BÁO cáo THỰC HÀNH lý THUYẾT MẠCH điện

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.. Thi

KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC HUẾ

BỘ MÔN LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN



Thừa Thiên Huế, Ngày 02 Tháng 01 Năm 2021

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

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

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 quá 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 quý báu của thầy, cô để kiến thức của sinh viên trong lĩnh vực này hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

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, công 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 công 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 Phòng Thực Hành Và Phụ Lục

PHỤ LỤC A

BIỂU ĐỒ SỬ DỤNG THIẾT BỊ

Equiqment

(1) The Mobile Workstation, Model 8110 and the Workstation, Model 8134, can also be used

(2) Mobile 9063-B consists of the Data Acquisition and Control Interface, Model 9063, with

Control Interface, Model 9063, with control function set 9069-1

Các thao tác thực hành và ghi chép số liệu Trang thiết bị hiện đại đáp ứng nhu cầu học tập

Impedance (Ω) Position of the switches 120V

60Hz

220V 50Hz/60Hz

240V 50Hz 1 2 3 4 5 6 7 8 9

BẢNG TRỞ KHÁNG CHO MÔ – ĐUN TẢI

PHỤ LỤC C

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 công 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)

B2 Bật bộ Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy bằng cách thiết lập công tắc

nguồn Power Input lên vị trí I(bật)

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

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 toán trở kháng tương ứng của các điện trở mắc nối tiếp, sau đó đo điện áp và dòng diện qua chúng để xác định trở kháng tương đương theo Định luật Ohm So sánh kết quả với trở kháng tương ứng tính toán được Cuối cùng, đo trở kháng tương đương sử dụng Ohm kế

B4 Tính toán 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 mô đun nguồn bằng cách nhấn nút Start/Stop

Ghi lại điện áp phía dưới E1 hiển thị bởi Vôn kế và dòng điện nguồn Is hiện thị trên

màn hình Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy Khi đó tính toán trở kháng

tương đương Req

E1 = 99,98 V

Is = 0,15 A

B6 Đo trở kháng tương đương Req của các điện trở nối tiếp

Trên Four-Quadrant Dynamometer/Power Suppy vô 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 toán và đo được trở kháng tương ứng thu được trong B4 , B5 , B6 giá trị này

có sấp xỉ bằng nhau không?

 Có

 Không (do thời tiết không 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 toán 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

Req =E I1

s = 99,98 V 0,15 A = 666,53 Ω

}

 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 dòng 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, vô 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

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 nguyên

B6 Tính toán giá trị trở kháng Z của điện trở và tụ điện

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.

Trở kháng Z = R X

√R2+X2 = 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 E1và dòng điện I1và ghi lại các giá trị

Điện áp E1 = 96,592 V

Dòng điện I1 = 0,205 A

B9 Tính toán trở kháng Z của điện trở và tụ điện bằng việc sử dụng điện áp E1 và dòng điện I1 đo được ở bước trước

Trở kháng Z = E I1

1 = 96,592V 0,205 A = 471,18 Ω

B10 So sánh trở kháng Z thu được ở B6 với giá trị trở kháng Z tính toán được ở B9 Hỏi

cả hai giá trị có gần bằng nhau hay không?

 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 E 1 – I 1

Biểu đồ pha – góc lệch pha E 1 - I 1

B12 Ở cửa sổ Four-Quadrant Dynamometer/Power Supply, vô 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

Biểu đồ hình Sin E 1 – I 1

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 toán tổng công suất hoạt động bị tiêu tán trong mạch Đo dòng điện và điện áp để chứng minh lại lý thuyết cũng như tính toán các thông 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, Dòng Điện Và Công Suất Trong Mạch Điện Kết Nối Sao

 Đo Điện Áp, Dòng Điện Và Công 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 dòng điện pha trong mạch Sau đó tính công suất tiêu tán trên mỗi pha của mạch và tổng công 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.

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 E1, 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 Dòng điện dây đo được trong mạch điện xoay chiều ba pha kết nối tam giác

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 dòng diện trong mạch, sau đó Tắt nguồn điện xoay chiều ba pha

trên Power Supply

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 IR1, IR2 và IR3 đo được ở bước trước Chúng có xấp xỉ bằng nhau?

 Có (Các giá trị I xấp xỉ nhau)

 Không

Có nghĩa là tải điện trở được cân bằng không?

 Có

 Không (Tải điện trở chưa cần bằng)

B9 Tính toán công suất tiêu tán và tổng công 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 toán dòng điện trung bình Ipha sử dụng giá trị dòng điện pha ghi lại ở B7

Ipha = I R 1+I R 2+I R 3

3 = 0,220 A +0,336 A +0,229 A3 = 0,262 A

B11 Tính toán 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 V3 = 240,319 V

B12 Tính toán tổng công 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 (P T xấp xỉ bằng nhau)

 Không

B13 Thể hiện số liệu

Bảng Metering E 1 – I 1 ; E 2 – I 2 ; E 3 – I 3 ; E 4 – I 4