TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG ÁKHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ****** NGÂN HÀNG ĐỀ THI TUYỂN SINH LIÊN THÔNG NĂM 2014 MÔN: LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN 1 VÀ CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN PHẦN 1: MẠCH ĐIỆN TU
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á
KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
******
NGÂN HÀNG ĐỀ THI TUYỂN SINH LIÊN THÔNG NĂM 2014
MÔN: LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN 1 VÀ
CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN
PHẦN 1: MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP NGUỒN
HÌNH SIN
1 Mạch điện là gì? Các biến số cơ bản của mạch điện
2 Kết cấu hình học của mạch điện là gì?
3 Dòng điện là gì? Điện áp là gi? Nguồn điện áp là gì? Quan hệ giữa điện áp
và sức điện động trên nguồn? Nguồn dòng điện là gì?
4 Phát biểu định luật Ôm?
5 Điện trở R là gì? Luật Ôm cho phần tử trở? Biểu thức công suất và năng
lượng tiêu thụ trên điện trở?
6 Điện cảm L là gì? Luật Ôm cho phần tử cảm? Biểu thức công suất và năng
lượng từ trường trên điện cảm?
7 Điện dung C là gì? Luật Ôm cho tụ điện? Biểu thức công suất và năng lượng
điện trường trên điện dung?
8 Phát biểu định luật KF1 ? số phương trình độc lập viết theo luật KF1 cho
một mạch là bao nhiêu?
9 Phát biểu luật KF2? Xác định vòng độc lập bằng cách nào? Số phương trình
độc lập viết theo luật KF2 cho một mạch điện là bao nhiêu?
10 Hệ phương trình của mạch điện tuyến tính, xác lập, hình sin dưới dạng đại
số của biến phức
11 Tổng trở phức của một nhánh – Tam giác tổng trở
12 Sơ đồ phức của mạch điện
13 Hệ phương trình của mạch dưới dạng đại số theo biến phức
14 Các loại công suất trong mạch điện
Công suất tác dụng PI2RUIcos Công suất phản kháng QI2X UIsin Công suất biểu kiến S P2 Q2 - Tam giác công suất Công thức chung tính công suất *
2 2
*
S
Hệ số công suất cos 2 2 2 2
Q P
P X
R
R
Trang 22 2 2 2
cos
Q P
P X
R
R
15 Phương pháp dòng điện nhánh
16 Phương pháp dòng điện vòng
17 Phương pháp điện thế đỉnh (nút)
Phương pháp điện thế nút Phương pháp điện thế áp dụng cho mạch có 2 nút
Y
Y E
18 Định nghĩa mạch ba pha, phân loại mạch ba pha
19 Đặc điểm mạch ba pha đối xứng nối Y-Y (nguồn đối xứng, tải đối xứng, cách nối nguồn ba pha, cách nối tải ba pha) Cách giải mạch ba pha đối
xứng nối Y-Y
20 Đặc điểm của mạch ba pha đối xứng nối - (Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha, Quan hệ giữa dòng điện dây với dòng điện pha) Cách giải mạch ba pha đối xứng nối -
21 Đặc điểm mạch ba pha đối xứng nối Y- Cách giải mạch ba pha đối xứng nối Y-
22 Tính mạch ba pha 4 dây không đối xứng nối Y-Y , Y- , -
Sử dụng phương pháp điện thế nút để giải
Y
Y E
'
Tính dòng điện các pha của tải
Tính dòng điện dây trung tính
23 Tính công suất mạch điện ba pha
C C C B B B A A A C C B B A A C B A pha P P P I R I R I R U I U I U I
C C C B B B A A A C C B B A A C B A pha Q Q Q I X I X I X U I U I U I
BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Bài 1: Viết phương trình Kirchhoff 1 và 2 cho hình vẽ sau:
Cho biết: 110 0 0 ( )
E ; Z1 20 5j( ) ;
) ( 10
2 j
Z ; Z3 20j( )
) ( 35
Z ; Z5 17 , 5 ( );
) ( 70
6
Z
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng các phương pháp đã học
Tính P, Q, S của mạch điện
Bài 2:Tính các dòng điện I1 và I2 trên hình vẽ Từ đó suy ra i1 t và i2 t
Trang 3A
2
R
C3
e (t)1
e (t)2
A I
B
E =10 < 01
2
1
E =5 <-90
3
1
-j2
-j1 j2
2
I
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng các phương pháp đã học
Tính P, Q, S của mạch điện
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết e1 (t) 120 2 sin 314t (V) ; ( ) 50 2 sin314 30 0 ( )
1
1
3 3 , 184 10
Viết biểu thức dòng điện chạy trong các nhánh
Tính P, Q, S của mạch điện
Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ
Biết: Z Z Z 2 2 j 2 2 45 0 ( )
3 2
1
e e 2 120 sin t ( V ) E E 120 0 0 ( V )
3 1 3
1 Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện nhánh
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện vòng
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp thế đỉnh
Trang 4Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện nhánh
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện vòng
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp thế đỉnh
Bài 6: Cho mạch điện như hình 4
2
π 100 E
), V ( 0 100
) ( 5 j Z
Z1 5
) ( 10 Z Z
Z2 3 4
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện nhánh
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp dòng điện vòng
Tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp thế đỉnh
Bài 7: Máy phát điện ba pha đấu sao, có dây trung tính, điện áp pha UP = 240V, mắc
vào tải là các bóng đèn có trở kháng các pha là Z A R A 20 ; Z B R B 8 ;
C 50
C R
Z Điện trở của dây nối có thể bỏ qua Xác định dòng điện trong các dây pha và dây trung tính
Bài 8: Nguồn điện ba pha đấu sao, có sức điện động pha đối xứng,
V E
E
E A B C 120 , cung cấp cho tải ba pha đấu sao, có trở kháng lần lượt là:
Trang 5
A 1
A R
Z ; Z B R B 0 , 4 ; Z C R C 2 , 5 Tổng trở dây trung tính
4 , 0 3 , 0
Z OO Xác định điện áp và dòng điện pha của tải
Bài 9: Cho mạch 3 pha đối xứng Ud = 220V cung cấp cho 2 tải:
Tải 1: R1 = 4 , X1 = 3
Tải 2: là động cơ có P2 = 7 kW , cos2 = 0,6 , = 0,9 , nối tam giác
Tính:
a) tính dòng điện trên các pha của tải
b) dòng điện trên đường dây chính
c) tính công suất tiêu thụ, công suất phản kháng và công suất biểu kiến của toàn mạch
Z
Taíi 1
Taíi 2
d
2
I
Bài 10: Cho nguồn ba pha đối xứng có E A 200 0 Tìm dòng trên các dây và công suất tác dụng của tải Biết: R = 40 ; L = 0,1H ; C 10 4F ; = 200 rad/s
PHẦN 2: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH
Trang 61 Định nghĩa quá trình quá độ
Nguyên nhân xảy ra quá trình quá độ
Thời điểm xảy ra quá trình quá độ - mốc thời gian quá trình quá độ
Hệ phương trình mô tả quá trình quá độ - bài toán quá trình quá độ
2 Luật đóng mở
Luật đóng mở 1: uC(0) = uC(-0)
Luật đóng mở 2: iL(0) = iL(-0)
3 Sơ kiện
Định nghĩa sơ kiện
Phân loại sơ kiện : Sơ kiện độc lập uC(0), iL(0) và Sơ kiện phụ thuộc
4 Cách tính sơ kiện độc lập uC(0), iL(0)
Với xác lập cũ một chiều :
a lập phương trình đại số tính UC cũ ; IL cũ
b tại t = 0 có uC(-0) = UC cũ ; iL(-0) = IL cũ
c dùng luật đóng mở suy ra uC(0) = uC(-0) và iL(0) = iL(-0)
Với xác lập hình sin :
a dùng sơ đồ phức cũ lập hệ phương trình đại số với ảnh phức
b tính U Cxl cũ suy ra uCxl cũ(t) thay tại t = 0 được uC(-0),
c tính I Lxl cũ suy ra iLxl cũ(t) thay tại t = 0 được iL(-0)
b Dùng luật đóng mở suy ra sơ kiện độc lập uC(0) = uC(-0) ; iL(0) = iL(-0)
5 Giải bài toán quá trình quá độ cấp 1 R-C ; R-L tuyến tính bằng phương pháp tích phân kinh điển
5.1.Tính sơ kiện độc lập : uC(0), iL(0) từ sơ đồ xác lập cũ
5.2 Tính số mũ đặc trưng p từ sơ đồ hiện hành đại số hóa theo p không nguồn (chỗ nào có L thay bằng PL ; chổ nào có C thay bằng PC1 ) Xác định tổng trở vào theo p từ 1 cửa ở một nhánh bất kỳ Zv(P) = 0 giải được P
5.3 Chọn biến quá độ (thường chọn uCqđ trong mạch quá độ có tụ điện C
Chọn iLqđ trong mạch quá độ có cuộn cảm L) và đặt dưới dạng xếp chồng : uCqđ =
uCxl + uCtd (nếu chọn biến quá độ là uCqđ) hoặc iLqđ = iLxl + iLtd (nếu chọn biến quá độ
là iLqđ) Trong đó uCtd = AePt ; iLtd = BePt
5.4 Tính nghiệm xác lập mới
Trang 7a Với xác lập một chiều : lập phương trình đại số tính UCxl mới ; ILxl mới ; tại t = 0 được uCxl mới(0) = UCxl mới ; iLxl mới(0) = ILxl mới
b Với xác lập mới hình sin: Dùng sơ đồ phức lập hệ phương trình đại số với ảnh phức tính U Cxl mới suy ra uCxl mới(t), thay tại t = 0 được uCxl mới(0), tính I Lxl mới
suy ra iLxl mới(t), thay tại t = 0 được iLxl mới(0)
5.5 Tính hằng số tích phân
a Biểu thức quá trình quá độ
uC qđ(t) = uCxl mới(t) + Ae Pt (*) (nếu chọn biến quá độ uC qđ) hoặc iL qđ(t) = iLxl mới(t) + Be Pt (**) (nếu chọn biến quá độ iL qđ)
b Phương trình tính hằng số tích phân
tại t = 0 được phương trình tính hằng số tích phân A
uC(0) = uCxl mới(0) + A Giải A = uC(0) - uCxl mới(0) với uC(0) là sơ kiện độc lập đã tính và uCxl mới(0) tính ở phần tính nghiệm xác lập mới
Hoặc tại t = 0 được phương trình hằng số tích phân B
iL(0) = iLxl mới(0) + B Giải B = iL(0) - iLxl mới(0) với iL(0) là sơ kiện độc lập đã tính và iLxl mới(0) tính ở phần tính nghiệm xác lập mới
5.6 Thay hằng số tích phân đã tính vào biểu thức để được nghiệm quá độ
uC qđ(t) = uCxl mới(t) +[ uC(0) - uCxl mới(0)] e Pt (nếu chọn biến quá độ uC qđ)
hoặc iL qđ(t) = iLxl mới(t) +[ iL(0) – iLxl mới(0)] e Pt (nếu chọn biến quá độ iL qđ)
BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Bài 1: Từ bài toán quá độ sau khi đóng khóa K hình (1)
Biết E= 6V = const, R = 5 , r = 1 , L = 100mH
Tính sơ kiện độc lập iL(0)?
Tính sơ kiện phụ thuộc
Bài 2: Từ bài toán quá độ sau khi mở khóa K hình 2
Trang 8Biết E = 10V = const; R1 = 6 ; R2 = 4 ; C = 100 F
Tính sơ kiện độc lập uC(0)
Bài 3: Cho mạch điện hình 3
Sau khi đóng khóa K có qtqđ xảy ra Trước khi đóng khóa K mạch điện ở chế độ xác lập
Biết E=8V = const; R1 = 4 ; R2 = 2 ; C = 100 F; L = 100mH
Tính sơ kiện độc lập uC(0); iL(0)?
Tính sơ kiện phụ thuộc
Bài 4: Cho mạch điện hình 4
Sau khi đóng khóa K có qtqđ xảy ra trong mạch Biết trước khi đóng K mạch điện ở trạng thái xác lập
Biết e ( t ) 10 2 sin( 100 t 45 0 ) V
10
1
; R2 = 5 Tính sơ kiện độc lập iL(0)?
Tính sơ kiện phụ thuộc
Bài 5: Cho mạch điện hình 5
Trang 9Trước khi đóng khóa K mạch điện ở chế độ xác lập
Biết e ( t ) 10 2 sin( 100 t 45 0 ) V
; R1 = 10 ; C = 1000 F; R2 = 5 Tính sơ kiện độc lập uC(0)?
Tính sơ kiện phụ thuộc
Tính p
Bài 6: Xác định p trong mạch qtqđ hình 6
Bài 7: Tính số mũ p trong bài toán qtqđ hình 7
Bài 8: Cho mạch điện như hình 8
Biết nguồn một chiều E = 20V, R1 = 1, R2 = 0,019k, C = 20F
Trang 10Trước khi đóng khóa K mạch điện ở chế độ xác lập, sau khi đóng khóa K thời gian đủ nhỏ có qtqđ xảy ra trong mạch
Hãy giải qtqđ xác định các dòng điện, điện áp quá độ trong mạch, xác định thời gian xảy ra qtqđ
Bài 9: Cho mạch điện như hình 9
Biết trước khi mở K mạch điện ở chế độ xác lập
Nguồn điện áp hình sin e(t) = 10sin5t, C = 2000F, R1 = 40, R2 = 60
Sau khi mở khóa K thời gian đủ nhỏ có qtqđ xảy ra trong mạch
Tìm điện áp quá độ trên điện trở R1
Bài 10: Đóng nguồn điện e(t) = 100 2 sin( 314 30 0 )
t V vào cuộn dây có điện trở R = 10, điện cảm L = 0,1H
Tại thời điểm t = 0 như sơ đồ hình 10
Hình 10 Hình 11 Sau khi đóng K có qtqđ xảy ra trong mạch
Tính các điện áp, dòng điện quá độ trong mạch hiện hành hình 11
Trang 11TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Ngân – Giáo trình cơ sở kỹ thuật điện 1 và 2 Đại học Đà Nẵng - 2003
2 Nguyễn Quân – Bài tập lý thuyết mạch điện 1&2- Đại học bách khoa Tp Hồ
Chí Minh, năm 2006
3 Nguyễn Bình Thành – Cơ Sở kỹ thuật điện 1,2– Nhà xuất bản đại học và trung
học chuyên nghiệp Hà Nội, năm 2006