Bài giảng Kỹ thuật điện, điện tử: Phần 1 (Chương 2) - GV. Cái Việt Anh Dũng

Chương 2 "Mạch điện hình sin 1 pha" thuộc phần 1 bài giảng Kỹ thuật điện, điện tử trình bày về: Các khái niệm về dòng điện xoay chiều hình sin, mạch điện xoay chiều R-L-C, biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức, phương pháp giải mạch xoay chiều,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật điện, điện tử: Phần 1 (Chương 2) - GV. Cái Việt Anh Dũng KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BM. Cơ Điện Tử Khoa CKM GVGD: Cái Việt Anh Dũng01/2015 1 PHẦN 1: KỸ THUẬT ĐIỆN Chương 2: Mạch điện hình sin 1 phaII.1 Các khái niệm về dòng điện xoay chiều hìnhsin.II.2 Mạch điện xoay chiều R-L-C.II.3 Biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức.II.4 Phương pháp giải mạch xoay chiều.II.5 Công suất trong mạch xoay chiều.II.6 Bài tập.01/2015 2 Chương 2: Mạch điện hình sin 1 phaMục tiêu chương 2: • Định nghĩa được các thông số mạch điện hình sin một pha. • Trình bày được các công thức tính giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của các đại lượng hình sin. • Trình bày được các phương pháp giải mạch điện xoay chiều một pha: Phương pháp vec-tơ, phương pháp dùng số phức. • Vận dụng được các phương pháp phù hợp để giải các mạch điện xoay chiều. 01/2015 3II.1. Khái niệm về mạch điện xoay chiều hình sinII.1.1. Định nghĩa • Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và trị số thay đổi theo thời gian. • Dòng điện xoay chiều hình sin là dòng điện biến thiên theo quy luật hình sin theo thời gian. i(t )  Im ax sin(t  i ) 01/2015 4II.1. Khái niệm về mạch điện xoay chiều hình sinII.1.1. Định nghĩa Một số khái niệm cần biết: Trị số tức thời của dòng điện: i [A]. Biên độ của dòng điện: Imax [A]. Giá trị hiệu dụng (root mean square) của dòng điện irms [A]: i  I m ax rms 2 Tần số góc: ω [rad/s] 2   2 f  T Tần số: f [Hertz]. Chu kỳ: T [s]. 01/2015 5II.1. Khái niệm về mạch điện xoay chiều hình sinII.1.2. Góc lệch pha (độ lệch pha) Góc lệch pha là hiệu giữa 2 giá trị pha của 2 sóng có cùng tần số và được biểu diễn dưới cùng một dạng sóng (sin hoặc cos). Bài tập ví dụ: Cho 2 dòng xoay chiều với phương trình trị số tức thời là: i1 (t )  10 2 sin(100 t  30) i2 (t )  20 2 sin(100 t  60) Góc pha ban đầu của i1 và i2 lần lượt là 30° và -60 °. Độ lệch pha giữa i1 và i2 là 90°. Ta nói dòng i1 sớm pha hơn so với dòng i2 một góc 90°. 01/2015 6II.1. Khái niệm về mạch điện xoay chiều hình sinII.1.2. Biểu diễn dòng điện xoay chiều hình sin bằng vec-tơ Từ biểu thức trị số tức thời của dòng điện: i1 (t )  I 2 sin(t  i ) ta thấy: với tần số dòng điện cho trước, có thể biểu diễn trị số tức thời của dòng điện dưới dạng 1 vec-tơ với độ lớn (mô- đun) của vec-tơ là giá trị hiệu dụng I và góc quay (argument) của vec-tơ là góc pha φi. Ký hiệu I  I i Vectơ dòng điện U  U u Vectơ điện áp 01/2015 7II.2. Mạch điện xoay chiều R-L-CII.2.1. Mạch điện xoay chiều thuần điện trở Cho mạch điện như hình bên với: i(t )  Im sin(t ) Theo ĐL Ohm: uR  Ri  uR  R Im sin(t )  U m sin(t ) Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện = 0.  uR cùng pha với i 01/2015 8II.2. Mạch điện xoay chiều R-L-CII.2.2. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây thuần cảm Cho mạch điện như hình bên với: i(t )  Im sin(t ) Điện áp cảm ứng giữa 2 đầu cuộn cảm được tính theo công thức: di d (I m sin t ) uL  L  L  L.I m ..cos t dt dt   uL  U m cos t  U m sin  t    2 Với: U m  L.Im .  Cảm kháng của cuộn dây [Ohm]: X L  L. 01/2015 9II.2. Mạch điện xoay chiều R-L-CII.2.2. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây thuần cảm  uL sớm pha hơn i một góc là π/2. 01/2015 10II.2. Mạch điện xoay chiều R-L-CII.2.3. Mạch điện xoay chiều thuần điện dung Cho mạch điện như hình bên với: uc (t )  U m sin(t ) Giá trị của dòng điện chạy trong mạch được tính theo công thức: duc d (U m sin t ) iC L  C.U m ..cos t dt dt   i  I m cos t  I m sin  t    2 Với: I m  C.U m . 1  Dung kháng của tụ đ ...