Giáo trình kỹ thuật điện và điện tử công nghiệp (nghề cắt gọt kim loại cao đẳng)

Kỹ thuật điện điện tử công nghiệp là một môn học rất quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại.. Môn học này giúp các sinh viên hiểu về cách hoạt động của các thiết bị điện tử và các h

1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm……

của Trường cao đẳng Cơ giới

Quảng Ngãi, năm 2019 (Lưu hành nội bộ)

3

LỜI GIỚI THIỆU

Kỹ thuật điện-điện tử công nghiệp là một trong những môn học cơ sở được biên soạn dựa

trên chương trình khung, chương trình dạy nghề do Bộ Lao động- Thương binh và Xã hôi

và Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại Kỹ thuật điện điện tử công nghiệp là một môn học rất quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại Môn học này giúp các sinh viên hiểu về cách hoạt động của các thiết bị điện tử và các hệ thống điện trong các ứng dụng công nghiệp

Đối với các sinh viên trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, môn học này sẽ giúp họ có thể nắm bắt những kiến thức cơ bản về điện tử và ứng dụng trong công nghiệp, đồng thời phát triển

kỹ năng để có thể tham gia thiết kế và xây dựng các hệ thống điện tử đơn giản Những kiến thức này sẽgiúp các sinh viên nâng cao khả năng tìm kiếm việc làm và cơ hội thăng tiến trong công việc sau này

Ở Việt Nam cho đến nay đã có khá nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn bài tập về môn học Kỹ thuật điện điện tử công nghiệp đã được biên soạn và biên dịch của nhiều tác giả, của các chuyên gia đầu ngành về điện, điện tử công nghiệp Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong quá trình đào tạo của nhà trường phải bám sát chương trình khung vì vậy giáo trình Kỹ thuật điện điện tử công nghiệp được biên soạn bởi sự tham gia của các giảng viên của trường Cao đẳng Cơ giới dựa trên cơ sở chương trình khung đào tạo

đã được ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm cùng nhau tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau để thực hiện biên soạn giáo trình Kỹ thuật điện điện tử công nghiệp vụ cho công tác giảng dạy

Giáo trình này được thiết kế theo môn học thuộc hệ thống Môn học( MĐ21) của chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở cấp trình độ trung cấp nghề và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, sau khi học tập xong mô đun này, học viên có

đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề

Quảng Ngãi, ngày 18 tháng 12 năm 2019

Tham gia biên soạn

1 Cao Thị Thanh Bình Chủ biên

2 …………

4

MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG

Chương 2: Từ trường – Các hiện tượng cảm ứng điện từ 24

6 Sức điện động cảm ứng trong dây dẫn thẳng chuyển động cắt ngang từ trường 32

5

1 Khái niệm chung và cấu tạo

1 Cấu tạo – nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 276

+ Môn học Kỹ thuật điện được học trong học kỳ II năm thứ nhất

+ Học trước mô-đun Điện cơ bản

A1 Trình bày được các tiêu chuẩn hình thành bản vẽ kỹ thuật;

A2 Trình bày được các nội dung cơ bản của hình học hoạ hình;

+ kỹ năng:

B1 Rèn luyện kỹ năng các phương pháp vẽ cơ bản

B2 Vẽ và đọc được các dạng sơ đồ điện như: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ lắp đặt, sơ đồ

nối dây, sơ đồ đơn tuyến

+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

C1 Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc

C2 Giữ gìn vệ sinh công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

1.Chương trình khung nghề Cắt gọt kim loại

Thời gian đào tạo (giờ)

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra

II Các môn học, mô đun chuyên

MH 14 Kỹ thuật an toàn và Bảo hộ lao

MĐ 25 Phay, bào mặt phẳng ngang, song

song, vuông góc, nghiêng

MĐ 34 Phay bánh răng trụ răng thẳng 2 60 8 50 2

MĐ 38 Tiện lệch tâm, tiện định hình 3 75 15 57 3

MĐ 39 Tiện chi tiết có gá lắp phức tạp 2 60 8 50 2

số

Lý thuyết

Bài tập

Kiểm tra

I Khái niện cơ bản về mạch điện

10

II Từ trường – Các hiện tượng cảm ứng điện

từ

1 Khái niệm về từ trường

2 Từ trường của dòng điện

3 Các đại lượng đặc trưng của từ trường

4 Lực điện từ

5 Hiện tượng cảm ứng điện từ

6 Sức điện động cảm ứng trong dây dẫn

thẳng chuyển động cắt ngang từ trường

7 Hiện tượng tự cảm

III Mạch điện xoay chiều hình sin 1 pha

1 Dòng điện xoay chiều hình sin

2 Biểu diễn đại lượng xoay chiều dưới

dạng đồ thị

3 Mạch xoay chiều thuần trở

4 Mạch xoay chiều thuần cảm

5 Mạch xoay chiều thuần dung

6 Mạch xoay chiều có R-L-C nối tiếp

7 Hệ số công suất

IV Mạch điện xoay chiều 3 pha

1 Hệ thống 3 pha

2 Mạch 3 pha nối hình sao

3 Mạch 3 pha nối hình tam giác

4 Công suất mạch 3 pha

1 Khái niệm chung

2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy biến

áp

3 Máy biến áp 3 pha

4 Các máy biến áp đặc biệt

11

VII Máy điện không đồng bộ

1 Khái niệm chung và cấu tạo

2 Nguyên lý hoạt động của động cơ không động bộ ba pha

3 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha

4 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng

bộ ba pha

5 Động cơ không đồng bộ một pha

VIII Máy điện 1 chiều

1 Cấu tạo – nguyên lý làm việc của máy điện một chiều

2 Phân loại máy điện một chiều

3.2 Trang thiết bị dạy học:,máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ

3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ

dụng cụ nghề điện, điện tử, …

3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện, điện tử trong

nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

4 Nội dung và phương pháp đánh giá:

4.1 Nội dung:

12

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ

năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

4.2 Phương pháp:

Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:

4.2.1 Cách đánh giá

- Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông

tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội

- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như sau:

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)

4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp

đánh giá

Phương pháp

tổ chức

Hình thức kiểm tra

Chuẩn đầu ra đánh giá

Số cột

Thời điểm kiểm tra

Thường xuyên Viết/ Thuyết

trình

Tự luận/

Trắc nghiệm/

Báo cáo

A1, C1, C2 1 Sau 5 giờ

Định kỳ Viết và Tự luận/ A2, B1, C1, C2 7 Sau 18 giờ

13

thực hành Trắc nghiệm/

thực hành Kết thúc môn

học

Vấn đáp và thực hành

Vấn đáp và thực hành trên mô hình

A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2,

5 Hướng dẫn thực hiện môn học

5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại

5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học

5.2.1 Đối với người dạy

* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình

ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm…

* Thực hành:

- Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra

- Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập: Giáo viên hướng

dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học

- Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra

* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm

hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

14

5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ

được cung cấp

nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu )

- Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả

- Tham dự tối thiểu 70% các giờ giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số giờ

tích hợp phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: Là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm

việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển

và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ

- Tham dự thi kết thúc môn học

III Nội dung môn học:

CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN

Mã chương: MĐ 21 - 01 Giới thiệu

Bài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về mạch điện, các đại lượng vật lý cơ bản trong một mạch điện, các phần tử cơ bản trong mạch điện

Mục tiêu của bài:

- Rèn luyện tính c n thận, tỉ mỉ trong tính toán

* Nội dung chương:

1 Mạch điện và mô hình:

1.1 Mạch điện

Mạch điện: là một hệ thống gồm các thiết bị điện, điện tử ghép lại Trong đó xảy

ra các quá trình truyền đạt, biến đổi năng lượng hay tín hiệu điện từ đo bởi các đại lượng dòng điện, điện áp

1.2 Các hiện tượng điện từ

1.2.1 Hiện tƣợng biến đổi năng lượng

a Hiện tượng cảm ứng điện từ

là sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi từ thông qua mạch đó biến đổi Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động cảm ứng

b Hiện tƣợng lực điện từ

Khi dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì chịu tác dụng của lực điện từ

c Hiện tượng hóa điện

Một phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện chạy qua, hay qua phản ứng hóa học có một hiệu điện thế, đây là những quá trình điện hóa

1.2.2 Hiện tƣợng tích phóng năng lượng

17

a Tĩnh điện

Là hiện tương hai vật rắn cọ sát vào nhau, một vật sẽ bị mất electron sẽ mang điện tích dương và một vật được nhận electron sẽ mang điện tích âm Do vật nhận electron có nhiều khoảng trống trong lớp vỏ ngoài cùng của nó, còn vật bị mất electron thì có các electron liên kết yếu, do đó mà electron có thể di chuyển từ vật này sang vật kia tạo ra sự mất cân bằng điện tích

Hình 1.2: ký hiệu điện trở R trong mạch điện

Đơn vị: (ohm)

1.3.2 Phần tử điện cảm

Ký hiệu:

18

Hình 1.3: Ký hiệu cuộn cảm trong mạch điện L: Điện cảm của cuộn dây

di/dt: chỉ sự biến thiên của dòng điện theo thời gian

Tính chất: từ công thức Điện áp giữa 2 đầu cuộn dây tỉ lệ với sự biến thiên của dòng điện theo thời gian

Lưu ý: Trong mạch điện 1 chiều thì điện áp giữa 2 đầu mạch điện bằng 0

Trong mạch điện 1 chiều nếu đặt cuộn dây thì coi như mạch bị nối tắt

1.3.3 Phần tử điện dung

Tụ điện: đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng lượng điện trường

Hình 1.4: tụ điện

Ký hiệu: C

C: điện dung của tụ điện

19

Đơn vị: Farad (F)

1 F = 10-6F 1nF = 10-9F 1pF = 10-12F Gọi u là điện áp đặt giữa 2 đầu của tụ điện Ta có:

Q = C.U Trong đó: q: điện tích trên tụ

(1.3)

Mà

Kết quà là

(1.4)

20

Hình 1.5 : nguồn điện

21

Hình 1.6: nguồn áp thật hoặc ở dạng một nguồn dòng điện i (t) mắc song song với một điện trở r (hình 1.8)

Hình 1.7: nguồn dòng thật

2 Các khái niệm cơ bản trong mạch điện

2.1 Dòng điện và chiều qui ƣớc của dòng điện

là đại lượng đặc trưng cho độ lớn của dòng điện Cường độ dòng điện được

tính bằng lượng điện tích chạy qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian

(1.6)

Hoặc

3 Các phép biến đổi tương đương

3.1 Nguồn áp ghép nối tiếp

Hình 1.8: Nguồn áp ghép nối tiếp • Bộ nguồn nối tiếp:

(1.9)

3.2 Nguồn dòng ghép song song nguồn hiệu thế nối tiếp và nguồn dòng điện song song

Hình 1.9: Nguồn dòng ghép song song

3.3 Điện trở ghép nối tiếp, song song

3.4 Biến đổi ∆ - Y và Y - ∆

Ba tổng trở gọi là nối hình sao nếu chúng có một đầu nối chung

Ba tổng trở gọi là nối hình tam giác nếu chúng tạo nên mạch vòng kín mà chỗ nối là nút của mạch

Ta thường cần biến đổi từ hình sao sang hình tam giác tương đương và ngược lại

Để tìm các công thức biến đổi sao tam giác ta xuất phát từ các điều kiện biến đổi tương đương

24

Hình 1.12: biến đổi sao – tam giac, tam giac - sao

3.5 Biến đổi nguồn tương đương nguồn hiệu thế song song với điện trở và nguồn dòng

điện nối tiếp điện trở :

có thể bỏ điện trở mà không ảnh hưởng đến mạch ngoài

Hình 1.13: R mắc song song nguồn áp (a), R mắc nối tiếp nguồn dòng (a),

CÂU HỎI ÔN TẬP Bài tập:

1 Cho mạch điện như hình vẽ:

25

a Tính hiệu điện thế 2 đầu AB

b Xác định dòng điện chạy trong mạch

2 Cho mạch điện như hình vẽ:

b

CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU

Mã chương: MĐ 21 - 02 Giới thiệu

Bài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về các định luật cơ bản trong mạch

điện và phương pháp tính toán dòng điện và điện áp trên mạch điện 1 chiều

Mục tiêu của bài:

- Phân tích được sơ đồ và chọn phương pháp giải mạch hợp lý

Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- R n luyện tính c n thận, tỉ mỉ trong tính toán

* Nội dung chương:

1 Khái niệm cơ bản về mạch điện một chiều

Mạch điện: là một hệ thống gồm các thiết bị điện, điện tử ghép lại Trong đó xảy

ra các quá trình truyền đạt, biến đổi năng lượng hay tín hiệu điện từ mà trong quá trình

đó dòng điện chạy qua mạch không có sự đảo chiều theo thời gian

2 Các định luật và biểu thức cơ bản trong mạch một chiều

2.1 Định luật Ohm

Cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế ở 2 điểm đó và tỉ lệ nghịch với điện trở của 2 điểm đó:

Hình 2.1: định luật ôm trong đoạn dây dẫn thuần trở

(2.1)

27

2.2 Công suất và điện năng trong mạch một chiều

Công suất P của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng phát năng lượng của nguồn điện trong một đơn vị thời gian là 1s

(2.2)

Công suất của phụ tải (thiết bị tiêu thụ điện)

Điện năng tiêu thụ sau khoảng thời gian T

2.3 Định luật Joule -Lenz (định luật và ứng dụng)

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua

2.4 Định luật Faraday (hiện tƣợng; định luật và ứng dụng)

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ thông qua mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian của

sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông):

Nếu mạch kín có N vòng dây thì

Hình 2.2: Suất điện động cảm ứng trong khung dây

2.5 Hiện tượng nhiệt điện (hiện tượng và ứng dụng)

Là hiện tượng sản sinh ra nhiệt lượng, khi một dòng điện I chạy qua một vật dẫn có giá trị R sau khoảng thời gian T

(2.9)

3 Các phương pháp giải mạch điện một chiều

3.1 Định luật kitchoff

a Định Luật Kirchhoff 1: (Định Luật Nút)

Tổng đại số dòng điện tại 1 nút bằng 0:

i 0

(2.10)

29

Ví dụ : Cho mạch điện hình

Hình 2.3: Các dòng điện đi ra hoặc đi vào từ nút A xét tại nút A: theo định luật Kirchhoff 1 ta có: I1 + I2

+ I3 = 0

Ghi chú: Nếu ta qui ước dòng điện đi vào nút A mang dấu cộng (+), thì dòng điện

đi ra nút A mang dấu trừ (-) hoặc ngược lại

b Định luật Kirchhoff 2:

Tổng đại số điện áp của các phần tử trong 1 vòng kín bất kỳ thì bằng 0

u 0

(2.11)

Ví Dụ: Cho mạch điện như hình

Hình 2.4: Các vòng kín trong một mạch điện

3.2 Phương pháp biến đổi điện trở

Đối với đoạn mạch gồm 2 điện trở R1, R2 mắc nối tiếp,hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó

(2.13)

Chú ý:

32

Thành phần I32:

Thành phần I35:

a Dùng định luật Kirchhoff 1, Kirchhoff 2 tìm I1, I2, I3

a Dùng định luật Kirchhoff 1, Kirchhoff 2 tìm I và V

b Dùng phương pháp xếp trồng dòng điện tìm I và V

a Dùng phương pháp điện trở tương đương tìm I và V2

34

b Xác định công suất của nguồn điện

c Tìm điện năng tiêu thụ của mạch trong 1 giờ

a Dùng phương pháp điện trở tương đương để xác định dòng điện qua các nhánh

a Dùng phương pháp xếp trồng xác định dòng điện i

b Tính điện năng tiêu thụ trong 1 giờ trên nhánh i

35

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN Mã

chương: MĐ 21 - 03 Giới thiệu

Bài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về các định luật cơ bản trong mạch điện và phương pháp tính toán dòng điện và điện áp trên mạch điện xoay chiều

Mục tiêu của bài:

Kiến thức;

- Giải thích được các khái niệm cơ bản trong mạch xoay chiều như:

chu kỳ, tần số, pha, sự lệch pha, trị biên độ, trị hiệu dụng Phân biệt các đặc điểm cơ bản giữa dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều

- Phân tích được ý ngh a của hệ số công suất và các phương pháp nâng cao hệ số công suất

Kĩ năng:

- Biểu diễn đại lượng hình sine bằng phương pháp biên độ phức

- Tính toán được các thông số (tổng trở, dòng điện, điện áp ) của mạch điện xoay chiều một pha không phân nhánh và phân nhánh; Giải được các bài toán cộng hưởng điện

áp, cộng hưởng dòng điện

- Tính toán giá trị tụ bù ứng với hệ số công suất cho trước

Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Rèn luyện tính c n thận, tỉ mỉ trong tính toán

Nội dung chương:

Khái niệm về dòng điện xoay chiều hình sin

1.1 Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và trị số thay đổi theo thời gian

36

Hình 3.1: các dạng dòng điện xoay chiều có chu kỳ là T

1.2 Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều

Chu kỳ: Là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại trị số và chiều biến

thiên cũ Chu kỳ có ký hiệu là T, đơn vị: giây (s)

Tần số: Là số chu kỳ mà dòng điện thực hiện được trong một đơn vị thời gian

(trong 1 giây) Tần số có ký hiệu là f

Ta có:

(3.1)

Đơn vị là hertz, ký hiệu Hz

1.3 Dòng điện xoay chiều hình sin

Dòng điện xoay chiều biến thiên theo quy luật hình sin theo thời gian được gọi là dòng điện xoay chiều hình sin, được biểu diễn bằng đồ thị hình sin trên hình

37

i = Imax sin (ωt + ωi)

(3.2)

trong đó: i: là trị số tức thời của dòng điện Imax: là

giá trị cực đại hay là biên độ của dòng điện

ω: là tần số góc

Ψi: là góc pha ban đầu của dòng điện

Hình 3.2: dòng điện xoay chiều hình sin

1.4 Các đại lượng đặc trong

1.2.2.1 Chu kỳ, tần số, tần số góc

Chu kỳ: Là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại trị số và chiều biến thiên cũ

Chu kỳ có ký hiệu là T, đơn vị: giây (s)

Tần số: Là số chu kỳ mà dòng điện thực hiện được trong một đơn vị thời gian (trong 1

giây) Tần số có ký hiệu là f

Ta có:

38

(3.3)

Đơn vị là hertz, ký hiệu Hz

Tần số góc: Là tốc độ biến thiên của dòng diện hình sin

Tần số góc có ký hiệu là , đơn vị là rad / s

Biểu thức cho dòng điện (i) và điện áp (u) với pha và sự lệch pha:

i = Imax * sin(Ψit + Ψi)

u = Umax * sin(ωt + Ψu)

Trong đó:

i: dòng điện tại thời điểm cụ thể

Imax: giá trị cực đại của dòng điện

Ψit: tốc độ góc nhân với thời gian (radian)

Ψi: góc pha ban đầu của dòng điện

u: điện áp tại thời điểm cụ thể

Umax: giá trị cực đại của điện áp

ωt: tốc độ góc nhân với thời gian (radian)

Ψu: góc pha ban đầu của điện áp

Các biểu thức này thể hiện mối quan hệ giữa dòng điện (i) và

điện áp (u) trong mạch xoay chiều, trong đó có sự lệch pha giữa

chúng do các góc pha ban đầu (Ψi và Ψu) và tốc độ góc (ω) của

hệ thống

Trong đó: Umax, u là biên độ và góc pha của điện áp

Để biểu diễn sự lệch pha giữa u và I thì u và I phải cùng tần số và cùng hàm sin/cos Góc lệch pha giữa u và I được gọi là "ϕ" Công thức để tính góc lệch pha là:

39

ϕ = (ωt + Ψi) - (ωt + Ψu) = Ψu - Ψi (3.5)

Góc ϕ phụ thuộc vào các thông số của mạch Cụ thể hơn:

Khi ϕ > 0, điện áp vượt trước dòng điện

Khi ϕ < 0, điện áp chậm sau dòng điện

Khi ϕ = 0, điện áp trùng pha với dòng điện

Khi ϕ = ±π, điện áp ngược pha với dòng điện

Trong ngữ cảnh của mạch xoay chiều, góc lệch pha ϕ mô tả mối quan hệ thời gian giữa điện

áp (u) và dòng điện (I), và nó có thể đưa ra thông tin về sự động cơ hoặc hạt nhân của hệ thống

Hình 3.3: Góc lệch pha phi giữa u và i 2

Giải mạch xoay chiều không phân nhánh

40

2.1 Giải mạch R-L-C

Giản đồ fre_nen

Hình 3.4: giản đồ fre_nen

Mạch xoay chiều không phân nhánh, trường hợp tổng quát có cả ba thành phần là

R, L, C mắc nối tiếp với nhau

Giả sử khi đặt điện áp xoay chiều, trong mạch sẽ có dòng điện là:

i = I m.Sin( t)

Chạy trong nhánh R, L, C mắc nối tiếp, sẽ gây ra điện áp rơi trên điện trở uR, trên điện cảm uL, trên điện dung uC (hình 2-13) Các đại lượng dòng điện và điện áp đều biến thiên theo hình sin và cùng một tần số Do đó có thể biểu diễn chúng trên cùng một đồ thị vectơ

Hình 3.5: Mạch R-L-C mắc nối tiếp Ta có: