Bài giảng Vật Lý 12. Bài 12 Động cơ điên xoay chiều

Nâng cao hệ số công suất cosφ Biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức... Dòng điện hình sin trong các đoạn mạch * Công suất:  Công suất tác dụng: Ta thấy p R ≥ 0 , nghĩa là điện trở

Trang 1

Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện hình sin

Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin.

Biểu diễn dòng điện hình sin bằng Vec tơ

Dòng diện hình sin trong các đoạn mạch.

Công suất của dòng điện hình sin.

Nâng cao hệ số công suất cosφ

Biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức.

Trang 2

Dòng điện hình sin là dòng điện xoay chiều biến đổi theo hàm sin của thời gian.

Trang 3

c) Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện:

φ < 0: điện áp chậm sau dòng điện

φ > 0: điện áp vượt trước dòng điện

φ = 0: điện áp trùng pha dòng điện

 Nếu u = Umaxsinωt thì i = Imaxsin(ωt – φ)

 Nếu i = Imaxsinωt thì u = Umaxsin(ωt + φ)

Trang 4

I

R

Tác dụng nhiệt, lực của dòng điện hình sin: p i R 2

Định nghĩa: Cho dòng điện không đổi I và dòng điện

hình sin i = Imaxsinωt lần lượt qua điện trở R Ta nói I

là giá trị hiệu dụng của i nếu chúng tỏa ra một nhiệt

lượng như nhau trong cùng một khoảng thời gian trên

Trang 5

Một Vec tơ sẽ hoàn toàn xác định khi biết: - Điểm đặt

- Điểm đặt tại gốc tọa độ

- Giá trị hiệu dụng bằng độ lớn Vec tơ

- Góc pha đầu bằng góc của Vec tơ hợp với trục Ox

Trang 6

b Hai định luật Kiêchop

Trang 7

a Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện trở

* Mối quan hệ giữa u và i:

4 Dòng điện hình sin trong các đoạn mạch

Cho dòng điện xoay chiều i đi qua đoạn mạch

Trang 8

a Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện trở

* Công suất:

 Công suất tác dụng:

Ta thấy p R ≥ 0 , nghĩa là điện trở R

liên tục tiêu thụ điện năng của

nguồn và biến đổi sang dạng năng

Trang 9

b Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện cảm

Cho dòng điện xoay chiều i đi qua đoạn mạch thuần

 Pha: Dòng điện và điện áp có cùng tần số song

điện áp vượt trước dòng điện một góc π/2

Trang 10

b Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện cảm

 Công suất tức thời:

Để biểu thị cường độ quá trình

trao đổi năng lượng của điện cảm

ta đưa ra khái niệm công suất

Trang 11

c Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện dung

Cho dòng điện xoay chiều i đi qua đoạn mạch thuần

dung: i  I 2 sint

Điện áp trên điện dung là:

 Pha: Dòng điện và điện áp có cùng tần số song điện

áp chậm pha so với dòng điện một góc π/2

Trang 12

c Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện dung

 Công suất tức thời:

  

π ( ) = U I sinωt.sin(ωt - ) = - U Isin2ωt

Để biểu thị cường độ quá trình

trao đổi năng lượng của điện

dung, ta đưa ra khái niệm công

suất phản kháng Q C của điện dung

Trang 13

d Dòng điện hình sin trong nhánh R – L – C nối tiếp

Khi có dòng điện qua nhánh R-L-C nối

tiếp sẽ gây ra những điện áp uR, uL, uC trên các phần tử

z = R +X z = R +X

Trang 14

d Dòng điện hình sin trong nhánh R – L – C nối tiếp

XL =XC →φ = 0: u trùng pha i, xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện áp, dòng điện I = U/R cực đại

Từ (2-12) ta thấy R, X, z là ba cạnh của một Δ vuông

gọi là Δ tổng trở Từ tam giác tổng trở ta tính được góc

XL >XC →φ > 0: u vượt trước i góc φ, mach có tính chất điện cảm

XL <XC →φ < 0: u chậm sau i góc φ, mach có tính chất điện dung

Trang 15

Công suất tác dụng P đặc trưng cho hiện tượng biến đổi điện năng sang dạng năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng,…

Khi biết dòng điện I, điện áp U, góc lệch pha φ giữa

điện áp và dòng điện ở đầu vào, hoặc biết các thông

4 Công suất của dòng điện hình sin

Công suất tác dụng P là công suất trung bình trong một chu kì:

(2-14a)

P = UIcosφlấy tích phân ta có:

trong đó: Rn, In là điện trở, dòng điện của mỗi nhánh

Trang 16

b Công suất phản kháng Q

Để đặc trưng cho cường độ quá trình trao đổi năng lượng điện từ

trường, người ta đưa ra khái niệm công suất phản kháng Q.

Công suất phản kháng có thể được tính bằng tổng công suất phản kháng của điện cảm và điện dung trên mạch điện

Trang 17

c Công suất biểu kiến S

S nói lên khả năng của thiết bị Trên nhãn của các loại máy điện, người ta ghi công suất biểu kiến của chúng

* Mối quan hệ giữa các loại công suất

Đơn vị: VA, kVA

Trang 18

6 Hệ số công suất cosφ

cosφ được gọi là hệ số công suất

Từ biểu thức P = S.cos UIcos

Như vậy hệ số công suất của mạch càng lớn sẽ tăng được khả năng sử dụng công suất nguồn và tiết kiệm dây dẫn, giảm tổn hao trên đường dây.

-Mỗi hộ tiêu dùng yêu cầu một công suất tác dụng P xác định Khi đó

dòng điện trên đường dây I = P/Ucosφ, nếu hệ số công suất càng bé thì:

 Dòng điện càng lớn phải dùng dây dẫn lớn phải tăng vốn đầu tư

 Dòng điện lớn nên tổn thất trên đường dây sẽ lớn

Ý nghĩa:

- Mỗi máy phát điện đều được chế tạo với một công suất biểu kiến định mức Từ đó máy có thể cung cấp một công suất tác dụng P = Sđmcosφ Do

đó muốn tận dụng khả năng của máy và thiết bị thì hệ số cosφ phải lớn

a) Định nghĩa và ý nghĩa của hệ số công suất

Trang 19

Trong sinh hoạt và trong công nghiệp tải thường có

tính chất điện cảm nên cosφ thấp Để nâng cao cosφ

ta dùng tụ điện nối song song với tải

b) Biện pháp nâng cao hệ số công suất

Khi chưa bù: dòng điện trên đường dây I = I1, hệ số

công suất của mạch là cosφ1 của tải

Khi có bù , dòng điện trên đường dây I là:

I = I + I

Từ đồ thị ta thấy dòng điện I trên đường dây giảm,

và cosφ tăng lên:

I < I ,    và cos   cos 

Trang 20

Công suất phản kháng của mạch là:

 Lúc chưa bù chỉ có công suất Q1 của tải: Q = Ptg1 1

 Lúc có bù, hệ số công suất là cosφ, công suất

Để nâng hệ số công suất của mạch từ cosφ nên cosφ1,

giá trị điện dung C là:

1 2

Trang 21

a) Cách biểu diễn

Một đại lượng hình sin có thể được biểu diễn bằng một số phức với

quy ước: giá trị hiệu dụng = Mô đun C

góc pha đầu = argument φ

7 Biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức

Một số phức Z a j.b  

Đặc trưng bởi:  Mô đun:

 Argument: φ = arctg b/a

Trang 23

b) Một số phép tính đối với số phức

* Phép công, trừ: Biến đổi về dạng đại số

* Phép nhân, chia: Nên đưa về dạng mũ, cũng có thể thực hiện ở

dạng đại số như bình thường

Trang 25

d) Hai định luật Kiêc hôp

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	1,04 MB