Giáo trình Mạch điện (Nghề: Điện công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

Giáo trình Mạch điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm cơ bản về mạch điện; Mạch điện một chiều; Dòng điện xoay chiều hình sin; Mạng ba pha; Giải các mạch điện nâng cao. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Mạch điện (Nghề: Điện công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: MẠCH ĐIỆN NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257 /QĐ-TCĐN-ĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Nhằm mục đích hỗ trợ cho việc dạy và học các môn chuyên ngành kỹ thuật trong trường Cao Đẳng Nghề Đồng Tháp, đồng thời giúp sinh viên – học sinh tự nghiên cứu, vận dụng, hệ thống hóa các kiến thức và tự kiểm tra, đánh giá các kiến thức đã học. Trường Cao Đẳng Nghề Đồng Tháp đã tổ chức biên soạn cuốn giáo trình “Mạch điện”. Nội dung của cuốn giáo trình được biên soạn theo chương trình khung trình độ cao đẳng nghề của Bộ Lao Động Thương Binh và Xã Hội kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tuy tác giả đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý, bổ sung của quý độc giả và đồng nghiệp để cuốn giáo trình có chất lượng tốt hơn. TP. HCM, ngày 30 tháng 09 năm 2017 Người biên soạn Chương I: Các khái niệm cơ bản của mạch điện CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1. Mạch điện và mô hình 1.1. Mạch điện Maïch ñieän: laø moät heä goàm caùc thieát bò ñieän, ñieän töû gheùp laïi thaønh voøng kín coùdoøng ñieän, trong ñoù xaûy ra caùc quaù trình truyeàn ñaït, bieán ñoåi naê ng löôïng,…. Moãi phaàn töû trong maïch thöïc hieän moät chöùc naêng xaùc ñònh goïi laø phaàn töû maïch ñieän. Coù 2 loaïi phaàn töû chính laø nguoàn vaø phuï taûi. Nguoàn ñieän: laø thieát bò taïo ra ñieän naêng. Veà nguyeân lyù, nguoàn ñieän laø thieát bò bieán ñoåi caùc daïng naêng löôïng nhö cô naêng, hoùa naêng, nhieät naêng,… thaønh ñieän naêng. Ví duï: Maùy phaùt ñieän, aéc quy, pin maët trôøi … Phuï taûi: laø caùc thieát bò tieâu thuï naêng löôïng vaø bieán ñoåi ñieän naêng thaønh caùc daïng naêng löôïng khaùc nhö cô naêng, nhieät naêng, quang naêng, …. Ví duï: ñoäng cô ñieän, beáp ñieän, ñeøn ñieän… - Cöïc cuûa phaàn töû ñieän laø caùc ñaàu ra. Phaàn töû coù theå 2 cöïc, 3 cöïc, 4 cöïc, … - Treân caùc cöïc cuûa phaàn töû coù doøng ñieän, ñieän aùp vaø coâng suaát. 1.2. Các hiện tượng điện từ Các hiện tượng điện từ của thiết bị điện gồm rất nhiều như: tiêu tán, phóng thích, tạo sóng, tạo xung, phát cơ năng, khuếch đại, chỉnh lưu…. Tuy nhiên, xét về thực tiễn có thể phân tích mọi quá trình trao đổi năng lượng thành nhóm các hiện tượng cơ bản sau đây: - Hiện tượng tiêu tán năng lượng ứng với vùng tiêu tán là vùng biến năng lượng điện từ thành các dạng năng lượng khác như: cơ năng, nhiệt năng… (tức là vùng tiêu thụ mất năng lượng của trường điện từ). - Hiện tượng phát ứng với vùng (nguồn) phát là vùng biến các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện từ. - Hiện tượng tích phóng năng lượng điện trường là vùng năng lượng điện từ tập trung vào vùng điện trường của một không gian như các bản cực tụ 1 Chương I: Các khái niệm cơ bản của mạch điện điện, cuộn dây… . 1.3. Mô hình mạch điện Moâ hình maïch duøng trong lyù thuyeát maïch ñieän, ñöôïc xaây döïng töø caùc phaàn töû maïch lyù töôûng sau ñaây: 1.3.1. Phaàn töû ñieän trôû R: Laø phaàn töû ñaët tröng cho hieän töôïng tieâu taùn naêng löôïng ñieän töø. Coâng 2 suaát tieâu taùn P = RI - Kyù hieäu phaàn töû ñieän trôû R (hình 1-1) - Vôùi quan heä u = Ri(V) - Ñôn vò ñieän trôû R laø Ohm[  ] 1.3.2. Phaàn töû ñieän caûm L: laø phaàn töû ñaët tröng cho hieän töôïng tích phoùng naêng löôïng töø tröôøng. - Naêng löôïng töø tröôøng: W  1/ 2* Li 2 - Kyù hieäu phaàn töû ñieän caûm L (hình 1-2). - L laø thoâng soá cô baûn cuûa maïch ñieän ñaëc tröng cho hieän töôïng phong tích naêng löôïng tröôøng töø, ñöôïc goïi laø ñieän caûm. - Ñôn vò ñieän caûm L laø Henry [H] 1.3.4. Phaàn töû ñieän dung C: laø phaàn töû ñaët tröng cho hieän töôïng tích phoùng naêng löôïng ñieän tröôøng. - Kyù hieäu phaàn töû ñieän dung C(hình 1-3). - Năng lượng điện trường: W  1/ 2* CU 2 . - Ñôn vò ñieän dung C laø Fara [F] 1.3.5. Phaàn töû nguoàn ñoäc laäp: Laø phaàn töû ñaët tröng cho hieän töôïng nguoàn, phaàn töû nguoàn goàm hai loaïi: Phaàn töû nguoàn aùp e(t) - Kyù hieäu phaàn töû nguoàn aùp (hình 1-4) - Vôùi quan heä u(t) = e(t), trong ñoù e(t) khoâng phuï thuoäc doøng ñieän i(t) chaûy qua phaàn töû vaø ñöôïc goïi laø söùc ñieän ñoäng. 2 Chương I: Các khái niệm cơ bản của mạch điện Phaàn töû nguoàn doøng j(t) - Kyù hieäu phaàn töû nguoàn doøng (hình 1-5) - Vôùi quan heä i(t) = j(t), trong ñoù j(t) khoâng phuï thuoäc ñieän aùp u(t) ñaët treân 2 cöïc cuûa phaàn töû - e(t) vaø j(t) laø hai thoâng soá cô baûn cuûa maïch ñieän ñaët tröng cho hieän töôïng nguoàn, do coù khaû naêng phaùt cuûa nguoàn. 1.3.6. Phaàn töû nguoàn phuï thuoäc: laø phaàn töû nguoàn maø chuùng phuï thuoäc vaøo doøng ñieän hay ñieän aùp naøo ñoù cuûa maïch. Phaàn töû nguoàn aùp phuï thuoäc aùp: (hình 1-6a) (VCVS – Voltage Controlled Voltage source). - Nguoàn aùp u2 phuï thuoäc vaøo u1 cuûa maïch. - Vôùi u2 =  u1;  : khoâng thöù nguyeân Phaàn töû nguoàn aùp phuï thuoäc doøng: (hình 1-6b) (CCVS – Current Controlled Voltage source) - Nguo ...