BÁO cáo THỰC HÀNH lý THUYẾT MẠCH điện

KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC HUẾ
BỘ MÔN LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN


BÁO CÁO THỰC HÀNH
Giảng viên hướng dẫn:
TS.Võ Quang Nhã

Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Cửu Sửu
Trương Đình Phát
Trần Đức Huỳnh
Đỗ Thanh Tú
Lê Quang Nhật

Thừa Thiên Huế, Ngày 02 Tháng 01 Năm 2021

1


MỤC LỤC
BÀI THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................1
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ CHO BÀI THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN.........2
PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ TƯ DUY THỰC HIỆN CHO BÀI
THỰC HÀNH...........................................................................................2
2.1. Thời Gian Thực Hiện Thực Hành..................................................2
2.2. Tư Duy Thực Hiện.........................................................................2
2.3. Hình Ảnh Tại Phòng Thực Hành Và Phụ Lục...............................2
PHẦN 3: BÀI THỰC HÀNH...................................................................5
BÀI TẬP 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU.............................................5

1.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP.................................................................5
1.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH........................................................5
1.3. THAO TÁC THỰC HÀNH........................................................5
BÀI TẬP 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA.......................6
2.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP.................................................................6
2.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH........................................................6
2.3. THAO TÁC THỰC HÀNH........................................................7
BÀI TẬP 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA........................12
3.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP...............................................................12
3.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH......................................................12
3.3. THAO TÁC THỰC HÀNH......................................................12

2


LỜI CẢM ƠN


Để hoàn thành bài báo cáo thực hành này trước tiên chúng em xin gửi đến
các quý thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật và Công nghệ - Đại học Huế và lời cảm ơn
chân thành các giảng viên vì đã giảng dạy tận tình, truyền đạt cho chúng em những
kiến thức rất bổ ích là nền tảng quan trọng cho chuyên ngành Kỹ thuật Điều khiển
và Tự động hóa sau này. Đặc biệt, chúng em xin gửi đến người trực tiếp giảng dạy
bộ môn Lý thuyết Mạch điện TS.Võ Quang Nhã – người đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ chúng em hoàn thành bài báo cáo, một lời cảm ơn sâu sắc nhất. Em cũng
xin bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo của Khoa cũng như Phân hiệu Đại học Huế tại
Quảng Trị đã tạo điều kiện, cho phép sử dụng phòng thực hành để chúng em có thể
làm bài báo cáo này. Trong q trình làm bài báo cáo thực hành sẽ có những thiếu
sót nhất định, em rất mong nhận được những lời nhận xét, ý kiến đóng góp q báu
của thầy, cơ để kiến thức của sinh viên trong lĩnh vực này hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3


PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ CHO BÀI THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN
Vai trò của điện đối với đời sống rất quan trọng, nó cung cấp, hỗ trợ, phục vụ,…
cho con người trong việc sinh hoạt hằng ngày, cơng việc xây dựng,…Vì thế, điện là một
phần không thể thiếu của con người cũng như kiến thức, lý thuyết cơ bản về mạch điện là
một điều không thể thiếu đối với một kỹ sư về cơng nghệ, điện hay tự động hóa,…Và để
củng cố những kiến thức, lý thuyết cơ bản đó ta cần đến thực hành. Điện một chiều và
xoay chiều là những mạch thiết yếu, xuất hiện trong các mạch điện ở trong nhà, các đồ
vật gia dụng vì tính ứng dụng cao nên nó rất quan trọng và các dạng bài tập sẽ thường
xuyên xuất hiện ở đây. Việc thực hành sẽ rèn luyện các kỹ năng sử dụng các dụng cụ
thực hành, rèn luyện tư duy để gắn kiến thức môn học với thực tế, giải các bài tập qua
việc thực hành.Từ đó hiểu, thu nhận, củng cố được kiến thức và hiểu biết sâu sắc hơn về
các bài học. Đó là lí do chúng ta cần làm bài thực hành này.
PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ TƯ DUY THỰC HIỆN CHO BÀI THỰC HÀNH
2.1. Thời Gian Thực Hiện Thực Hành
Trong vòng 2 ngày :
- Sáng & chiều ngày 14/12/2020
- Sáng & chiều ngày 15/12/2020
2.2. Tư Duy Thực Hiện
Lớp được chia theo chuyên ngành học, từng chuyên ngành phần bổ sinh viên thành
từng 4 nhóm nhỏ, 5 người/nhóm , có 1 người nhóm trưởng phụ trách giúp giảng viên
quản lý các bạn sinh viên còn lại. Trong 2 ngày học tập tại Phòng thực hành của Trường
Phân hiệu Đại học Huế tại Quảng Trị để thực hiện, ghi chép, xử lí số liệu và thống kê cho
Bài báo Thực hành.
2.3. Hình Ảnh Tại Phịng Thực Hành Và Phụ Lục

Sinh viên K1-HUET tại Phòng thực hành trường Phân hiệu Đại học Huế tại Quảng Trị

4


Trang thiết bị hiện đại đáp ứng nhu cầu học tập

Các thao tác thực hành và ghi chép số liệu

PHỤ LỤC A

BIỂU ĐỒ SỬ DỤNG THIẾT BỊ
Model
(1)

8131
8311
8331
8823
89851-L
9063-B(2)

Equiqment
Description
Workstation
Resistive Load
Capacitive Load
Power Supply
Connection Leads
Data Acquisition and Control Interface

1

2

3

1
1

1
1
1
1
1
1

1
1

1
1
1

1
1
1

(1)

The Mobile Workstation, Model 8110 and the Workstation, Model 8134, can also be used.
Mobile 9063-B consists of the Data Acquisition and Control Interface, Model 9063, with
Control Interface, Model 9063, with control function set 9069-1
(2)

5


PHỤ LỤC C

BẢNG TRỞ KHÁNG CHO MÔ – ĐUN TẢI
Impedance (Ω)
120V
60Hz
1200
600
300
400
240
200
171
150
133
120
109
100
92
86
80
75

71
67
63
60
57

220V
50Hz/60Hz
4400
2200
1100
1467
880
733
629
550
489
440
400
367
338
314
293
275
259
244
232
220
210

Position of the switches
240V
50Hz
4800
2400
1200
1600
960
800
686
600
533
480
436
400
369
343
320
300
282
267
253
240
229

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I
I

I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I

I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I

I
I
I
I
I
I
I

I
I
I
I
I
I

I

I
I
I
I
I
I
I

I
I
I
I
I
I
I

I
I
I

I
I
I

I
I
I
I

I
I

I
I
I
I
I

I
I
I

I
I

I
I
I
I
I

I
I
I
I
I
I
I

I
I
I

6


PHẦN 3: BÀI THỰC HÀNH
BÀI TẬP 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP
Xác Định Trở Kháng Tương Đương Của Mạch Điện
1.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH

 Thiết Lập Và Kết Nối
 Các Điện Trở Mắc Nối Tiếp
 Các Điện Trở Mắc Song Song
1.3. THAO TÁC THỰC HÀNH
1.3.1. Thiết Lập Các Kết Nối
Trong phần này, thiết lập mạch điện bao gồm 2 điện trở mắc nối tiếp, kết nối và
thiếp lập đồng hồ vạn năng để đo điện áp một chiều qua điện trở
Các bước
1.3.2. Tham Khảo Biểu Đồ Thiết Bị Sử Dụng Trong Phụ Lục A Để Chuẩn Bị Danh Sách
Thiết Bị Cần Thiết
B1. Lắp đặt thiết bị lên trạm làm việc
Đặt cơng tắc nguồn chính trên Four-Quadrant Dynamometer/Power Supply về
vị trí O(tắt) sau đó kết nối Power Input tới ổ cắm điện xoay chiều.
Thiết lập mạch điện nối tiếp như Hình 1, thực hiện những kết nối cần thiết và thiết
lập trên mô đun Resistive Load
Thiết lập đồng hồ vạn năng về vị trí đo điện áp một chiều và kết nối nó song song
với hai điện trở(chú ý quan sát cực tính trước khi lắp)

Hình 1. Xác định điện trở tương đương của các điện trở nối tiếp

B2. Bật bộ Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy bằng cách thiết lập cơng tắc
nguồn Power Input lên vị trí I(bật)

7


B3. Thực hiện các thiết lập trên bộ Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy
Thiết lập công tắc Operating Mode tới Power Supply. Kết nối nguồn điện đầu
ra của mô đun tới cực Power Supply trên mặt panel
Sử dụng nút nhấn Function để chọn chế độ hoạt động Volta Source(+) của mô
đun nguồn
Thiết lập điện áp của nguồn điện áp dương tới 100V bằng các núm Command.
1.3.3. Điện Trở Mắc Nối Tiếp
Tính tốn trở kháng tương ứng của các điện trở mắc nối tiếp, sau đó đo điện áp và
dịng diện qua chúng để xác định trở kháng tương đương theo Định luật Ohm. So sánh
kết quả với trở kháng tương ứng tính tốn được. Cuối cùng, đo trở kháng tương đương sử
dụng Ohm kế
B4. Tính tốn điện trở tương đương Req của các điện trở nối tiếp R1 và R2 trên Hình 1
Req= R1 + R2 = 248 Ω + 357 Ω = 605 Ω
B5. Kích hoạt đầu ra của mơ đun nguồn bằng cách nhấn nút Start/Stop
Ghi lại điện áp phía dưới E1 hiển thị bởi Vơn kế và dịng điện nguồn Is hiện thị trên
màn hình Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy. Khi đó tính tốn trở kháng
tương đương Req
E1 99,98 V
E1 = 99,98 V
Req = =
= 666,53 Ω

0,15 A
Is
Is = 0,15 A
B6. Đo trở kháng tương đương Req của các điện trở nối tiếp
Trên Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy vơ hiệu hóa đầu ra của mô
đun nguồn bằng cách nhả nút nhấn Start/Stop một lần( chắc chắn rằng màn hình hiển thị
Stopped
Chuyển chế độ của đồng hồ vạn năng sang vị trí Ohm kế để đo trở kháng của
mạch
Ghi lại giá trị đọc được trên Ohm kế :
Req = 636 Ω
B7. Câu hỏi :
Tính tốn và đo được trở kháng tương ứng thu được trong B4 , B5 , B6 giá trị này
có sấp xỉ bằng nhau khơng?
 Có
 Khơng (do thời tiết khơng khí ẩm làm ảnh hưởng kết quả có sai số)
BÀI TẬP 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
2.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP
Tính tốn trở kháng của các mạch xoay chiều nối tiếp và song song, thể hiện giá trị trở
kháng tương đương lên một sơ đồ phasor.
2.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH

}

 Cài Đặt Và Kết Nối

8


 Trở Kháng Tương Đương Trong 1 Mạch LC Nối Tiếp

 Trở Kháng Tương Đương Của 1 Mạch RL Nối Tiếp
 Trở Kháng Tương Đương Của 1 Mạch RC Nối Tiếp
 Trở Kháng Tương Đương Của 1 Mạch RLC Nối Tiếp
 Trở Kháng Tương Đương Của 1 Mạch RL Song Song
 Trở Kháng Tương Đương Của 1 Mạch RC Song Song
2.3. THAO TÁC THỰC HÀNH
2.3.1. Thiết Lập Các Kết Nối
Trong phần này, thiết lập một mạch điện xoay chiều song song gồm một điện trở
và một tụ điện. Đo trở kháng Z của điện trở và tụ điện. Sau đó tính trở kháng Z trên dựa
trên điện áp và dịng điện đo được. So sánh 2 kết quả trên và thể hiện lên sơ đồ phasor.
2.3.2. Tham khảo biểu đồ sử dụng thiết bị ở Phụ Lục A để thu được danh sách thiết bị
cần thiết.
B1. Đảm bảo rằng công tắc nguồn chính trên Four-Quadrant Dynamometer/ Power
Supply được đặt về vị trí O(tắt), sau đó kết nối đầu vào nguồn của nó Power Input tới
nguồn điện xoay chiều. Kết nối Power Input của giao tiếp thu thập và điều khiển dữ tới
nguồn cấp 24V/AC, sau đó bật nguồn 24V/AC lên.
Kết nối cổng USB của Four-Quadrant Dynamometer/Power Supply tới cổng
USB của máy tính chủ.
Bật nguồn Four-Quadrant Dynomometer/ Power Supply lên, sau đó thiết lập
chế độ hoạt động là Power Supply.
B2. Bật máy tính lên, khởi động phần mềm LVDAC-EMS
Trong cửa sổ khởi động LVDAC-EMS, đảm bảo rằng giao tiếp thu thập và điều
khiển dữ liệu và Four-Quadrant Dynamometer/ Power Supply được phát hiện.
Đảm bảo rằng chức năng thiết bị đo lường trên máy tính dành cho bộ thu thập và
điều khiển dữ liệu là có sẵn.
Lựa chọn điện áp và tần số mạng điện tương ứng với điện áp và tần số mạng điện
xoay chiều địa phương bạn, sau đó click và OK để đóng cửa sổ LVDAC-EMS.
B3. Ở cửa sổ Four - Quadrant Dynamometer/ Power Supply, vơ hiệu hóa nguồn điện
xoay chiều
B4. Thiết lập mạch điện như Hình 2

Thực hiện các thiết lập chuyển mạch cần thiết trên mô đun tải điện và điện dung
(hoặc các tải điện cảm và điện dung) để thu được các giá trị trở kháng và cảm kháng cần
thiết.
Sử dụng các đầu vào E1 và I1 thu thập và điều khiển dữ liệu để đo đạc các giá trị
điện áp và dòng điện

9


Hình 2.1

Hình 2.2
Hình 2.1 – 2.2 . Mạch điện xoay chiều song song gồm một điện trở và một tụ điện.

B5. Ở LVDAC-EMS, mở cửa sổ Four-Quadrant Dynamometer/ Power Pupply, sau
đó thực hiện các thiết lập sau đây:
-

Đặt tham số Function là AC Power Source.

-

Đảm bảo rằng tham số Voltage Control được đặt là Knob. Điều này cho phép
nguồn điện xoay chiều được điểu khiển bằng tay (thủ công).

-

Đặt tham số Frequency là tần số mạng điện địa phương bạn

-

Để các tham số khác giữ ngun.

B6. Tính tốn giá trị trở kháng Z của điện trở và tụ điện

10


Trở kháng Z =

R. X
2

√R + X

2

=

630 Ω . 733Ω

√(630 Ω)2+(733 Ω)2

= 477,78 Ω

B7. Ở cửa sổ Four - Quadrant Dynamometer/Power Supply, cho phép nguồn điện
xoay chiều.
Ở cửa sổ Four - Quadrant Dynamometer/Power Supply, điều chỉnh giá trị của
tham số No Load Voltage sao cho điện áp nguồn xoay chiều Es (được chỉ thị bởi đồng hồ
E1 ở cửa sổ Metering) là bằng với 100 V.

B8. Ở cửa sổ Metering, đo đạc các giá trị hiệu dụng của điện áp E 1và dòng điện I1và ghi
lại các giá trị.
Điện áp E1 = 96,592 V
Dịng điện I1 = 0,205 A
B9. Tính toán trở kháng Z của điện trở và tụ điện bằng việc sử dụng điện áp E 1 và dòng
điện I1 đo được ở bước trước.
Trở kháng Z =

E1 96,592V
=
= 471,18 Ω
0,205 A
I1

B10. So sánh trở kháng Z thu được ở B6 với giá trị trở kháng Z tính tốn được ở B9. Hỏi
cả hai giá trị có gần bằng nhau hay khơng?
 Có (2 giá trị 477,78 Ω và 471,18 Ω gần bằng nhau, sai số không lớn)
 Không
B11. Thể hiện các số liệu

Bảng Metering E1 – I1

11


Biểu đồ pha – góc lệch pha E1 - I1

12

Biểu đồ hình Sin E1 – I1

B12. Ở cửa sổ Four-Quadrant Dynamometer/Power Supply, vơ hiệu hóa nguồn điện
xoay chiều.
B13. Đóng phần mềm LVDAC-EMS, sau đó tắt tất cả các thiết bị. Ngắt tất cả các dây
dẫn kết nối thí nghiệm và trả chúng về vị trí lưu trữ.

13


BÀI TẬP 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA
3.1. MỤC TIÊU BÀI TẬP
Giải quyết cân bằng mạch điện ba pha khi kết nối cấu hình sao và tam giác. Biết sự khác
nhau giữa điện áp dây và điện áp pha, cũng như mối quan hệ giữa các giá trị thông số
của dây và pha trong mạch điện ba pha kết nối sao và tam giác. Biết về thứ tự pha trong
mạch điện ba pha. Biết được làm thế nào để tính tốn tổng cơng suất hoạt động bị tiêu
tán trong mạch. Đo dòng điện và điện áp để chứng minh lại lý thuyết cũng như tính tốn
các thơng số thực tế trong mạch.
3.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH

 Cài Đặt Và Kết Nối
 Đo Điện Áp Pha Và Điện Áp Dây Nguồn Cung Cấp
 Đo Điện Áp, Dịng Điện Và Cơng Suất Trong Mạch Điện Kết Nối Sao
 Đo Điện Áp, Dịng Điện Và Cơng Suất Trong Mạch Điện Kết Nối Tam Giác
3.3. THAO TÁC THỰC HÀNH
3.3.1. Thiết Lập Các Kết Nối
Trong phần này, sẽ thiết lập kết nối hình tam giác, mạch điện 3 pha sử dụng 3
thuần trở. Đo điệp áp và dịng điện pha trong mạch. Sau đó tính cơng suất tiêu tán trên
mỗi pha của mạch và tổng cơng suất hoạt động tiêu tán và tìm tổng giá trị công suất hoạt
động

3.3.2. Tham Khảo Các Biểu Đồ Sử Dụng Thiết Bị Trong Phụ Lục A Để Có Được Danh
Sách Các Thiết Bị Cần Thiết Để Thực Hiện Bài Tập
B1. Cài đặt các thiết bị cần thiết lên trạm làm việc “Workstation”
Chắc chắn rằng các chuyển mạch nguồn điện xoay chiều và một chiều trên Power
Supply được thiết lập để các vị trí O(tắt), sau đó kết nối Power Supply tới một ổ cắm
điện ba pha xoay chiều.
Kết nối Power Input của Data Acquisition And Control Interface tới nguồn cấp
24V xoay chiều. Bật nguồn điện xoay chiều 24V.
B2. Kết nối cổng USB của Four-Quadrant Dynamometer / Power Suppy vào một
cổng USB của máy tính chủ.
B3. Bật máy tính và khởi động phần mềm LVDAC-EMS.
Trong LVDAC-EMS Start-Up , hãy chắc chắn Data Acquisition And Control
Interface được tìm thấy. Đảm bảo rằng các chức năng Computer-Based
Instrumentation của Data Acquisition And Control Interface đều hoạt động tốt.
Chọn loại mạng lưới điện và tần số phù hợp với điện áp và tần số của mạng lưới
điện cung cấp. Kích nút OK để đóng của sổ
LVDAC-EMS Start-Up.

14


B4. Trong LVDAC-EMS, khởi động ứng dụng Metering. Thiết lập giá trị hiệu
dụng(xoay chiều) của đồng hồ đo điện áp tại đầu vào E 1, E2, E3 của Data Acquisition
And Control Interface. Kích nút nhấn Continous Refresh để cho phép làm mới liên tục
các giá trị trên các đồng hồ trong ứng dụng Metering.
B5. Thiết lập mạch điện như Hình 3

Hình 3.1.

Hình 3.2.

Hình 3.1 – 3.2 . Dịng điện dây đo được trong mạch điện xoay chiều ba pha kết nối tam giác

15


B6. Thực hiện đúng thiết lập các công tắc trên mô đun Resisitive Load để thu được giá
trị trở kháng cần thiết
R1 = R2 = R3 = 630 Ω
B7. Bật nguồn điện xoay chiều ba pha trên Power Supply, thiết lập để vị trí I(bật)
Đo và ghi lại điện áp và dịng diện trong mạch, sau đó Tắt nguồn điện xoay chiều ba pha
trên Power Supply
ER1 = 239,279 V
ER2 = 240,998 V
ER3 = 240,679 V
IR1 = 0,220 A
IR2 = 0,336 A
IR3 = 0,229 A
B8. So sánh điện áp trên từng tải ER1, ER2 và ER3 đo được ở bước trước. Chúng có xấp xỉ
bằng nhau?
 Có (Các giá trị E xấp xỉ nhau)
 Không
So sánh điện áp trên từng tải I R1, IR2 và IR3 đo được ở bước trước. Chúng có xấp xỉ
bằng nhau?
 Có (Các giá trị I xấp xỉ nhau)
 Khơng
Có nghĩa là tải điện trở được cân bằng khơng?
 Có
 Khơng (Tải điện trở chưa cần bằng)
B9. Tính tốn cơng suất tiêu tán và tổng cơng suất hoạt động PT đo được ở bước trước.
PR1 = ER1 x IR1 = 239,279 V x 0,220 A = 52,641 W

PR2 = ER2 x IR2 = 240,998 V x 0,336 A = 80,975 W
PR3 = ER3 x IR3 = 240,679 V x 0,229 A = 55,116 W
PT = PR1 + PR2 + PR3 = 52,641 W + 80,975 W + 55,116 W = 188,732 W
B10. Tính tốn dịng điện trung bình Ipha sử dụng giá trị dịng điện pha ghi lại ở B7
Ipha =

I R 1+ I R 2 + I R 3 0,220 A +0,336 A +0,229 A
=
= 0,262 A
3
3

B11. Tính tốn điện áp trung bình Epha sử dụng giá trị dòng điện pha ghi lại ở B7
Epha =

E R 1+ E R 2 + E R 3
3

=

239,279V +240,998 V +240,679 V
= 240,319 V
3

B12. Tính tốn tổng cơng suất hoạt động PT dựa trên số liệu B10 và B11 , kế đó so sánh
giá trị của PT ở B9 , hai giá trị đó có xấp xỉ nhau không ?
PT = 3(Epha x Ipha) = 3(240,319 V x 0,262 A) = 188,891 W
 Có (PT xấp xỉ bằng nhau)

16

 Không
B13. Thể hiện số liệu

Bảng Metering E1 – I1 ; E2 – I2 ; E3 – I3 ; E4 – I4

17


Biểu đồ pha – góc lệch pha E1 – E2 – E3 – E4

18


19


B14. Đóng LVDAC-EMS, khi đó tắt tất cả thiết bị. Ngắt
kết nối tất cả các dây dẫn và đưa chúng về nơi lưu trữ

Biểu đồ hình Sin E1 , E2 , E3 , E4

B14. Đóng LVDAC-EMS, khi đó tắt tất cả thiết bị. Ngắt kết nối tất cả các dây dẫn và
đưa chúng về nơi lưu trữ

20