. Nguyªn lý lµm viÖc. d. S. + Cho khung d©y (a, b, c,d) quay trong tõ trêng trong khung d©y xuÊt hiÖn suất điện động cảm ứng (theo định lý cảm ứng điện từ) chiều của suất điện động này xác định theo quy tắc bàn tay phải (nh hình vẽ). Nếu nối tải ta có dßng ®iÖn.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(47) Ch¬ng43 43III : 43M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 43pha43 + Nếu quay khung dây 1800 thì suất điện động trong khung dây đổi chiều dòng điện qua phụ tải cũng đổi chiều.  KÕt luËn: Víi nguyªn lý lµm viÖc nh trªn dßng ®iÖn qua phô t¶i lµ dßng ®iÖn xoay chiÒu.. 3.1.3- Thành lập biểu thức suất điện động xoay chiều + Suất điện động hình sin đợc tạo ra trong máy phát điện xoay chiều một pha ký hiệu là E: để tính toán suất điện động này ta giả thiết nh sau: + Hệ thống cực từ ở phần cảm đợc chế tạo sao cho cảm ứng từ B phân bố theo quy luËt hµm sè sin. BiÓu thøc: B = Bm.sin t + Khi m¸y ph¸t ®iÖn lµm viÖc khung d©y quay víi vËn tèc v nªn ta cã biÓu thøc: e = 2Bm.lv.sint NÕu khung d©y cã w vßng th×: e = 2.Bm.lv.w.sint => e = Em.sint + Nh vËy nÕu phÇn c¶m B biÕn thiªn theo quy luËt hµm sè sin th× 2 ®Çu khung dây cũng đợc một suất điện động cũng biến thiên theo quy luật hàm số sin.. 3.1.4- Biểu diễn bằng đồ thị - Để biểu diễn hàm số suất điện động bằng đồ thị ta xét một số giá trị tại các thời điểm đặc biệt. e  = 0  e = 0  = /2  e = Em  =   e = 0. 3/2 0. /2. . 2. .  = 3/2  e = -Em  = 2  e = 0 Đồ thị trên đợc gọi là đồ thị sóng. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(48) Ch¬ng44 44III : 44M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 44pha44 ? 1. Nªu kh¸i niÖm dßng ®iÖn xoay chiÒu - dßng ®iÖn h×nh sin ? C¸ch t¹o ra dßng ®iÖn xoay chiÒu ? 2. Hãy xây dựng biểu thức suất điện động xoay chiều dựa trên nguyên lí máy ph¸t ®iÖn ? 3. Biểu diến trên đò thị và tại sao gọi là đồ thị sóng ?. 3.2- Các đại lợng đặc trng 3.2.1- Chu kú - Là khoảng thời gian nhỏ nhất để dòng điện lặp lại quá trình biến thiên nh cũ, nó đợc ký hiệu là T, đơn vị là giây (s). 3.2.2- TÇn sè - Lµ sè chu kú thùc hiÖn trong mét gi©y gäi lµ tÇn sè, ký hiÖu f,. đơn vị tính là 1/giây = 1 Hz (héc) , f = 1/T => T = 1/f. 3.2.3- Gi¸ trÞ tøc thêi - Giá trị tức thời của đại lợng xoay chiều hình sin đặc trng cho tác dụng của trị lợng hình sin ở từng thời điểm. Còn đặc trng cho tác dụng trung bình của đại lợng xoay chiÒu h×nh sin trong toµn bé chu kú vÒ mÆt n¨ng lîng. 3.2.4- Biên độ - Là giá trị lớn nhất của đại lợng xoay chiều 3.2.5- Gi¸ trÞ hiÖu dông - Trị số hiệu dụng của đại lợng xoay chiều hình sin có giá trị tơng đơng với dòng 1 chiều khi chúng cùng đi qua một điện trở trong cùng một đơn vị thời gian bằng mét chu kú th× to¶ ra nhiÖt lîng nh nhau. Ký hiÖu lµ I, U , E - Quan hệ giữa trị số hiệu dụng và trị số cực đại ta có biểu thức: + Dßng ®iÖn: cã I = Im/ √ 2 + §iÖn ¸p: U = Um/ √ 2. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(49) Ch¬ng45 45III : 45M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 45pha45 + suất điện động: E = Em/ √ 2  Chú ý: Các số chỉ trên các dụng cụ đo điện là chỉ số hiệu dụng của các đại lợng hình sin thông thờng khi nói tới trị số các đại lợng xoay chiều hình sin lµ nãi tíi trÞ sè hiÖu dông cña chóng. 3.2.6- Pha vµ sù lÖch pha a) Sự đồng pha: Khi các đại lợng xoay chiều cùng một lúc đạt giá trị bằng 0 thì gãc 0 b»ng nhau. b) Sự lệch pha: Khi các đại lợng xoay chiều cùng một lúc đạt giá trị khác 0 thì gãc 0 kh¸c nhau.. ? 1.Nêu các đại lợng đặc trng của suất điện động ? 2. Thế nào là sự đồng pha và sự lệch pha ? Háy giải thích ? 3.3- Biểu diễn các đại lợng xoay chiều hình sin bằng đồ thị véctơ 3.3.1- Biểu diễn bằng đại lợng ( Quy ớc ) 1) C¸ch biÓu diÔn  BiÓu diÔn díi d¹ng sãng. + Đồ thị sóng đợc dùng để tính tổng hoặc hiệu các đại lợng xoay chiều bằng cách cộng hay trừ các tung độ tơng ứng.  BiÓu diÔn b»ng vect¬ quay: + Quy ớc: Đại lợng xoay chiều đựoc biểu diễn bằng vectơ quay trong mặt phẳng toạ độ vuông góc. Véc tơ có điểm đặt tại gốc toạ độ, chiều dài vectơ căn cứ vào trị số hiệu dụng của đại lợng xoay chiều với tỉ lệ xích tuỳ ý. Vectơ luôn quay ngợc chiều kim đồng hồ với vận tốc góc , véc tơ đó hợp với trôc hoµnh mét gãc t¬ng øng víi pha gèc lµ 0 . VÝ dô:. y. 0. Cho ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p Ut = 110 √ 2 sin(t + /4) CÆp hiÖu dông pha ®Çu (110 - /4). 4. x. . y. U. 0 = /4. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00.

(50) Ch¬ng46 46III : 46M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 46pha46 Hãy biểu diễn đại lợng hình sin đó bằng vectơ quay. Bớc 1: Chọn hệ trục toạ độ. Bớc 2: Xác định pha gốc 0 = /4 từ trục Ox (góc bằng /4) Bíc 3: Chän tû lÖ xÝch 1cm =10V => U = 11cm Bíc 4: ChiÒu quay cña vect¬. 3.3.2- Cộng trừ các đại lợng bằng đồ thị véctơ - Muốn xác định tổng và hiệu của các đại lợng xoay chiều bằng vectơ quay trên cùng một hệ trục toạ độ, cùng tỷ lệ xích rồi áp dụng quy tắc cộng hoặc trừ vectơ 1) Ph¬ng ph¸p céng * Phơng pháp đặt liên tiếp. Ta đặt liên tiếp các vectơ lên nhau cùng chiều, cùng phơng, cùng giá trị, sau đó nối gốc của vectơ đầu với ngọn của vectơ cuối, ta đợc vectơ tổng.. H×nh vÏ:. 0 e1 e2. x e1+e2. 2) Ph¬ng ph¸p trõ. §Æt liªn tiÕp c¸c vect¬ cïng ph¬ng, cïng gi¸ trÞ nhng ngîc chiÒu rèi nèi gèc cña vectơ đầu với ngọn của vectơ cuối ta đợc vectơ hiệu.. 4. e1. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 0. e2. e1-e2. x.

(51) Ch¬ng47 47III : 47M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 47pha47. ? 1. Nêu cáh biẻu diến các đại lợng xoay chiềuhình sin ? Cho một ví dụ minh hoạ. 2. Xây dựng phơng pháp cộng - Trừ các đại lợng bằng đồ thị ?. 3.4- TÝnh chÊt cña m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3.4.1- M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn trë 1. §Þnh nghÜa. M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn trë lµ m¹ch ®iÖn mµ phô t¶i cña nã lµ c¸c ®iÖn tr¬ thuÇn tuý (hay ®iÖn trë lý tëng).. I. 2. TÝnh chÊt U. Giả sử ta đặt vào 2 đầu đoạn. R. m¹ch 1 ®iÖn ¸p cã ph¬ng tr×nh U = Um.sin(t +) th× trong m¹ch còng cã dßng ®iÖn xoay chiÒu cã d¹ng i = Im. sin(t +). Vậy theo định luật ôm ta có: I = U/R. =>. I=. Um. sin(t +) R. => i = Im. sin(t +) Kết luận: Trong mạch điện xoay chiều thuần trở thì điện áp và dòng điện đồng pha nhau vµ cã trÞ sè UR = I.R. Nh vËy ®iÖn n¨ng trªn ®iÖn trë biÕn thµnh nhiệt năng và công suất tiêu thụ trên điện trở đợc gọi là công suất tác dông: P = U.I = I2.R (W). §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4 y. U I. u = i.

(52) 0. x. Ch¬ng48 48III : 48M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 48pha48. 3.4.2- M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn c¶m 1) §Þnh nghÜa M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn c¶m lµ m¹ch ®iÖn duy nhÊt chØ cã mét ®iÖn c¶m L thuÇn tuý, cßn c¸c thµnh phÇn kh¸c nh R vµ C coi nh b»ng 0. 2) TÝnh chÊt * Ta xÐt m¹ch ®iÖn cã L Giả sử ta đặt vào 2 đầu đoạn mạch 1 điện áp xoay chiều có phơng trình: U = Um. sin(t ++ 900) th× trong m¹ch cã dßng ®iÖn xoay chiÒu cã ph¬ng tr×nh:. I = Im. sin(t +) vµ lóc nµy dßng ®iÖn biÕn thiªn qua cuén d©y l lµm xuÊt hiÖn suất điện động cảm ứng. eL = -L.. Δi Δt. = -L .. Δim . sin ωt Δt. vËy ta cã: U + I = IR. Theo định luật Kiếc hốp 2 cho mạch kín thì U + E =0 vì R = 0 => E =U. KÕt luËn: Trong m¹ch thuÇn c¶m th× ®iÖn ¸p cña nguån lu«n lu«n c©n b»ng víi suất điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây, nghĩa là về trị số thì bằng nhau nhng đối pha nhau. 3) Quan hÖ U, I. UL. §iÖn ¸p vît pha so víi dßng ®iÖn mét gãc /2. VÒ trÞ sè: UL = I.XL . VËy XL = .L = 2.f.L 4) C«ng suÊt. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. /2 I. 4.

(53) Ch¬ng49 49III : 49M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 49pha49 M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn c¶m lµ kh«ng tiªu hao ®iÖn n¨ng gi÷a nguån mµ chØ có sự trao đổi năng lợng giữa nguồn với từ trờng cuộn dây, ký hiệu là Ql = U.I = I2.Xl (VAR) 3.4.3- M¹ch ®iÖn xoay chiÒu thuÇn dung C 0; L,R = 0 §èi víi m¹ch ®iÖn cã ®iÖn dung víi dßng 1 chiÒu chØ bá qua tô lóc n¹p vµ phãng ®iÖn. Ui. ë m¹ch xoay chiÒu dßng ®iÖn tån t¹i l©u da× v× m¹ch chØ cã tô ®iÖn nªn toµn bé U. điện áp của nguồn đợc đặt vào tụ : UC = U.. i /2. ë 1/4 chu kú ®Çu cña ®iÖn ¸p trÞ sè t¨ng tõ 0 0. /2. . 3/2. t. đến giá trị cực đại (+) tụ điện bắt đầu nạp điện, điện áp trên tụ tăng dần dòng điện sẽ giảm dần từ cực đại về 0. i = e = dU/dT - Nh vậy đặc trng cho sự cản trở dòng điện của tụ điện đợc gọi là dung kháng. ®iÖn dung lín th× sù c¶n trë nhá vµ ngîc l¹i ®iÖn dung nhá th× c¶n trë lín. XC = 1 / .C = 1 / 2.f.C Khi tÇn sè t¨ng dung kh¸ng gi¶m, dßng ®iÖn t¨ng. NÕu U = Um. sin(t +) . i = e.dU/d = e. . Um. sint. i(+) = e. . U. sin(t+/2) = Im. sin(t+/2) trong đó : Im = Um.C.  => Im = Um/XC = Um.1/.C  KÕt luËn: Trong m¹ch xoay chiÒu thuÇn dung dßng ®iÖn nhanh pha h¬n ®iÖn ¸p 1 gãc 900. C«ng suÊt trªn m¹ch thuÇn dung lµ qu¸ tr×nh. /2. biến đổi năng lợng giữa nguồn với tụ điện. I. díi d¹ng n¨ng lîng gi÷a nguån víi tô ®iÖn dới dạng năng lợng điện trờng đợc gọi lµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng.. Uc. Ký hiÖu: QC. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 4.

(54) Ch¬ng50 50III : 50M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 50pha50 QC = I2.XC = IC.UC  IC = UC/XC. 3.4.4- M¹ch ®iÖn R-L-C nèi tiÕp 1) Sơ đồ mạch. R UR. L. C UC. UL U. 2) Quan hÖ I, U - Giả sử đặt 2 đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều trong mạch cũng có dòng ®iÖn xoay chiÒu i = Im.sint dßng ®iÖn nµy ®i qua c¸c thµnh phÇn trë kh«ng t¹o nªn c¸c ®iÖn ¸p t¬ng øng UR. + Thành phần đặt trên R gọi là thµnh phÇn t¸c dông cña ®iªn ¸p.. I. Ký hiÖu: UR thµnh phÇn ®iÖn ¸p. UL. đồng pha với dòng điện UR = I.R /2. + Thành phần điện áp đặt trên L. I. gäi lµ thµnh phÇn ®iÖn ¸p ph¶n kh¸ng Ký hiÖu: UL , thµnh phÇn ®iÖn ¸p vît pha so víi dßng ®iÖn 1 gãc /2. /2. I. UL = I.Xl + Thành phần điện áp đặt trên C gäi lµ thµnh phÇn ®iÖn ¸p ph¶n kh¸ng. Uc. Ký hiÖu: Uc, thµnh phÇn ®iÖn ¸p chËm pha so víi dßng ®iÖn 1 gãc /2: UC = I.XC Nh vậy điện áp đặt vào mạch bằng tổng 3 điện áp thành phần vÒ trÞ sè tøc thêi: U = UR + UL + UC vÒ trÞ sè hiÖu dông: U = UR + UL + UC §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(55) Ch¬ng51 51III : 51M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 51pha51  §å thi vect¬ vµ tam gi¸c ®iÖn ¸p:. UL UL. UC UX=UL+U C. U.  - Thùc hiÖn phÐp céng vectơ ta đợc đồ thị 0 UR I - Từ đồ thị vectơ ta thấy dòng và áp lệch pha 1 góc là  - XÐt tamUC gi¸c OAB: Vect¬ U chÝnh lµ b»ng tæng 3 vevt¬ ®iÖn ¸p thµnh phÇn vµ lµ c¹nh huyÒn cña OAB, 2 c¹nh kia lµ 2 c¹nh gãc vu«ng. - C¹nh OA = UR = I.R thµnh phÇn t¸c dông cña ®iÖn ¸p. - C¹nh AB = UX = UL – CL = I.(XL-XC) thµnh phÇn ph¶n kh¸ng ®iÖn ¸p. - Tam gi¸c vu«ng cã c¹nh huyÒn lµ vect¬ ®iÖn ¸p , 2 c¹nh gãc vu«ng lµ 2 thµnh phần điện áp tác dụng và điện áp phản kháng, tam giác đó là tam giác điện áp của m¹ch ®iÖn xoay chiÒu mét pha cã R-L-C. - Tõ tam gi¸c ®iÖn ¸p ta cã biÓu thøc:. U = √ U R +U X = 2. tg =. UX UR. 2. =. U L −U C ¿2 UR +¿ √¿. UX =UL+UC. U. 2. UR. I. U L −U C UR. >0. - TrÞ sè tøc thêi cña ®iÖn ¸p tæng lµ: U = Um.sin(t + ).  Chó ý: - Tõ tam gi¸c ®iÖn ¸p: §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(56) Ch¬ng52 52III : 52M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 52pha52 + NÕu XL > XC  UL > UC  tg  > 0   > 0. + NÕu XL < XC  UL < UC  tg  < 0   < 0. - §iÖn ¸p chËm pha so víi dßng ®iÖn mét gãc /2. - Tõ tam gi¸c ®iÖn ¸p nÕu biÕt ®iÖn ¸p gãc  ta Cã thÓ suy ra ®iÖn ¸p thµnh phÇn. I. UR = U.cos UX = U.sin. UR . UX =UL+UC. U 3) Tæng trë, tam gi¸c tæng trë. >0. a,Tổng trở: Ta đã biết biểu thức tam giác điện áp: U = √ U R +U X = 2. =. 2. U L −U C ¿2 UR +¿ √¿ 2. I . X L − I . X C ¿2 X L − X C ¿2 = I. R ¿2 +¿ I . R ¿2 +¿ ¿ ¿ √¿ √¿. lîng X = XL – XC = 2.f.L -. 1 2 π. f .C. gäi lµ trë kh¸ng ph¶n kh¸ng cña m¹ch. ®iÖn xoay chiÒu. - Lîng. X L − X C ¿2 R ¿2 +¿ ¿ √¿. cã vai trß nh ®iÖn trë trong m¹ch ®iÖn thuÇn trë. nên đợc gọi là trở kháng toàn phần hay gọi là tổng trở của mạch điện xoay chiều.. Ký hiệu: Z (đơn vị đo là ). ; Z=. X L − X C ¿2 R ¿2 +¿ ¿ √¿. Do đó ta có I = U/Z, từ đó có định luật Ôm phát biểu nh sau: §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(57) Ch¬ng53 53III : 53M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 53pha53 §Þnh luËt: - Trị số hiệu dụng đặt vào mạch và tỷ lệ nghịch với tổng trở toàn mạch. b, Tam gi¸c tæng trë - Nếu lấy các cạnh của tam giác điện áp chia cho I ta đợc 1 tam giác đồng dạng với tam giác điện áp. Tam giác đó đợc gọi là tam giác tổng trở, gồm 3 cạnh: + C¹nh huyÒn: Z = U / I - lµ tæng trë cña m¹ch + C¹nh gãc vu«ng: R = UR / I – lµ trë kh¸ng t¸c dông cña m¹ch + C¹nh gãc vu«ng: X = UX / I – lµ trë kh¸ng ph¶n kh¸ng cña m¹ch. - Từ tam giác tổng trở nếu biết R và X ta có thể xác định đợc Z và :. √ R 2+ X 2 =. Z=Z=. X R. tg = * Chó ý:. =. X L − X C ¿2 R ¿2 +¿ ¿ √¿. XL − XC R. B Z 0.  R. Tõ tam gi¸c tæng trë ta thÊy:. A. ( > 0). + NÕu XL > XC th×  > 0 + NÕu XL < XC th×  < 0. X. R . X. Z 4) C«ng suÊt, tam gi¸c c«ng suÊt a, C«ng suÊt. ( < 0). - C«ng suÊt trong m¹ch R-L-C nèi tiÕp cã 2 thµnh phÇn.. + C«ng suÊt tiªu hao trªn ®iÖn trë gäi lµ c«ng suÊt t¸c dông. P = .I2.R = I. UR = U.I.cos (W) + C«ng suÊt ph¶n kh¸ng gåm 2 thµnh phÇn . Thành phần do sự trao đổi năng lợng giữa nguồn và từ trờng cuộn dây: QL = I2.XL = I.UL. Thành phần do sự trao đổi năng lợng giữa nguồn và điện trờng tụ điện §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(58) Ch¬ng54 54III : 54M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 54pha54 QC = I2.XC = I.UC Hai thµnh phÇn nµy ngîc pha nhau nªn c«ng suÊt ph¶n kh¸ng lµ: Q = QL – QC = I2.(XL-XC) = I .(UL-UC) = I2.X = U.I.sin (VAR) Vậy công suất phản kháng Q đặc trng cho sự trao đổi năng lợng giữa nguồn và c¸c trêng. + C«ng suÊt toµn phÇn hay cßn gäi lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn, ký hiÖu lµ S, nã đặc trng cho khả năng chứa công suất của thiết bị điện. Công suất biểu kiến đợc tính bằng tích số giữa dòng điện định mức với điện áp định mức cña thiÕt bÞ ®iÖn: S = U.I = I2.Z (VA) b, Tam gi¸c c«ng suÊt Nếu đem nhân 3 cạnh của tam giác tổng trở với bình phơng dòng điện ta đợc một tam giác đồng dạng với tam giác tổng trở, tam giác đó là tam giác c«ng suÊt. Trong đó cạnh huyền : S = U.I = I2.Z (công suất biểu kiến) - C¹nh gãc vu«ng P = I2.R c«ng suÊt t¸c dông Q = I2.X c«ng suÊt ph¶n kh¸ng.. QC. QL P . 0 S . Q. S. P suÊt nÕu biÕt A P vµ Q th× : - Tõ tam gi¸c c«ng  > 0 QL − QC ¿ 2 S = √ P 2+Q2 = P2 +¿. QC QL >0. √¿. Q L −QC tg = Q = P. P. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(59) Ch¬ng55 55III : 55M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 55pha55 - NÕu biÕt S vµ  th× : P = S.cos;. Q = S.sin. 3.4.5- M¹ch ®iÖn R-L-C m¾c song song 1) Quan hệ dòng, áp, đồ thị vectơ I * H×nh vÏ:. IR R. U. IL. IC. L C. - Giả sử đặt vào 2 đầu mạch 1 điện áp xoay chiều:. U = Um.sint, khi đó dòng điện đi qua trở iR đồng pha và điện áp: IR = U/G = g.U Trong đó: g gọi là điện dẫn tác dụng (g = 1 / G) - Dßng ®iÖn qua ®iÖn c¶m (iL) chËm pha sau ®iÖn ¸p 1 gãc 900 vµ cã trÞ sè : IL = U / XL = bL.U Trong đó: bL gọi là điện dẫn cảm kháng. - Dßng ®iÖn qua ®iÖn dung (iC) vît pha tríc ®iÖn ¸p 1 gãc 900 vµ cã trÞ sè: IC = U / XC = bC.U Trong đó: bC gọi là điện dẫn dung kháng. VËy dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh b»ng tæng dßng ®iÖn trong c¸c nh¸nh + VÏ trÞ sè tøc thêi + VÏ trÞ sè hiÖu dông :. i = i R + iL + iC I = IR + IL + IC. §å thÞ: Thực hiện phép cộng vectơ ta đợc:. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(60) Ch¬ng56 56III : 56M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 56pha56. IC UA. IR. 0.  IX=IL-IC I. IL. IC. IL. - Từ đồ thị vectơ ta thấy IL và IC luôn luôn đối pha nhau nên trị số tổng của vectơ bằng trị số hiệu dụng của chúng và đợc gọi là thành phần phản kháng của dßng ®iÖn. IX = IL-IC = U.(bL-bC) = U.bX - XÐt tam gi¸c OAB gäi lµ tam gi¸c dßng ®iÖn Tõ tam gi¸c dßng ®iÖn => tam gi¸c tæng dÉn OAB Trong đó: bX = bL-bC điện dẫn phản kháng. - Tõ tam gi¸c dßng ®iÖn vµ tam gi¸c tæng dÉn ta cã: I = √I R +Ix 2. 2. IX IR. tg =. g . 0 -. NÕu biÕt I vµ gãc  ta cã: y. IR = I.cos vµ iX = I.sin Y=. √ g 2+b X. 2. =. b L −b C ¿ g 2+¿ √¿. A. 2. ; tg = bX / g =. bL − bC g. B. bX=bL-bC. bC. bL. 2) C«ng suÊt -. C«ng suÊt t¸c dông: P = U.I.cos = U2.g = U.IR. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(61) Ch¬ng57 57III : 57M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 57pha57 C«ng suÊt ph¶n kh¸ng: Q = U.I.sin = U2.bX = U.IX -. C«ng suÊt biÓu kiÕn: S = U.I = U2.Y. 3.4.6- Céng hëng ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn 1) HiÖn tîng vµ ®iÒu kiÖn a, HiÖn tîng - Trong m¹ch xoay chiÒu kh«ng ph©n nh¸nh 2 thµnh phÇn ph¶n kh¸ng (U L vµ CL) lu«n lu«n ngîc pha nhau nªn trÞ sè tøc thêi cña chóng t¹i mäi thêi ®iÓm ngîc dÊu nhau vµ cã t¸c dông bï trõ cho nhau. - NÕu tri sè hiÖu dông U L = CL th× chóng triÖt tiªu cho nhau vµ ®iÖn ¸p nguån chØ còn thành phần điện áp đặt vào điện trở R. Do đó: U R = U, khi đó mạch ở trạng th¸i lµ céng hëng. Khi m¹ch ë tr¹ng th¸i céng hëng ®iÖn ¸p ta cã: UL = CL => XL = XC VËy tæng trë cña m¹ch: Z =. 2. 2. √R + X =. tg =. XL − XC R. X L − X C ¿2 R 2+¿ √¿. =R. = 0 =>  = 0. Nh vËy trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu khi x¶y ra céng hëng ®iÖn ¸p, dßng ®iÖnvµ điện áp đồng pha, tổng trở của mạch bằng thành phần trở kháng tác dụng. b, §iÒu kiÖn céng hëng ®iÖn ¸p -. Khi m¹ch ë tr¹ng th¸i céng hëng ®iÖn ¸p ta cã:. XL = XC => .L =. 1 ω .C. =>  =. 1 ω . L .C. => 2 =. 1 =>  = L .C. 1 = √ L .C. 0 Trong đó: 0 là tần số góc riêng của mạch. MÆt kh¸c ta cã:  = 2..f => 0 = 2..f => f = f0 = 0/2. (f0 lµ tÇn sè riªng cña m¹ch) §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(62) Ch¬ng58 58III : 58M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 58pha58 Vậy để có mạch cộng hởng điện áp thì tần số riêng của mạch phải bẳng tần số. cña nguån ®iÖn  = 0 hay f = f0. 2) ý nghÜa céng hëng ®iÖn ¸p - Dßng ®iÖn trong m¹ch céng hëng I = U / Z cã gi¸ trÞ lín nhÊt øng víi ®iÖn ¸p đã cho. Nếu điện trở R càng nhỏ so với X L và XC thì điện áp trên cuộn cảm và ®iÖn dung cµng lín so víi ®iÖn ¸p trªn trªn R, còng nh ®iÖn ¸p nguån. - Tû sè XL / R gäi lµ hÖ sè phÈm chÊt cña m¹ch céng hëng. Nh v¹y hiÖn tîng céng hëng ®iÖn ¸p cã nhiÒu øng dông trong thùc tÕ s¶n xuÊt, nh khi cÇn t¹o ra ®iÖn ¸p lín trªn cuén d©y hay tô ®iÖn trong lóc ®iÖn ¸p nguån nhá, thêng dïng trong thÝ nghiÖm ®iÖn, trong c¸c m¹ch läc theo tÇn sè, øng dông trong kỹ thuật thông tin vô tuyến điện..Ngợc lại trong hệ thống điện, nếu xảy ra hiện tợng cộng hỏng điện áp không ứng với chế độ làm việc bình thờng sẽ xảy ra hiện tîng qu¸ ®iÖn ¸p côc bé, g©y nguy hiÓm cho ngêi vµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn.. ? 1. ThÕ nµo lµ m¹ch ®iÖn xoay chiÒu mang tÝnh chÊt thuÇn trë, thuÇn c¶m, thuÇn dung ? ViÕt biÓu thøc vµ gi¶i thÝch mèi quan hÖ U,I trong mçi trêng hîp. 2. Nªu kh¸i niÖm vÒ tam gi¸c tæng trë - Tam gi¸c c«ng suÊt? 3. H·y gi¶i thÝch ý nghÜa cña th«ng sè ghi trªn biÓn m¸y cña c¸c m¸y ph¸t ®iÖn, m¸y biÕn ¸p S®m.. Bµi tËp luyÖn tËp t¹i líp a. Cuộn dây có hệ số tự cảm L = 31,84 mH, điện trở không đáng kể đặt vào điện ¸p xoay chiÒu U = 220 √ 2sin 314 (t) . T×m dßng ®iÖn vµ viÕt ph¬ng tr×nh dßng ®iÖn. TÝnh QL b. Tụ điện có điện dung C = 80 F. Tổn hao không đáng kể, mắc vào nguồn điện. cã ®iÖn ¸p xoay chiÒu U = 380V, f=50HZ. Xác định và viết phơng trình dòng điện ( cho pha đầu điện áp 0 =0). Tính công suÊt ph¶n kh¸ng cña nh¸nh. c. ( Häc sinh vÒ nhµ lµm ). §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(63) Ch¬ng59 59III : 59M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 59pha59 Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu R - L - C m¾c nèi tiÕp cã R = 8, XL= 10, XC=4. Dßng qua m¹ch cã ph¬ng tr×nh: i = 8 √ 2sin (ωt +45 0) TÝnh gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p trªn R - L - C vµ U Viết phơng trình của các thành phần điện áp đó? TÝnh S, P, Q = ? 3.5- C«ng suÊt vµ hÖ sè c«ng suÊt 3.5.1- C«ng suÊt, hÖ sè c«ng suÊt a. ý nghÜa cña hÖ sè c«ng suÊt -. Các loại máy điện và khí cụ điện đợc đặc trng bởi 3 thông số định mức: Iđm,. U®m, S®m, nÕu nã lµm viÖc víi cos = 1  c«ng suÊt biÓu kiÕn b»ng c«ng suÊt t¸c dông. - Phụ tải dùng điện yêu cầu phải có 1 công suất nhất định, nếu cos thay đổi thì dòng điện sẽ thay đổi, nh vậy cos càng thấp dòng điện tiêu thụ càng lớn (P = U.I.cos) tổn hao công suất trên đờng dây càng lớn. Đồng thời khi cos càng thấp tổn hao công suất trên đờng dây càng nhỏ. Để giảm tổn thất ta phải tăng S dây dẫn  tốn kim loại, tăng vốn đầu t đờng dây, do đó việc sử dụng hợp lý kết hợp với nâng cao hệ số công suất đảm bảo về mặt kinh tế, kỹ thuật. b. §Þnh nghÜa vÒ hÖ sè c«ng suÊt Lµ tû sè gi÷a c«ng suÊt t¸c dông víi c«ng suÊt toµn phÇn: cos = P / S.. 3.5.2- BiÖn ph¸p n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt Tõ tam gi¸c c«ng suÊt ta cã:. cos =. P 2. √ P +Q2. Muèn n©ng cao cos ta ph¶i. gi¶m c«ng suÊt P vµ ph¶n kh¸ng Q theo 2 híng: - Giảm nhỏ công suất phản kháng của tải bằng cách không để máy biến áp, động c¬ ®iÖn ch¹y kh«ng t¶i, non t¶i. - Sản xuất công suất phản kháng ngay tại nơi tiêu thụ gọi là phơng pháp bù, phơng pháp bù đơn giản nhất là dùng tụ điện mắc song song với phụ tải. Khi mắc tụ điện dòng điện trên đờng dây là tổng 2 vectơ I tải và IC bằng cách chọn tụ điện thích hợp ta có thể bù để có cos tuỳ ý. ? 1. Nêu định nghĩa công suất, ý nghĩa của hệ số công suất ? §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 5.

(64) Ch¬ng60 60III : 60M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 60pha60 2. Tr×nh bµy c¸c biÖn ph¸p n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cos? BiÖn ph¸p nµo lµ tèi u h¬n c¶ ? 3.6. hÖ thèng c©u hái vµ bµi tËp luyÖn tËp I. C©u hái 1. Trình bày định nghĩa dòng điện xoay chiều, chu kỳ và tần số. Nãi tÇn sè dßng ®iÖn c«ng nghiÖp lµ 50 Hz, nghÜa lµ g× ? 2. Thế nào là dòng điện xoay chiều hình sin ? Phân biệt trị số tức thời, biên độ của lợng hình sin. Dòng điện biến đổi theo quy luật cosin có gọi là dòng điện h×nh sin kh«ng ? 3. Gi¶i thÝch nguyªn t¾c t¹o ra s.®.®. xoay chiÒu h×nh sin vµ chøng minh r»ng tần số s.đ.đ. phụ thuộc vào số đôi cực từ phần cảm và tốc độ rôto. 4. ThÕ nµo lµ pha ? gãc pha ®Çu ? sù lÖch pha ? Hai lîng h×nh sin cïng pha có đặc điểm gì. Muốn hai lợng hình sin bằng nhau phải thoả mãn những đ/k gì ?. 5. Nêu cách biểu diễn lợng hình sin bằng đồ thị hình sin và đồ thị véc tơ. Cách cộng và trừ lợng hình sin bằng đồ thị nh thế nào. Khi nào thì tổng các đại lợng hình sin không phải là lợng hình sin ? 6. Tại sao trong mạch thuần điện trở, dòng và áp đồng pha ? Nêu định luật ôm, và đồ thị hình sin và đồ thị véc tơ của mạch này. 7. T¹i sao trong m¹ch thuÇn c¶m, dßng ®iÖn chËm pha sau ®iÖn ¸p mét gãc 900 ? Nêu định luật ôm và vẽ đồ thị của mạch. 8. Cảm kháng là gì ? khi tần số thay đổi, cảm kháng biến đổi nh thế nào ? Khi nµo Xc = 0 ? khi nµo Xl =  ? 9. T¹i sao trong m¹ch thuÇn ®iÖn dung, dßng ®iÖn vît pha tríc ®iÖn ¸p 900. Nêu định luật ôm, vẽ đồ thị của mạch. 10. X©y dùng biÓu thøc tøc thêi trong m¹ch thuÇn ®iÖn trë, ®iÖn c¶m , ®iÖn dung. Ph©n biÖt c«ng suÊt t¸c dông vµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. nªu ý nghÜa tõng lo¹i. 11. X©y dùng quan hÖ dßng vµ ¸p trong nh¸nh xoay chiÒu cã R - L - C m¾c nèi tiếp. Phát biểu định luật ôm và vẽ đồ thị véc tơ. 12. C«ng suÊt biÓu kiÕn lµ g× ? ph©n biÖt c«ng suÊt biÓu kiÕn vµ c«ng suÊt t¸c dông. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(65) Ch¬ng61 61III : 61M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 61pha61 13. Thế nào là cộng hởng điện áp ? Điều kiện để có cộng hởng là gì ? Phân tích đặc điểm của mạch cộng hởng. ý nghĩa của hiện tợng cộng hởng là gì II. Bµi tËp: 1. Máy phát điện có tốc độ định mức 1.000 v/f tần số dòng điện phát ra 50 Hz . Tìm số cực của máy. Nếu khi làm việc máy chỉ đạt tốc độ n = 985 v/f thì tần số dßng ®iÖn lµ bao nhiªu ? §¸p sè : 2p = 6 ; f = 49,25 Hz. 2. Cuén d©y cã ®iÖn trë 10 ®iÖn kh¸ng 15,7 m¾c vµo m¹ch xoay chiÒu tÇn sè 50 Hz. Dßng ®iÖn qua m¹ch lµ 6 A. T×m ®iÖn ¸p nguån, trÞ sè ®iÖn c¶m vµ hÖ sè c«ng suÊt. §¸p sè: U = 111,6 V ; L = 50 mH ; cos = 0, 538 3. Mét cuén d©y m¾c vµo m¹ch xoay chiÒu tÇn sè 50 Hz c¸c dông cô ®o chØ U = U = 65 V, I = 5A , p = 125w. T×m ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña cuén d©y. §¸p sè: R = 5 ; L = 38,2mH 4. Một nhánh gồm điện trở r = 80 nối tiếp với điện dung C = 80F , đặt vào ®iÖn ¸p xoay chiÒu u = 110 2. sin( 314t 100) v. T×m biÓu thøc dßng ®iÖn nh¸nh, c«ng suÊt trªn ®iÖn trë vµ trªn tô, c¸c thµnh phÇn c«ng suÊt. §¸p sè : i = 1,232 sin ( 314t - 16,50 ) A Pr = 121 [ 1 - sin( 628t - 360)], w Pc = 60,5 sin ( 628t - 330 ) w P = 121w ; Q = 60,5 VA ; S = 135,5 VA 5. §iÖn trë r = 11, nèi tiÕp víi ®iÖn c¶m L = 0,318H vµ ®iÖn dung C = 31,8F đặt vào điện áp xoay chiều U = 220v tần số f biến thiên. a. Víi tÇn sè bao nhiªu th× cã céng hëng ®iÖn ¸p ? b. Khi cã céng hëng, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trªn c¸c thµnh phÇn cña m¹ch lµ bao nhiêu ? Vẽ đồ thị véc tơ. §¸p sè: f = 50 Hz ; I = 20 A ; Ur = U220v ; UL = UC = 2Kv.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(66) Ch¬ng 62I62626262V62: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha. Ch¬ng IV M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha 4-1. HÖ thèng 3 pha. 4.1.1- §Þnh nghÜa HÖ thèng m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha lµ tËp hîp 3 m¹ch ®iÖn 1 pha nèi víi nhau tạo thành 1 hệ thống chung, trong đó suất điện động ở mỗi mạch đều có dạng h×nh sin, cïng tÇn sè vµ lÖch pha nhau 1/3 chu kú. - Mỗi mạch điện của hệ 3 pha đợc gọi là 1 pha suất điện động, là suất điện động pha. - Hệ 3 pha mà suất điện động các pha bằng nhau, có biên độ bằng nhau gọi là 3 pha đối xứng, nếu khác gọi là 3 pha không đối xứng.. 4.1.2- Nguyªn lý m¸y ph¸t ®iÖn 3 pha a) CÊu t¹o N - gåm nam ch©m vÜnh cöu NS lµ bé phËn t¹o ra tõ trêng gäi lµ phÇn c¶m. A - PhÇn øng gåm 3 cuén d©y gièng nhau, Y đặt lệch nhau trong không gian là 1200 điện C Ax, By, Cz.. Z B. X S. b) Nguyªn lý Dùng cơ năng quay phần ứng trong từ trờng của nam châm theo định luật cảm ứng điện từ, trong các cuộn dây sinh ra suất điện động cảm ứng. eA = Em.sin eB = Em.sin(+1200) §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(67) Ch¬ng 63I63636363V63: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha eC = Em.sin(+2400) - Nếu các cuộn dây nối với nhau theo hình sao hoặc tam giác ta đợc hệ thống dßng ®iÖn xoay chiÒu 3 pha. 4.1.3- Đồ thị hình sin và đồ thị vectơ 1. §å thÞ h×nh sin - §iÓm gÆp nhau gi÷a 2 pha bÊt kú là điểm cực đại của pha còn lại e e A. eB . e C 2. 0. . EC. 2. §å thÞ vÐct¬. 1200. 1200 1200. EA EB 4.1.4- ý nghÜa cña hÖ thèng 3 pha - Dïng hÖ thèng 3 pha ta chØ dïng 3-4 d©y dÉn so víi 1 vµ th× tiÕt kiÖm h¬n nhiÒu -> tạo từ trờng quay -> chế tạo động cơ KĐB đơn giản, kinh tế.. ? 1. Nêu định nghĩa về dòng điện xoay chiều ba pha? 2. Trình bày nguyên lý máy phát điện ba pha ?( biểu diễn đồ thị ). 4.2. C¸ch m¾c m¹ch 3 pha h×nh sao 4.2.1 Cách đấu §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(68) Ch¬ng 64I64646464V64: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha - Các điểm cuối của các cuộn dây máy phát điện đợc nối với nhau. - Các điểm cuối của phụ tải cũng đợc nối với nhau. IA A'. A. 0. Ufa. If. C. ZA. Ud 0' ZC. B. ZB ZC. IB. C,. B,. IC IA, IB, IC lµ dßng ®iÖn d©y 00' gäi lµ d©y trung tÝnh hay d©y nguéi 0 lµ trung tÝnh nguån 0' lµ trung tÝnh t¶i 4.2.2. Các định nghĩa + §iÖn ¸p gi÷a 2 ®Çu cña mçi cuén d©y m¸y ph¸t vµ ®iÖn ¸p gi÷a 2 ®Çu mçi phô t¶i (hay ®iÖn ¸p gi÷a 1 d©y pha – d©y trung tÝnh) gäi lµ ®iÖn ¸p pha + §iÖn ¸p gi÷a hai d©y pha lµ ®iÖn ¸p d©y. + Dßng ®iÖn pha lµ dßng ®iÖn ch¹y trong mçi cuén d©y cña m¸y ph¸t hay ch¹y trong mçi phô t¶i. + Dßng ®iÖn d©y lµ dßng ®iÖn ch¹y trªn mçi d©y pha. + D©y trung tÝnh lµ d©y nèi 2 ®iÓm cña m¸y ph¸t vµ phô t¶i. + D©y pha lµ d©y nèi gi÷a 2 ®iÓm cña c¸c ®Çu t¬ng øng gi÷a m¸y ph¸t vµ phô t¶i. 4.2.3. Mèi quan hÖ trong m¹ch 3 pha vÒ U, I - Quan hÖ vÒ ®iÖn ¸p: U f = §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. Ud √3. 6.

(69) Ch¬ng 65I65656565V65: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha - Dßng ®iÖn: If= Id => If =. Uf Zf. ? 1. Vẽ sơ đồ nêu cách đấu mạch ba pha hình sao ? 2. Nêu các định nghĩa và mối quan hệ trong mạch ba pha về U,I ?. 4.3- C¸ch m¾c m¹ch 3 pha h×nh tam gi¸c 4.3.1. C¸ch m¾c Khi đấu tam giác điểm cuối pha này nối với điểm đầu của pha tiếp theo, theo quy luËt: AX, BY, CZ vµ vÒ A -> AZ, BX, CY 4.3.2. Sơ đồ. AZ. Id. A'Z' Uf. Uf CY. ZA. Ud BX. IB. ZB. C'Y' ZC. B'X '. Mạch 3 pha muốn đấu tam giác thì suất điện động của các pha ở m¸y ph¸t ph¶i b»ng nhau, phô t¶i c¸c pha ph¶i b»ng nhau. 4.3.3. Quan hÖ ®iÖn ¸p, I Uf = Ud Id = √ 3 .If If =. Uf Zf. * Nhận xét: Khi phụ tải đấu sao thờng dùng 3 pha, 4 dây. Dây trung tính làm nhiệm vụ cân bằng điện áp còn đấu tam giác thì phụ tải luôn luôn cân bằng. ? 1. Vẽ sơ đồ nêu cách đấu mạch ba pha hình tam giác ? 2. Nêu các định nghĩa và mối quan hệ trong mạch ba pha về U,I ? §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(70) Ch¬ng 66I66666666V66: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha 4.4- C«ng suÊt m¹ch 3 pha 1) §èi víi m¹ch 3 pha bÊt kú, tÝnh c«ng suÊt cña 3 pha b»ng tæng c«ng suÊt c¸c pha céng l¹i. S = SA + SB + SC;. P = PA + PB + PC. P = UA.IA.cosA + UB.IB.cosB + UC.IC.cosC Q = QA + QB + QC = UA.IA.sinA + UB.IB.sinB + UC.IC.sinC UA., IA, UB., IB., UC., IC.: Là các đại lợng pha A , B , C: gãc lÖch pha gi÷a ¸p, dßng pha hay lµ gãc tæng trë pha. 2) Đối với mạch 3 pha đối xứng: Dòng, áp ở mọi bộ phận đều đối xứng, ta tính c«ng suÊt cho 1 pha råi nh©n 3. P = 3PA = 3 UA.IA.cosA P = 3PB = 3 UB.IB.cosB Q = 3QA = 3 UA.IA.sinA P = 3PA = 3PB = 3PC Q = 3QA = 3QB = 3QC S = 3 UA.IA = 3 UB.IB = 3 UC.IC = 3SA = 3SB = 3SC * Dßng Uf vµ If : P = 3 Uf.If.cos Q = 3 Uf.If.sin  = 3 Uf.If * Dßng Ud vµ Id:. P = √ 3 Ud.Id.cos Q = √ 3 Ud.Id.sin  = √ 3 Ud.Id. Ud .Id. cos = √3. * §Êu sao:. P=3. * §Êu tam gi¸c:. P = 3.Ud.. Id . cos = √3. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. √ 3 .Ud.Id. cos √ 3 .Ud.Id. cos. 6.

(71) Ch¬ng 67I67676767V67: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha P = 3.Uf.If. cos = 3.Ud.. Id . cos √3. Bµi tËp: Mạch 3 pha đối xứng Ud = 220V, cung cấp cho 2 tải nối sao và nối tam giác. biết R1 = 4 (); X1 = 3 () 1, TÝnh dßng ®iÖn trong c¸c pha cña t¶i. 2, TÝnh c«ng suÊt P, Q, S. Gi¶i: . Khi đấu sao: với mạch 3 pha đối xứng: P = 3P A, Q = 3QA, S = 3SA và có If = Id vì điện áp đặt trực tiếp lên các tải nên ta tính đợc ngay các dòng điện: Id = If = Ud/Zf = 220/5 = 44 (A) Zf =. √ R 2+ X 2 = √ 32+ 4 2 = 5 () cos = R/Z = 5/4 = 0,8 sin = X/Z = 3/5 = 0.6. =>. P = 3 Uf.If.cos = 3.220.44.0.8 = 2323,2 (W) V = 13164,8 W. =>. Q = 3 Uf.If.sin = 3.220.44.0,6 = 17, 424 (W) V = 9875,6 W. * §Êu sao: Z =   cos = 0,8 ;. sin = 0.6. Uf = Ud = 220 V. If = Uf / Zf = 220/5 = 44 (A) Id = √ 3 .If = √ 3 .44 = 76,2 (A) P = √ 3 Ud.Id.cos = √ 3 .220.76,2.0,8 = 23228,879 (W) Q = √ 3 Ud.Id.sin = √ 3 .220.76,2.0,6 = 17421,659 (W). 4.5- Tõ trêng cña dßng ®iÖn 3 pha 4.5.1. Tõ trêng §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(72) Ch¬ng 68I68686868V68: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha Để xác định từ trờng của dòng điện 3 pha ta xét 1 bộ dây đơn giản gồm 3 cuộn d©y AX, BY, CZ cho dßng ®iÖn 3 pha vµo 3 cuén d©y theo thø tù IA, IB, IC. i. iA. iB. IC. U. T1. T2. T3 A. - Thêi ®iÓm :  = 900 = T1. Z. Y. Dßng ®iÖn pha nµo dõng cã chiÒu tõ ®Çu.  . đến cuối pha, đầu đợc ký hiệu bằng vòng tròn S. cã nhiÒu dÊu nh©n ë gi÷a , cßn cuèi ký hiÖu. N . b»ng vßng trßn cã nhiÒu dÊu chÊm . Dßng ®iÖn. . . C. B. X. pha nµo ©m th× cã chiÒu ngîc l¹i, ®Çu lµ , cuèi lµ .. A. - Víi thêi ®iÓm  = 90 (T1), ë thêi ®iÓm 0. Z. Y. . này dòng điện pha A cực đại và dơng nên ®Çu A ký hiÖu , cuèi X ký hiÖu lµ ; dßng ®iÖn B, C ký hiÖu lµ , cuèi Y, Z ký hiÖu lµ . S. . . . N C.  . B. X. Dùng quy tắc vặn nút chai xác định chiều đờng sức từ do các dòng điện sinh ra. - Víi thêi ®iÓm  = 900 + 1200 (T2). A. là thời điểm sau thời điểm sau thời điểm đã xÐt ë trªn 1/3 chu kú. ë thêi ®iÓm nµy dßng. Z. Y N . . điện pha B cực đại và dơng, các dòng A,C âm. . . . §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00 C. . X. 6 S. B.

(73) Ch¬ng 69I69696969V69: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha Dùng quy tắc vặn nút chai xác định chiều đờng sức từ trờng. -Thêi ®iÓm  = 900 + 2400 (T3) lµ thêi ®iÓm chËm sau thêi ®iÓm ®Çu 2/3 chu kú, lúc này dòng điện pha C cực đại và dơng, còn dòng pha B và C âm. . KÕt luËn: Sau 1 chu kú cña dßng ®iÖn tõ trêng cña bé d©y 3 pha lµ tõ trêng quay. 4.5.2. §æi chiÒu tõ trêng Chiều quay của từ trờng phụ thuộc vào thứ tự pha của dòng điện, muốn đổi chiều quay của từ trờng ta thay đổi thứ tự 2 pha với nhau và xét tơng tự .. lóc nµy tõ trêng bé 3 d©y pha lóc nµy cã chiÒu ngîc l¹i. Ví dụ: Trong phần lý thuyết đã vẽ từ trờng khi tiếp điểm đóng sang vị trí 2, đổi thứ tự hai pha B và C với nhau. Hãy vẽ từ trờng và xác định chiều quay của từ trờng trong trờng hợp này. Gi¶i:. C. Khi tiếp điểm đóng sang 2 đã đổi thứ tự pha. B. B vµ C víi nhau, dßng iB cña nguån ®i vµo CZ. A. 1. cña m¸y. iC cña nguån ®i vµo pha BY cña m¸y. VÏ tõ trêng cña c¸c thêi ®iÓm kh¸c .. 2. a) Thêi ®iÓm pha:  = 900 iA = Imax>0; iB = -Imax/2 <0; iC = -Imax/2 <0. A. B. C. chiÒu dßng ®iÖn c¸c d©y quÊn vÏ h×nh bªn A , B , C . X. Y. Z. X , Y , Z  b) T¹i thêi ®iÓm T2 ( = 900 + 1200) iA = -Imax/2<0; iB = Imax >0; iC = -Imax/2 <0 A , B , C  §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 6.

(74) Ch¬ng 70I70707070V70: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha X , Y , Z  c) T¹i thêi ®iÓm T3 ( = 900 + 2400) iA = -Imax/2<0; iB = -Imax/2 <; iC = Imax >0 A , B , C  X , Y , Z. A. A Y. Z  . N. B. . . Y. Z . . . . N . Y. Z. . S. A. . . . C. . B. . S. C. X. X. (T1). S. . (T2). N B. . . C. X. (T3). * NhËn xÐt: Vậy nhìn vào hình vẽ ta thấy chiều đờng sức mắc vòng trong cuộn dây là khác so với trờng hợp lý thuyết -> khi đổi thứ tự pha dẫn đến chiều quay từ trờng cũng thay đổi. 3) ứng dụng: Từ trờng quay của bộ dây 3 pha là cơ sở chế tạo động cơ không đồng bộ.. 4.6.hÖ thèng c©u hái luyÖn tËp 1. ThÕ nµo lµ hÖ thèng ®iÖn ba pha? Tr×nh bµy nguyªn lý t¹o ra s.®.® ba pha u đểm của hệ ba pha so với một pha là gì ? 2. T¹i sao cã thÓ nèi cuén d©y m¸y ph¸t ®iÖn thµnh h×nh sao vµ h×nh tam gi¸c ? So sánh hai cách đấu này về các mặt: Sơ đồ, các đại lợng dây và pha, công suất còng nh ý nghÜa cña chóng.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(75) Ch¬ng 71I71717171V71: M¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha 3. §iÖn ¸p di ®iªm trung tÝnh lµ g×? khi nµo th× ®iÖn ¸p nµy b»ng kh«ng vµ khi nµo kh¸c kh«ng?. 4. Nêu ý nghĩa của dây trung tính? Trờng hợp nào có thể bỏ đợc dây trung tính 5. Giả sử điện áp nguồn là đối xứng. Hãy xác định điện áp di điểm trung tính và ®iÖn ¸p c¸c pha ë t¶i khi: a, Đứt một pha của đờng dây. b, Ng¾n m¹ch mét pha. 6. Chứng minh rằng nếu tải ba pha đối xứng có tổng trở không đổi. Khi đổi cách nèi tõ sao sang tam gi¸c dßng ®iÖn t¨ng lªn ba lÇn ( coi ®iÖn ¸p nguån kh«ng đổi). 7. Gi¶i thÝch b»ng hiÑn tîng vËt lÝ sù h×nh thµnh tõ trêng quay cña d©y quÊn ba pha vµ hai pha, x©y dùng biÓu thøc tõ trêng quay trong mçi trêng hîp? 8. Thế nào là thành phần đối xứng? Thành phần thứ tự thuận nghịch và không? C¸ch biÓu diÔn c¸c thµnh phµn nµy b»ng hÑ sè pha nhø thÕ nµo?. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(76) Ch¬ng 7272727272V72: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. Ch¬ng V M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n 5.1. Nguån cung cÊp ®iÖn 5.1.1. M¹ch chØnh lu 1. M¹ch chØnh lu nöa chu kú a. Sơ đồ. A U~. § T¶i. B b. Nguyªn lý - Khi A d¬ng h¬n B, ®ièt dÉn ®iÖn cã dßng qua t¶i - Khi B (+) h¬n A ®ièt kh«ng dÉn ®iÖn nªn kh«ng cã dßng ®iÖn qua t¶i. Đồ thị điện áp đợc biểu diễn nh hình vẽ.. U t. Ua t. O 2. M¹ch chØnh lu c¶ chu kú - Khi chỉnh lu cả chu kỳ ngời ta có thể dùng 2 hoặc 4 điốt đợc mắc theo sơ đồ nh sau:. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(77) Ch¬ng 7373737373V73: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. A. §1 Rt. U~ B. A U~. §1. §2. §4. §3. §2. B. Rt. - Khi dïng 2: ®ièt t¹i nöa chu kú (+) cña ®ièt thø cÊp tøc A (+) h¬n B, § 1 dÉn ®iÖn vÉn cho dßng qua t¶i. - Khi dßng 4 ®ièt: - Gi¶ sö A(+) h¬n B th× §1, §3 dÉn dßng qua nh sau: A  §1  Rt  §3  B - Nöa chu kú sau B (+) h¬n A th× §4, §2 dÉn: B  §4  Rt  §2  A Nh vậy với cả 2 trờng hợp dùng 2 điốt, 4 điốt ở 2 nửa chu kỳ dòng đều qua t¶i. 3. Mạch nhân đôi điện áp Sơ đồ. A. §1. U~ B - ë nöa chu kú ®Çu A nạp theo đờng. C1. + -. C2. + -. §2. Rt. (+ ) h¬n B tô C. A  §1  C1  B. - ở nửa chu kỳ sau B (+) hơn A tụ C2 đợc nạp theo đờng B  C2  §2  A. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(78) Ch¬ng 7474747474V74: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n Nh vậy Rt đợc mắc với 2 tụ điện nối tiếp nhau do đó điện áp 2 đầu phụ tải tính gần đúng. Ut = Uc1 + Uc2 = 2Uc1 = 2Uc2 ? 1. Các sơ đồ chỉnh lu cơ bản. Dạng sóng, điện áp trung bình và điện áp ngợc của từng sơ đồ ? 5.1.2. San b»ng ®iÖn ¸p chØnh lu Trong tất cả các sơ đồ chỉnh lu ta đã xét điện áp 1 chiều của bộ chỉnh lu còn biến đổi trị số theo thời gian để giảm tối u mức tối đa sự thay đổi đó ngời ta lắp thêm bộ lọc nhằm hạn chế thành phần biến đổi gọi là san bằng điện áp chỉnh lu.. + C. + -. Rt. 1. Bé läc dïng tô ®iÖn - Do ta phãng, n¹p cña tô nªn ®iÖn ¸p trªn t¶i sÏ b»ng ph¼ng h¬n mÆt kh¸c do tô C m¾c song song víi t¶i nªn nã sÏ rÏ m¹ch sãng hµi bËc cao xuèng ®iÓm chóng chÊt lîng cña bé läc cµng cao khi R t, C cµng lín (v× K p=. 2 : hệ số đạp mạch). WR t .C. - Khi điện áp đặt vào tụ tăng, tụ C đợc nạp điện, khi điện áp giảm nhỏ hơn điện áp trên tụ đã đợc nạp đầy, tụ phóng điện qua P tải vì tụ C, chọn với điện dung Lớn từ 500 đến 1000 MF nên quá trình nạp và phóng chậm điện áp trên 2 đầu tụ gần nh không đổi. 2. Bé läc dïng ®iÖn c¶m. + L Rt. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. -. 7.

(79) Ch¬ng 7575757575V75: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. - Vì cuộn cảm L mắc nối tiếp với tải nên khi có dòng điện biến đổi chạy qua nó, nó sẽ sinh ra 1 sức điện động cảm ứng có xu thế chống lại sự biến thiên đó, do đó nó chặn các sóng hài bậc cao lại để dòng điện ra tải bằng phẳng. HÖ sè ®Ëp m¹ch trong trêng hîp nµy Kp =. Rt nghÜa lµ chÊt lîng läc 3.ω.C. cµng cao khi Rt nhá v× L lµ lín Ngoài ra ngời ta còn dùng bộ lọc phối hợp cả L, C hay R đợc mắc theo sơ đồ (a) và (b) do đó chất lợng lọc sẽ cao hơn. +. (+) L R. L C. + -. C1. Rt. -. + -. C2. + -. Rt. (-) (H.a). (H.b). - §Ó n©ng cao chÊt lîng ®iÖn ¸p sau chØnh lu ë 1 sè m¹ch ngêi ta dïng thªm ®iÖn trë. §iÖn c¶m kÕt hîp víi tô ®iÖn - Cuộn cảm đối với thành phần 1 chiều là điện trở (thuần) còn đối với thành phần biến đổi trong cuộn cảm có thêm X = .L Nh vậy cuộn cảm có tác dụng ngăn thành phần biến đổi còn tụ điện có tác dông sau b»ng ®iÖn ¸p. 3. TÝnh to¸n m¹ch chØnh lu a. Nh÷ng th«ng sè: UCL, I®m phô t¶i - §iÖn ¸p chØnh lu + Khi kh«ng cã läc (kh«ng cã bé san b»ng) gåm 1/2 chu kú U = √ 2 .U 2 c¶ chu kú U = √2 .U 2 2.π. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. π. 7.

(80) Ch¬ng 7676767676V76: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n *Khi có bộ lọc: đảm bảo chất lợng cao ta có thể coi điện áp ở đầu ra gần bằng giá trị cực đại của điện áp XK ở đầu vào - Dòng điện định mức + Dòng điện định mức của điốt trong trờng hợp nắn nửa chu kỳ = dòng điện định mức của phụ tải + Trờng hợp nắn cả chu kỳ dòng điện định mức của điốt = 1/2 Iđm phụ tải + Điện áp ngợc: Ungợc, đặt lên đi ốt trong, tất cả các mạch chỉnh lu có Ungmax =. √ 2. U 2 ? 1. Nªu nguyªn lÝ c¬ b¶n cña m¹ch san b»ng ®iÖn ¸p chØnh lu? 2. So sánh hai phơng pháp ( bộ lọc dùng tụ và bộ lọc dùng điện cảm )từ đó cho biÕt hiÖu qu¶ cña bé läc phèi hîp ( tô - ®iÖn c¶m ) 5.13. M¹ch æn ¸p 1. Kh¸i niÖm Trong một số phụ tải đòi hỏi điện áp không đợc thay đổi, để đảm bảo chất lợng điện áp ta dùng mạch ổn định điện áp. *§Æc ®iÓm cña ®ièt æn ¸p: ®i èt æn ¸p khi dÉn ®iÖn lµm viÖc nh ®ièt thêng. Khi đặt điện áp ngợc đi ốt có chức năng ổn định điện áp. U ng = Uổn áp thì dòng điện ngợc qua điốt tăng nhng U không đổi. Vì vậy để làm chức năng ổn áp điốt ổn áp đợc mắc theo chiều ngợc Sơ đồ nguyên lý. (+). I. R. It I® §. Rt. (-). - Giả sử vì 1 lý do nào đó điện áp Ung lên dòng qua Đ tăng, dòng điện qua R, sôt ¸p (®iÖn ¸p r¬i) trªn ®iÖn trë  lµm ®iÖn ¸p 2 ®Çu cña phô t¶i vµ ®ièt không thay đổi. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(81) Ch¬ng 7777777777V77: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n 2. Nguån 1 chiÒu æn ¸p dïng Tranzitorr (T). (+). C. 1. E 2. B 1) Tranzitor 2). Rt E. 3. Bé (-). (thuËn) khuếch đại. 3) Nguån cã ®iÖn ¸p chuÈn - Việc ổn định điện áp đầu ra bằng cách thay đổi điện trở giữa cực góp và cực phát phù hợp với sự thay đổi điện áp đầu vào khi đó sự thay đổi điện áp rơi trên bản thân nó sẽ bù lại sự thay đổi điện áp vào làm điện áp ra không đổi. Ngời ta so sánh điện áp ra với 1 điện áp chuẩn. Sự chênh lệch giữa 2 điện áp này đợc khuếch đại và đa đến điều khiển Tranzitor phụ thuộc vào sự thay đổi điện áp, điện áp chuẩn thờng đợc tạo ra bằng cách dùng điốt ổn áp. b. M¹ch ®iÖn øng dông ? 1. Nªu c¸c kh¸i niÖm chung vÒ m¹ch æn ¸p ? 2. Nªu c¸c d¹ng nguyªn lÝ c¬ b¶n nguån mét chiÒu æn ¸p dïng tranzitor vµ mét sè m¹ch ®iÖn øng dông c¬ b¶n? 5.1.4. Mạch biến đổi điện 1. Mục đích Biến đổi điện áp 1 chiều sang điện áp xoay chiều có giá trị theo yêu cầu của phụ t¶i - Biến đổi điện áp 1 chiều sang điện áp 1 chiều khác 2. Sơ đồ khối. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(82) Ch¬ng 7878787878V78: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. Uvµo. 1. 2 T¹o dao động. Nguån 1 chiÒu. 3. 4. Biến đổi ®iÖn ¸p. ChØnh l u. Ura. 3. Một số mạch biến đổi điện RB1, RB2 xác định điểm làm việc cho (T) BA gåm 3 cuén d©y, cuén s¬ cÊp L1, cuộn thứ cấp L2, để tạo điện áp Xoay chiÒu theo yªu cÇu cña t¶i Cuộn thứ cấp L3, dùng để phản hồi điện áp *Nguyªn lý lµm viÖc: - Khi cÊp nguån 1 chiÒu cho m¹ch Tranzitor vµ m¸y BA sÏ t¹o thµnh 1 mạch dao động. Trên cuộn L1 sẽ có dòng điện thay đổi. Cuộn L2 sẽ cảm ứng ra suất điện động xoay chiều đợc chỉnh lu và cấp điện cho phụ tải. *Nhợc điểm cơ bản của sơ đồ - Khi không tải, điện áp 2 đảo cuộn L2 rất lớn có thể làm hỏng cách điện máy biến áp do đó ta quấn thêm 1 cuộn thứ cấp coi nh phụ tải điện áp trên nó đợc chØnh lu vµ n¹p cho nguån.. §1 RB1 E. +. L1. B. C T. RB2. E L2. K. C1. Rt. L3. C2. §2. L4 BA. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(83) Ch¬ng 7979797979V79: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n ? 1. Thành lập sơ đồ khối của mạch biến đổi điện ? 2. Nêu các dạng nguyên lý cơ bản của một số dạng sơ đồ mạch biến đổi điện? 5.2. Mạch khuếch đại điện tử 5.2.1. Kh¸i niÖm cã b¶n - Mạch khuếch đại có tác dụng làm tăng cờng tín hiệu làm tín hiệu đầu ra cã gi¸ trÞ ®Çu ra lín h¬n gi¸ trÞ ®Çu vaß 5.2.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n - Để đặc trng cho bộ khuếch đại ta có các hệ số khuếch đại. + Hệ số khuếch đại điện áp: Ku = + Hệ số khuếch đại dòng điện KI = + §iÖn trë vµo Rv =. U vµo I ra. + §iÖn trë ra: Rr =. U ra I ra. + Hệ số khuếch đại công suất: Kp =. U ra U vµo I ra I vµo. Pra P vµo. - Ngoài các hệ số khuếch đại đã xét thì các hệ số khuếch đại còn đợc biểu diễn dới dạng của đơn vị đó gọi là đề bi xen Kp = 10.lg.. Pra P vµo. (db). Kp = 20.lg.. U ra U vµo. (db). Nh vậy điều này đảm báo tính chọn lọc của dải tần số cho mạch khuếch đại nghĩa là khuếch đại những tín hiệu theo dải tần số yêu cầu. + Hệ số méo: đặc trng cho sự biến dạng giữa tín hiệu ra so với tín hiệu vào.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 7.

(84) Ch¬ng 8080808080V80: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n ? 1. Nêu các khái niệm cơ bản của mạch khuếch đại điện tử ? Cho ví dụ ? 2. Nªu c¸c th«ng sè c¬ b¶n, viÕt biÓu thøc - Gi¶i thÝch kÝ hiÖu ? 5.2.3. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ 1. §Æc ®iÓm - Tín hiệu vào: tín hiệu vào thờng có trị số rất nhỏ cỡ (ms) để khuếch đại phải đảm bảo các yêu cầu - Hệ số khuếch đại Kv lớn (không cần tới khuếch đại công suất Kp) - §¶m b¶o tÝnh trung thùc cña tÝn hiÖu (kh«ng mÐo) 2. Sơ đồ nguyên lý RB1, RB2 là 2 điện trở xác định điểm làm việc của Tranzitor gọi là điện trở định thiên - Điện áp trên điện trở RB2 quyết định giá trị của dòng điện I B. Rc gọi là điện trở g¸nh cña m¹ch nã cã t¸c dông lµm gi¶m dßng ®iÖn cùc ph¸t vµ dßng cùc gãp (I E, IC) đồng thời tạo nên một sụt áp để đa ra tầng sau khi Tranzitor làm việc - Tụ C1 và C2 dùng để ngăn thành phần 1 chiều đi vào và đi ra khỏi mạch 3. Nguyªn lý lµm viÖc - Gi¶ sö tÝn hiÖu vµo biÕn thiªn d¹ng sin. (+) RC RB1. C2. B U~. RB2. C T E. Ura. (-) - Khi cã thªm RE, KE. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(85) Ch¬ng 8181818181V81: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n C B T. E RE. CE. - Khi tín hiệu vào dơng UBE (+) khi đó dòng điện IC giảm làm cho URc giảm -> Ura = UBE - URC t¨ng lªn - Nhê cã tô C2 ng¨n thµnh phÇn 1 ch©n nªn tÝn hiÖu ra ngîc so víi tÝn hiÖu ra cña Tranzitor thuËn. 4. ổn định điểm làm việc - Khi nhiệt độ tăng dòng điện cực góp I C có xu hớng tăng làm URC ăng làm cho UCE giảm -> IB giảm làm dòng điện IC giảm theo để khắc phục ngời ta dùng phản hồi điện áp và dòng điện bằng cách bù lại sự tăng và giảm theo nhiệt độ ta nèi tô. CE// RE vµo cùc ph¸t *ổn định điểm làm việc bàng phản hồi âm điện áp - ở chế độ tĩnh RB, RE cùng với nguồn E quyết định độ lớn của I B nên còn đợc gọi là các điện trở xác định chế độ tĩnh của mạch. Vì 1 lý do nào đó dòng ®iÖn IC t¨ng ®iÖn ¸p gi÷a cùc gãp vµ cùc ph¸t UCE gi¶m nªn IC gi¶m -> bï lại sự tăng ban đầu của IC. Nh vậy ta đã thực hiện phản hồi âm điện áp bằng cách điện áp Ura đợc đa quay lại đầu vào thông qua RB. *ổn định điểm làm việc bằng phản hồi dòng điện Dïng RE//CE lµ ®iÖn ¸p trªn 2 ®Çu cña R E tØ lÖ víi dßng ®iÖn cùc ph¸t I E. Điện áp này đợc đa quay lại cực gốc thông qua RB2. Giả sử vì lý do nào đó IE và IC tăng UBE giảm nên IB giảm IE, IC giảm theo, bï l¹i sù t¨ng ban ®Çu. *Một số thông số của các tầng khuếch đại công suất nhỏ - §iÖn ¸p gi÷a cùc ph¸t (E) vµ cùc gèc (B) - NÕu dïng bãng thuËn E (+) h¬n B. d¬ng h¬n 0,5 . - NÕu dïng bãng ngîc B (+) h¬n E §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(86) Ch¬ng 8282828282V82: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n - Dßng ®iÖn cùc gãp thêng rÊt nhá nªn ®iÖn ¸p t¹i: UCE = 0,50,7 ®iÖn ¸p nguån - Tô CE //RE nh»m ph¶n håi ©m cña tÝn hiÖu ra Trêng hîp muèn ph¶n håi c¶ thµnh phÇn tÝn hiÖu bá tô CE ? 1. Nêu khái niệm về mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ ? Điều kiện để khuếch đại? 2. Vẽ sơ đồ - Nêu nguyên lý làm việc của mạch điện ? 3. Thế nào là ổn định điểm làm việc ? 5.2.4. Mạch khuếch đại công suất (tín hiệu lớn) 1. §Æc ®iÓm Mạch khuếch đại công suất tạo ra công suất lớn hiệu suất cao đảm bảo tính trung thùc 2. Mạch khuếch đại công suất đơn a. Sơ đồ nguyên lý. BA. C2. Loa. L1. RB B. T1. -E. C (ThuËn) E +E. - RB xác định điểm làm việc Cho mạch muốn thay đổi điểm làm việc ta thay đổi RB - Tô C ng¨n thµnh phÇn 1 chiÒu cña tÝn hiÖu vµo - Biến áp dùng để phối hợp trở kháng giữa phụ tải với Tranzitor và cũng ng¨n thµnh phÇn 1 chiÒu cu¶ tÝn hiÖu ra. b. Nguyªn lý: §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(87) Ch¬ng 8383838383V83: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. ic § êng th¼ng P t¶i A IB >0. B. IB = 0. Tranzitor O 2 chế độ, chế độ hoà và chế độ bão hoà. lµm viÖc ë u c cha b·o. Ngời ta chia chế độ cha bão hoà và bão hoà thành 4 giai đoạn + Đoạn đờng thẳng (chế độ A) tín hiệu ra và vào có dạng giống nhau + Điểm làm việc gần gốc toạ độ (chế độ tĩnh ) UBE = 0 -> IC = 0 + §iÓm lµm viÖc n»m trªn ®o¹n cong. TÝn hiÖu mÐo + Chế độ bão hoà: T không dẫn (phân cực ngợc) Nh vậy tầng khuếch đại công suất đơn phải làm việc ở chế độ vừa đảm bảo đủ công suất ra thành méo tín hiệu nên chọn chế độ làm việc ở chế độ A *Chän ®iÓm lµm viÖc - Chän biÕn ¸p cã tØ sè thÝch hîp víi phô t¶i (tøc chän sè vßng thÝch hîp) Chọn điện trở cực góp RC để đảm bảo có dòng điện IC =. E − U CE RC. RC là điện trở gánh quy đổi của thứ cấp và phụ tải (loa) RC =. U1 2 . R.L U2. ( ). - Trong thực tế điện áp nguồn đợc chọn tuỳ thuộc điện áp giới hạn của Tranzitor. 3. Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo a. Sơ đồ. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(88) Ch¬ng 8484848484V84: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. -E I. RB1 B1 BA1 R. T1. BA2. C1. Loa. II E1. +E T2 B2. E2 C2. III. - T1, T2 là 2 Tranzitor cùng loại RB1, RB2 xác định điểm làm việc cho T1, T2 - Biến áp BA1 đa tín hiệu từ tầng trớc đến thứ cấp đợc chia làm 2 nửa điện áp ở 2 nửa này ngợc pha nhau gọi là BA đảo pha - BA2: đa tín hiệu từ tầng khuếch đại công suất ra phụ tải dùng để phối hîp trë kh¸ng b. Nguyªn lý lµm viÖc - Do ®iÖn ¸p ë 2 nöa thø cÊp BA1 lu«n ngîc pha nhau nªn khi cã tÝn hiÖu vµo T1, T2 thay nhau dÉn ®iÖn + Khi T1 dẫn dòng điện qua sơ cấp biến áp 2 theo đờng: từ (+) E -> cực E  C1 I II (-) E + Khi T2 dÉn (+) E cùc E C2 III II (-) E Nh vËy ë thø cÊp cña BA2 sÏ c¶m øng ra 1 tÝn hiÖu cã d¹ng nh tÝn hiÖu vµo - Nếu chọn các trị số phù hợp thì mạch khuếch đại đẩy kéo có công suất gÊp 4 lÇn c«ng suÊt ®Çu vµo - Hiệu suất của mạch đạt 70% để nâng cao hiệu suất ngời ta dùng mạch khuếch đại công suất đẩy kéo không dùng biến áp ra. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(89) Ch¬ng 8585858585V85: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n ? 1. Nêu đặc điểm - Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại công suất? 2. Sơ đồ mạch khuếch đại đẩy kéo ? 5.2.5. Nối tầng khuếch đại 1. §Þnh nghÜa Trong máy khuếch đại thờng gồm nhiều tầng các tầng này đợc nối với nhau gọi là nối tầng khuếch đại 2. C¸c yªu cÇu - Khi nèi tÇng th× tÝn hiÖu ph¶i th«ng suèt tõ tÇng nµy qua tÇng kia - C¸c tÇng ph¶i chung 1 nguån ®iÖn - Gi÷a c¸c tÇng ph¶i gi¶m hÖ sè gîn sãng, dïng bé läc - TÝn hiÖu truyÒn tõ tÇng nµy sang tÇng kia kh«ng suy gi¶m 3. Một số hình thức nối tầng khuếch đại thông dụng *Nèi tÇng dïng tô ®iÖn Sơ đồ có 2 tầng khuếch đại. (+) RB1 C1. RC1. B. C. T1. E. RB1. RE1. RB2 C2. B T2 C E1. RC2 C E RE2. Ura C E2 (-). - TÇng 1 gåm: T1, RB1, RC1, RE1, CE1 - TÇng 2 gåm T2, RC2, RE2, CE2, RB2 - Nối tầng khuếch đại giữa 2 tầng bằng tụ C2 §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(90) Ch¬ng 8686868686V86: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n - Tín hiệu ra của tầng 1 đợc đa vào đầu vào của tầng 2 thông qua tụ C2 + Đặc điểm: vì tụ C cho thành phần tín hiệu 1 chiều đi qua do đó tín hiệu đợc truyền từ tầng này sang tầng khác chỉ có thành phần biến đổi (~) *Nèi tÇng b»ng biÕn ¸p. (+) BA. RC2. RB1 C1 Uvµo. RB2. C B T1. E. RE1. C C E1. B. C C2. T2. E. RB2 RE2. C E2 (-). Mạch gồm 2 tầng khuếch đại T1, T2 GhÐp nèi tÝn hiÖu gi÷a 2 tÇng th«ng qua Ba * §Æc ®iÓm T¬ng tù nh tô ®iÖn m¸y biÕn ¸p kh«ng cho thµnh phÇn dßng ®iÖn 1 chiÒu truyền từ sơ cấp sang thứ cấp vì vậy chỉ có thành phần tín hiệu biến đổi (~) mới đợc truyền từ tầng 1 sang tầng 2. *Ưu điểm nổi bật của biến áp là có khả năng khuếch đại điện áp vì vậy phơng pháp nối tầng này đợc dùng rất phổ biến trong các mạch khuếch đại điện áp. *Nèi tÇng trùc tiÕp. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(91) Ch¬ng 8787878787V87: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. (+) RC1. R'B1 RB1 Uvµo. B. C. T1. E. R'B1. RE1. R. RC2. RB2 B T2. C Ura. C E1 (-). Mạch gồm 2 tầng khuếch đại T1, T2 - GhÐp nèi tÝn hiÖu gi÷a 2 tÇng th«ng qua 1 ®iÖn trë cã gi¸ trÞ nhá (cã thÓ coi nh ghÐp trùc tiÕp) *Đặc điểm : Tất cả các thành phần tín hiệu đều đợc truyền từ tầng trớc tới tầng sau do đó mạch thờng đợc ứng dụng trong các mạch khuếch đại xun (thờng dùng trong KT nổ). ? 1. §Þnh nghÜa vµ c¸c yªu cÇu c¬ b¶n ? 2. Nêu một số dạng nối tầng khuếch đại, nhợc điểm của từng dạng?. 5.3. Mạch tạo dao động 5.3.1. Kh¸i niÖm chung - Mạch tạo dao động là mạch điện mà chỉ cần cung cấp nguồn cho mạch, m¹ch sÏ tù t¹o ra tÝn hiÖu - Để mạch có thể tự động tạo ra tín hiệu ngời ta thờng dùng mạch theo nguyªn t¾c ph¶n håi d¬ng tù kÝch.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(92) Ch¬ng 8888888888V88: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. NhiÔu ban ®Çu. Ura. K§. Ph¶n håi. - Phản hồi là hình thức lấy 1 phần tín hiệu đầu ra đa quay trở lại để điều chØnh tÝn hiÖu ®Çu vµo sinh ra nã. + NÕu tÝn hiÖu ph¶n håi ngîc pha víi tÝn hiÖu ®Çu vµo gäi lµ ph¶n håi ©m + NÕu tÝn hiÖu ph¶n håi cïng pha víi tÝn hiÖu ®Çu vµo th× gäi lµ ph¶n håi (+) 5.3.2. Mạch tạo dao động dùng L- C a. Sơ đồ nguyên lý - RB1, RB2 xác định chiếm làm việc cho T - RE//CE để ổn định điểm làm việc mạch hoạt động nhờ tín hiệu phản hồi lấy trên 2 ®Çu cuén L2. điện áp trên cuộn L2 đặt vào cực gốc và cực phát thông qua tụ C1.. (+) L1. RB1. RB2. L2. C C1. Ura. C1 RE. CE (-). b. Nguyªn lý §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(93) Ch¬ng 8989898989V89: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n -Quá trình dao động của mạch nhờ sự tăng hoặc giảm ngẫu nhiên của dòng Ic - Giả sử IC tăng dẫn đến điện áp trên RB1 tăng dòng điện T tăng, IC tăng quá trình cứ nh vậy dòng điện IC đạt bão hoà. Khi đó dòng điện trên cuộn L1 không tăng nữa dẫn đến điện áp trên cuộn L2 giảm, I c giảm điện áp trên RB1, RB2 đổi cực tính IC tiếp tục đảm bảo cực tính của cuộn L2 phù hợp ngời ta thờng điều chỉnh tần số dao động bằng cách thay đổi vị trí cuộn L2 hoặc thay đổi lõi thép.. f=. Ura. 1 2 π . √ LC. t O. ? 1. Khái niệm về mạch tạo dao động, sơ đồ nguyên lý cơ bản ? 2. Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động dùng L - C? 5.3.3. Mạch tạo dao động dùng R- C 1. Sơ đồ nguyên lý RB1, RB2 dùng xác định điểm làm việc của T. (+) RC. RB1 C1. Cra C Ura. B C2 R1. C3. R2. T1 R1. R2. E. O. t (-). 2. Nguyªn lý lµm viÖc Điện áp ra đợc lấy từ cực góp. Nhờ mạch phân áp C 1R1, C2R2, C3R3. Điện ¸p trªn 2 ®Çu R3 ngîc pha víi Ura. Nh vËy ®iÖn ¸p trªn R3 chÝnh lµ §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 8.

(94) Ch¬ng 9090909090V90: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n điện áp phản hồi đại lên cực gốc và cực phát. Để đảm bảo sự lệch pha theo yêu cầu ngời ta chọn C1 = C2 = C3, R1 = R2 = R3 khi đó tần số dao động m¹ch. f=. 1 2 π . √6 . L .C. 3. ¶nh hëng cña RC khi truyÒn tÝn hiÖu Do qu¸ tr×nh n¹p, phãng cña tô ®iÖn nªn thêi gian duy tr× n¹p, phãng cña tô ®iÖn nªn thêi gian duy tr× tÝn hiÖu cña m¹ch kÐo dµi, tÝn hiÖu qua m¹ch sÏ bÞ biến dạng, mạch tạo dao động dùng R- C có thể biến đổi dạng sóng từ sin  vu«ng hoÆc tõ vu«ng sang nhän. 4. Mạch tạo dao động nghẹt *Sơ đồ:. (+) § L1. RB1. RB2. C1. T. L2. C2. Ura (-). RB1, RB2 t¹o ®iÖn ¸p ph©n cùc cho T ngêi ta tÝnh sao tô C1 n¹p ®Çy th× T më kh«ng hoµn toµn *Nguyªn lý: - Khi mới đóng nguồn tụ C1 đợc nạp thông qua RB1 khi điện áp trên tụ C 1 đủ lớn để mở T dây điện cực góp IC tăng. IC tăng trên cuộn L2 cảm ứng 1 suất điện động. Suất điện động này đợc đặt theo chiều thuận lên B, E do đó T dẫn mạch và nhanh tới trạng thái bão hoà khi đó Ic không thay đổi trên L2 không có suất điện động 9 §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00.

(95) Ch¬ng 9191919191V91: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n cảm ứng  điện áp phân cực B và E giảm , I C giảm, suất điện động cảm ứng trên L2 có chiều ngợc làm cho IC giảm rất nhanh về 0 lúc này tụ C1 đợc nạp điện quá trình mở của T lại đợc lặp lại nh cũ. Điốt Đ mắc song song với L1 nhằm bảo vệ cuộn L1 đồng thời bảo vệ quá ¸p cho T khi kh«ng dÉn ? 1. Sơ đồ nguyên lí mạch tạo dao động dùng R - C ? 2. Nêu ảnh hởng của R - C khi truyền tín hiệu. Thế nào là mạch tạo dao động nghÑt? 5.3.4. Mạch dao động đa hài 1) Sơ đồ. (+) RC. RB1. RB2 Uc + -. C2. C B T1. C1. R C1. B. C. T2. E. E (-). T1: đóng T2: më - RB1, RB2 xác định điểm làm việc T1, T2 - Về mặt tín hiệu, tín hiệu ra ở tầng 1 đợc đa vào đầu vào của T2 thông qua C1, tín hiệu ra ở T2 đợc đa vào đầu vào của T1 thông qua C2 2) Nguyªn lý Khi cÊp ®iÖn cho m¹ch gi¶ sö dßng ®iÖn cùc gãp I C1 cña I1 t¨ng, URC1 t¨ng ta cã UCE = E - URC1 t¨ng URE2 gi¶m IC2gi¶m URC2 gi¶m  UCE2 = E - URC2 t¨ng  UBE1 t¨ng  IC1 t¨ng §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(96) Ch¬ng 9292929292V92: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n Qu¸ tr×nh cø diÔn ra nh vËy cho tíi khi T1 dÉn b·o hoµ th× T2 dõng h¼n. Trong quá trình T1 dẫn tụ C1 đợc nạp điện cho đến khi điện áp trên C1 đủ lớn thì T2 bắt đầu dẫn, khi đó Ic2 tăng. - URC2 t¨ng, UCE2 gi¶m lµm cho Ic1 t¨ng; UCE1 t¨ng, UBE2 t¨ng IC2 t¨ng qu¸ trình, xảy ra dẫn tới T2 dẫn bão hoà và T1 dừng hẳn khi T2 dẫn tụ C2 đợc nạp điện để chuẩn bị mở T1 và đóng T2 ở chu kỳ tiếp theo. Nh vậy theo thời gian T1 và T2 thay nhau dẫn. Chu kỳ tín hiệu ra do RB1 và C2, RB2 và C1 quyết định. 6. Mạch dao động răng ca 1) Sơ đồ hình vẽ. (+) RB1 RB1 B T1. C. Ura. C E. t O. RB2 (-) - RB1, RB2 xác định điểm làm việc cho T1 khi T1 dẫn tụ C đợc nạp điện, T2 dÉn gióp tô C phãng ®iÖn. 2) Nguyªn lý Để đảm bảo điện áp ra có dạng răng ca tuyến tính thì dòng điện nạp và dòng điện phóng tụ C không thay đổi. - Để đáp ứng điều này ta dùng T1, dòng điện cực góp không chịu ảnh hởng cña ®iÖn ¸p gi÷a cùc gãp vµ cùc ph¸t. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc RB1, RB2. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(97) Ch¬ng 9393939393V93: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n không đổi nên dòng diện cực gốc của T1 không đổi. Do đó tụ C đợc nạp bằng dòng điện của cực góp đèn T1 dòng điện này cũng không đổi. Còn T2 giúp tụ C phóng điện qua nó. Khi có xung điều khiển âm thì T2 không dẫn tụ C lại đ ợc nạp điện qua T1. Quá trình nạp phóng nh vậy ta đợc dao động 1 cũng của tuyÕn tÝnh. ? 1. Nêu khái niệm chung về mạch dao động đa hài, dao động răng ca ? 2. So sánh u nhợc điểm của hai dạng sơ đồ ?. 5.4.øng dông kü thuËt ®iÖn tö trong th«ng tin 5.4.1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n Âm thanh là dạng sáng cơ học đợc truyền trong những môi trờng vật chất. Nhất định đến tai con ngời tác động vào cơ quan thính giác tạo cảm giác về âm thanh (micro). 1. Biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện a. CÊu t¹o vµ nguyªn lý. 1. 4. N. 2. S 3. * CÊu t¹o:. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(98) Ch¬ng 9494949494V94: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n gồm 1 lõi đợc chế tạo bằng nam châm vĩnh cửu số (3) 1 cuộn dây (2) đợc quấn xung quanh lõi. Cuộn dây đợc gắn với màng dung (1) và có thể lên xuống dÔ dµng trong khe hë gi÷a lâi vµ trô thÐp. * Nguyªn lý - Khi âm thanh tác dụng vào màng theo cờng độ của âm thanh, kéo theo cuộn dây chuyển động trong các vòng dây xuất hiện sức điện động cảm ứng. Sức điện động này phụ thuộc vào cờng độ của âm thanh tác dụng vào mµng rung nh vậy tín hiệu lấy điện lấy ra ở 2 đầu cuộn dây tỷ lệ thuận với cờng độ và tần sè cña ©m thanh. b) øng dông Dïng trong hÖ thèng ph¸t thanh 2. Biến đổi tín hiệu điện thành âm thanh (loa) a) CÊu t¹o gần giống nh Micro chỉ khác 2 đầu cuộn dây, dùng để đa tín hiệu vào, ngoài màng rung còn có thêm màng khuếch tán để giúp âm thanh truyền đi xa. b) Nguyªn lý Khi có tín hiệu đa vào 2 đầu cuộn dây dòng điện trong cuộn dây thay đổi tỷ lệ với cờng độ và tần số của âm thanh. Lực tác dụng lên cuộn dây tỷ lệ với dòng điện chạy trong nó.Do dòng điện thay đổi nên lực tác dụng cũng thay đổi làm cuộn dây và màng rung dao động và phát ra âm thanh. ? 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ ©m thanh ? 2. Phơng pháp biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện và ngợc lại ? 5.4.2. Nguyªn lý ph¸t thanh a. Sơ đồ khối. 2 1. 3. 5. 6. B§. 4 1 – Micro §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(99) Ch¬ng 9595959595V95: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n 2 – Bộ khuếch đại âm tần 3 - Bộ biến đổi 4 – Máy phát sóng mang (tạo sóng cao tần để chứa tín hiệu âm tần) 5 – Khuếch đại cao tần 6 - ¡ngten ph¸t b. Nguyên lý hoạt động - Micro biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện phát sóng tạo ra dao động cao tần sau đó đợc trộn với tín hiệu âm tần thành tín hiệu tổng hợp nhờ bộ biến đổi. Tín hiệu tổng hợp này đợc tách sóng và đa vào bộ khuếch đại nhằm nâng cao công suất để có thể truyền tín hiệu đi xa nhờ Ăngten phát. ? 1. Thành lập sơ đồ khối, giải thích chức năng các khối ? 2. Nêu nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng ? 5.4.3. Nguyªn lý thu thanh. 1 2. 3. 4. 5. 1-¡ng ten thu 2- Khuếch đại cao tần 3- T¸ch sãng 4- Khuếch đại âm tần 5- Loa - Sóng vô tuyến vào Ăngten thu cảm ứng ra 1 sức điện động qua bộ khuếch đại cao tần nâng biên độ của tín hiệu sau đó tách ra tín hiệu âm tần nhờ bô tách sóng, đa tín hiệu này vào bộ khuếch đại âm tần rồi cung cấp cho loa. * Ph©n lo¹i m¸y thuthanh - M¸y thu thanh ph©n thµnh 2 lo¹i chÝnh. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(100) Ch¬ng 9696969696V96: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n + Máy thu khuếch đại thẳng (khuếch đại trực tiếp) nh nguyên lý máy thu thanh. + Máy thu đổi tần. ¡ng ten f1 K§CT. Trén tÇn. K§TT. TS. K§¢T. M¸y ph¸t sãng f2 - Khối khuếch đại cao tần làm tăng giá trị hiệu thu đợc khối phát sóng là mạch tự dao động có trong máy thu. Khối trộn tần dùng để tổng hợp tín hiệu giữa khối khuếch đại cao tần và khối phát sóng để tạo ra tín hiệu trung gian có tần số tæng hîp cña 2 tÇn sè (trung tÇn). - Khối khuếch đại trung tần dùng để khuếch đại tín hiệu vừa tổng hợp đợc tõ khèi trén tÇn. - Khối tách sóng dùng để tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu trung tần để đa vào tầng khuếch đại công suất. * ¦u, nhîc ®iÓm - Máy thu khuếch đại thẳng đơn giản, dễ chế tạo nhng chất lợng thấp. - Máy thu đổi tần số có cấu tạo phức tạp nhng chất lợng cao nên đợc sử dông rÊt phæ biÕn. ? 1. Thành lập sơ đồ khối và giải thích chức năng các khối ? 2. Nªu nguyªn lÝ vµ ph©n lo¹i m¸y thu thanh ?. 5.5 HÖ thèng c©u hái luyÖn tËp. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(101) Ch¬ng 9797979797V97: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n 1. Cho biết cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lu nửa chu kỳ và cả chu kú ? 2. VÏ vµ ph©n tÝch m¹ch san b»ng ®iÖn ¸p chØnh lu ? 3. ThÕ nµo lµ m¹ch æn ¸p, vÏ vµ ph©n tÝch m¹ch æn ¸p ? 4. Vẽ và phân tích mạch biến đổi điện ? 5. Nêu khái niệm chung và các thông số cơ bản của mạch khuyếch đại điện tử ? 6. Vẽ sơ đồ nguyên lý và cho biết nguyên lý hoạt động của mạch khuyếch đại tín hiÖu nhá ? 7. Cho biết thế nào là ổn định điểm làm việc của mạch khuyếch đại tín hiệu nhỏ? 8. Vẽ sơ đồ nguyên lý và nêu đặc điểm chung, thuyết minh nguyên lý làm việc của mạch khuyếch đại công suất ( Tín hiệu lớn ). 9. Vẽ sơ đồ nguyên lý và thuyết minh nguyên lý làm việc của mạch khuyếch đại c«ng suÊt ®Èy kÐo ?. 10. Thế nào là nối tầng khuyếch đại. Nêu các yêu cầu cơ bản ? 11. Cho biết một số hình thức nối tầng khuyếch đại thông dụng đó là nối tầng dïng tô ®iÖn, nèi tÇng dïng biÕn ¸p ? 12. Thế nào là mạch dao động ? 13. Vẽ và phân tích mạch dao động dùng LC ? 14. Vẽ và phân tích mạch dao động dùng RC ? 15. Vẽ và phân tích nguyên lý làm việc của mạch dao động nghẹt ? 16. Vẽ sơ đồ nguyên lý và nêu nguyên lý làm việc của mạch dao động đa hài ? 17. Vẽ sơ đồ nguyên lý và nêu nguyên lý làm việc của mạch dao động răng ca? 18. Nêu khái niệm chung - cấu tạo và nguyên lý về biến đổi âm thanh thành tín hiÖu ®iÖn ? 19. Cho biết quá trình biến đổi từ tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh ( loa ). §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(102) Ch¬ng 9898989898V98: M¹ch ®iÖn tö c¬ b¶n. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(103) Tµi liÖu tham kh¶o 1.Ph¹m Ngäc B×nh - §iÖn Kü ThuËt - Nhµ xuÊt b¶n Khoa Häc Kü ThuËt 2000 2. §Æng v¨n §µo - Lª V¨n Doanh - Kü ThuËt §iÖn - Nhµ xu¸t b¶n Khoa Häc Kü ThuËt - 2002 3. Hoµng H÷u ThËn - C¬ Së Kü ThuËt §iÖn - Nhµ xuÊt b¶n c«ng nh©n kÜ thuËt Hµ Néi - 1980 4. Ph¹m Minh Hµ - Kü ThuËt M¹ch §iÖn Tö ( tËp 1 + 2 + 3 ) - Nhµ xuÊt b¶n Khoa Häc Vµ Kü ThuËt Hµ Néi - 1992 5. §ç Xu©n Thô - Kü ThuËt §iÖn Tö - Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o Dôc - 2000. 6. NguyÔn ViÕt Nguyªn - Gi¸o tr×nh linh kiÖn ®iÖn tö vµ øng dông, nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc, 2002. 7. Phan đăng khải - Giáo trình kĩ thuật lắp đặt điện, nhà xuất bản giáo dục, 2002.. §KT/ PN 2003. 3504 - 019.00. 9.

(104)

Tai lieu Dien ky thuat 1

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về