intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng lý thuyết mạch điện - Trường Cao đẳng nghề Phú Thọ

Chia sẻ: Duykhanh Khanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:119

Thêm vào BST
Báo xấu
777
lượt xem 393
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch điện là tập hợp các thiết bị để cho dòng điện chạy qua nhằm thực hiện chuyển hoá điện năng và thực hiện các quá trình điện khác. Mạch điện gồm các phần tử cơ bản như : Nguồn điện, vật tiêu thụ điện, dây dẫn, các thiêt́ bi ̣ phụ trợ...Để mô tả, tính toán các thông số trong các mạch điện, trong các thiết bị điện. Người ta sơ đồ hoá mạch điện bằng cách, biểu diễn các phần tử điện, các thiết bị điện, các thông số điện, bằng các ký hiệu . Sự liên hệ giữa chúng gọi là sơ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng lý thuyết mạch điện - Trường Cao đẳng nghề Phú Thọ

  1. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN BÀI 1: MẠCH ĐIỆN VÀ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 1. Khái niệm mạch điện Mạch điện là tập hợp các thiết bị để cho dòng điện chạy qua nhằm thực hiện chuyển hoá điện năng và thực hiện các quá trình điện khác. Mạch điện gồm các phần tử cơ bản như : Nguồn điện, vật tiêu thụ điện, dây dẫn, các thiêt bị phụ trợ... ́ a. Nguồn điện Là nơi phát sinh ra điện từ các dạng năng lượng khác như: Cơ năng biến thành điện năng ( máy phát...) Hoá năng biến thành điện năng ( pin, ắc quy...) Nhiệt năng thành điện năng ( cặp nhiệt điện, nhà máy nhiệt điện...) Quang năng biến thành điện năng ( pin quang điện...) b. Dây dẫn Làm bằng các vật liệu dẫn điện tôt, dùng để truyền tải điện năng từ nguồn đến ́ nơi tiêu thụ và đến các thiết bị điện... c. Vật tiêu thụ điện Là các thiết bị biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như: Bếp điện, điều hoà, quạt, động cơ... d. Các thiết bị phụ trợ Dung để đong căt và bao vệ mach điên hay đo lường cac đai l điên như ̀ ́ ́ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ Câu chi,câu dao, aptomat, công tăc, đông hồ công tơ điên... ̀ ̀̀ ́ ́ ̀ ̣ 2. Các phần tử cơ bản trong sơ đồ mạch điện a. Sơ đồ mạch điện Để mô tả, tính toán các thông số trong các mạch điện, trong các thiết bị điện. Người ta sơ đồ hoá mạch điện bằng cách, biểu diễn các phần tử điện, các thiết bị điện, các thông số điện, bằng các ký hiệu . Sự liên hệ giữa chúng gọi là sơ đồ mạch điện. Các loại sơ đồ mạch điện: Sơ đồ mạch nguyên lý, sơ đồ mạch tính toán, sơ đồ mạch đi dây, sơ đồ mạch điều khiển... GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 1
  2. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ b. Các phần tử cơ bản trong sơ đồ mạch điện * Nguồn điện: Nguồn dòng điện Là phần tử lý tưởng tạo ra dòng điện là một hàm ing(t) theo thời gian mà không phụ thuộc vào điện áp giữa hai đầu cực. Ký hiệu: A ing B VD: ing(t) = 10 2 sin( 100πt + α ) (A) Nguồn điện ap (nguồn sức điện động): ́ Là phần tử lý tưởng tạo ra điện áp U(t) giữa hai đầu cực của nó, là một hàm biến thiên theo thời gian. Ký hiệu: A B U(t) * Điện trở: (R) Là phần tử đặc trưng cho sự cản trở dòng điện, hay tiêu tán năng lượng với công suất tiêu tán: PR = UR . IR = R . I2R Biểu thức định luật Ohm: : U(t) = R. IR(t) Đơn vị của điện trở: (Ohm) Ω , K Ω , M Ω * Điện cảm (L): Giả sử có 1 cuộn dây với số vòng là w nếu cho 1 dòng điện biến thiên qua cuộn dây thì xung quanh cuộn dây sẽ xuất hiện 1 từ thông móc vòng ψ . ψ Tỷ số = L= hằng số gọi là điện cảm (Hệ số tự cảm) của cuộn dây i Đơn vị : Henri (H) L Ký hiệu trên sơ đồ điện i GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 2
  3. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Theo định luật cảm ứng điện từ thì từ thông biến thiên làm xuất hiện sức điện động cảm ứng ở hai đầu cuận dây. di ecư = - L . d t uL = - ec ư Năng lượng từ trường tích luỹ trong cuận dây: Wtt = 1/2 L.i2. * Phần tử điện dung: (Tụ điện) Là phần tử cơ bản của mạch điện, dòng điện qua tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên theo thời gian của điện áp trên nó. dq du ic = d dt Theo định luật macxoen: ic = C . t Nếu đặt 1 điện áp U vào hai bản cực của 1 tụ điện thì không gian giữa hai bản cực được tích luỹ 1 năng lượng điện trường. Nếu điện áp càng lớn thì điện tích q được tích luỹ càng lớn. q C= Tỷ số = hằng số gọi là điện dung của tụ điện. Uc Năng lượng điện trường 1 Wđ t = . C. U2c 2 Ký hiệu trên sơ đồ điện A B Uc Đơn vị : Fara ( F), microphara (µF) GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 3
  4. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 7BÀI 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN 1. Dòng điện và chiều quy ước của dòng điện a. Dòng điện * Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện trong điện trường. Điều kiện để có dòng điện: Môi trường phải có điện tích Phải có lực tác dụng của điện trường * Dòng điện một chiều Là dong có chiều và trị số không đổi theo thời gian ̀ * Dòng điện xoay chiều: Là dòng có chiều và trị số thay đổi theo thời gian gọi là dòng . * Dòng điện xoay chiều hình sin Là dòng xoay chiều biến thiên theo quy luật hình sin. b. Chiều quy ước của dòng điện: Chiều của dòng điện là chiều chuyển dời của các hạt mang điện tích dương. Điện tích đi từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp. 2. Cường độ dòng điện * Khái niệm. Là đại lượng đặc chưng cho độ mạnh, yếu của dòng điện, được đo bằng tỉ số giữa lượng điện tích chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn và thời gian điện tích chuyển qua. * Biểu thức ∆q I= ∆t dq (t ) i(t) = dt Đơn vị : Ampe ( A ) 3. Mật độ dòng điện * Khái niệm GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 4
  5. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Là đại lượng đo bằng tỉ số giữa dòng địên và tiêt diện dây dẫn. I * Biểu thức : δ = S Đơn vị : A/ mm2. BÀI 3: CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG 1. Nguồn áp ghép nối tiếp Cách mắc: Cực âm (- ) của nguồn thứ nhất đấu với cực dương ( + ) của nguồn tiếp theo. Biểu thức : Enguồn = n.e Điện trở trong của bộ nguồn : r = n.r0 Dòng điện của bộ nguồn : Ibộ nguồn = I1 = I2 = ... = In. 2. Điện trở ghép nối tiếp, song song a. Điện trở ghép nối tiếp Là cach măc cuôi điên trở nay nôi với đâu điên trở kia. ́ ́ ́ ̣ ̀ ́ ̀ ̣ Sơ đồ măc như hinh 1.1: ́ ̀ ... R1 R2 Rn Hình 1.1 Tính chất: Dòng điện qua toan mach băng dong điên qua từng điên trở ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ I = I1 = I2 = ...= In Điện áp trên 2 đâu đoan mach băng tông sut ap rơi trên từng điên trở ̀ ̣ ̣ ̀ ̉ ̣́ ̣ U = U1 + U2 + ... + Un Điện trở toan mach băng tông cac điên trở ̀ ̣ ̀ ̉ ́ ̣ R = R1+ R2 + ... + Rn b. Điện trở mắc song song Là cach măc cac đâu đâu cua điên trở nôi với nhau và cac đâu cuôi điên trở nôi với ́ ́ ́ ̀ ̀ ̉ ̣ ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ Sơ đồ măc hinh 1.2 ́̀ R1 I1 R2 I2 R3 I3 Rn In GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 5 I U
  6. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ̀ hinh 1.2 Tính chất: Điên trở: Nghich đao điên trở toan mach băng tông nghich đao cac điên trở ̣ ̣ ̉ ̣ ̀ ̣ ̀ ̉ ̣ ̉ ́ ̣ Dòng điện : Dong điên qua mach chinh băng tông dong điên qua từng điên trở ̀ ̣ ̣ ́ ̀ ̉ ̀ ̣ ̣ I = I1 +I2 + .... + In Điện áp: Điên ap trên toan mach băng sut ap rơi trên từng điên trở ̣́ ̀ ̣ ̀ ̣́ ̣ U = U1 = U2 = ... = Un 3. Điện trở nối hình sao (Y), tam giác(∆ ) ́̀ a. Nôi hinh sao Là cach nôi 3 đâu cuôi điên trở đâu chum lai 3 đâu con lai đâu với mach điên ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̀ ̣̀́ ̣ ̣ Sơ đồ nôi như hinh 1.3 ́ ̀ 1 R1 R3 R2 ̀ hinh 1.3 3 2 ́̀ ́ b. Nôi hinh tam giac Là cach nôi đâu đâu điên trở nay nôi với cuôi điên trở kia tao thanh hinh tam giac ́ ́̀ ̀ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ ́ Sơ đồ hinh 1.4 ̀ GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 6
  7. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 1 R31 R12 3 2 R23 ̀ hinh 1.4 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu1 : Nguồn điện là gì? Tải là gì? Hãy cho các ví dụ về nguồn điện và tải ? Câu 2: Phát biểu định luật Ôm cho 1 đoạn mạch và cho toàn mạch Câu 3: Hãy viết biểu thức tính điện trở tương đương khi m ắc n ối ti ếp và khi mắc song song Câu 4: Dòng điện là gì ? Chiều quy ước của dòng điện ? Câu 5: Trình bày khái niệm về cường độ dòng điện, Mật độ dòng điện ? GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 7
  8. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG II: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU BÀI 1: CÁC ĐỊNH LUẬT VÀ BIỂU THỨC CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Định luật Ohm: a. Định luật Ohm cho 1 đoạn mạch Cho mạch điện như hình 2.1 I R A B UAB hình 2.1 * Định luật: Dòng điện trong 1 đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch. UAB * Biểu thức: I= R UAB => R = I * Nếu dòng điện bằng 1A, và điện áp hai đầu đoạn mạch bằng 1V thì điện trở bằng1 Ω . b. Định luật Ohm cho toàn mạch GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 8
  9. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ * Cho mạch điện như hình 2.2: Rd I Với: E là Sđđ của toàn mạch R0 là điện trở của nguồn E Rt Rd là điện trở của dây dẫn R0 Rt là điện trở của tải. t hình 2.2 Khi đó áp dụng định luật Ohm cho từng đoạn mạch ta có: Điện áp đặt vào phụ tải : Ut = I.Rt Điện áp đặt vào đường dây : Ud = I. Rd Điện áp đặt vào điện trở trong của nguồn : U0 = I.R0 Sức điện động toàn mạch E = Ut + Ud + U0 = I.( Rt + Rd + R0). Biểu thức định luật Ohm cho toàn mạch dạng tổng quát : E I= ∑R 2. Công suất và điện năng trong mạch điên một chiều a. Công của dòng điện ́ ̣ * Khai niêm Là công dịch chuyển các điện tích của lực điện trong mạch điện. Nếu trong mạch điện có điện áp U, dòng điện I,và lượng điện tích chuyển qua trong thời gian t là q thì: q = I.t *Biêu thức công của dòng điện là: ̉ A = q.U = U.I.t Đơn vị là june (J) b. Công suất của dòng điện ́ ̣ * Khai niêm Là công sinh ra trong một đơn vị thời gian: Ký hiệu: P * Biêu thức ̉ A = U .I P= t Đơn vị là Oát (W) GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 9
  10. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ c. Quan hệ giữa công suất với dòng điên, điện trở, điện áp trên một đoạn mạch: * Biêu thức ̉ P = U.I = I2.R = U2/ R d. Công suất của nguồn điện: * Biêu thức ̉ Công của nguồn điện: Ang = E.q = E.I.t Công suất của nguồn điện: Png = Ang/ t * Định lý Trong một đoạn mạch tổng công suất phát của các nguồn bằng tổng công suất tiêu thụ trên các phụ tải và công suất tổn hao trong mạch. ∑ Png = ∑ Pt = ∑ Pth 3. Định luật June – lenze và ứng dụng a. Định luật Nhiệt lượng toả ra trên một điện trở tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, trị số điện trở và thời gian dòng điện chạy qua. b. Biểu thức Q = 0,24 . I2.R.t Đơn vị là Calo c. Ứng dụng Hiện tượng tác dụng nhiệt của dòng điện được ứng dụng rộng rãi trong đời sống cũng như trong công nghiệp Ví dụ: như bếp điện, lò sưởi, lò hơi.... 4. Định luật Faradây a. Hiện tượng điện phân Khi dòng điện chạy qua chất điện phân thì sảy ra hiện tượng phân tích chất điện phân, giải phóng Hydro hoặc kim loại ở cực âm. Ví dụ điện phân dung dịch CuCl2. NaCl... Dòng điện qua dung dịch càng lớn và thời gian càng lâu thì lượng chất giải phóng ở cực âm càng nhiều. GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 10
  11. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ b. Các định luật Paraday: * Định luật 1: Khối lượng chất thoát ra ở mỗi cực điện tỉ lệ với điện tích đã chuyển qua chất điện phân. Biêu thức ̉ m = k.q = k.I.t Với : m là khối lượng chất thoát ra ở mỗi cực. q là điện tích qua dung dịch. k là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng. * Định luật 2: Đương lượng điện hoá của một nguyên tố tỉ lệ với nguyên tử lượng và tỉ lệ ngịch với hoá trị của nguyên tố ấy. Biêu thức ̉ A k=C. n Với : A là nguyên tử lượng của nguyên tố. n là hoá trị của nguyên tố. 1 C là hệ số tỉ lệ : C = ( g/C ) 96500 5. Hiện tượng nhiệt điện Mỗi kim loại đều có mật độ điện tử tự do nhất định. Khi cho 2 kim loại tiếp xúc nhau thì có sự khuếch tán điện tử qua cỗ tiếp xúc làm suất hiện hiệu điện thế tiếp xúc Utx Khi nhiệt độ tại điểm tiếp xúc tăng thì Utx cũng tăng. Utx = C . T Với : C là hệ số nhiệt điện phụ thuộc vào kim loại tiếp xúc. T là nhiệt độ tuyệt đối . Để lấy được Utx ta nối 2 đầu 2 thanh kim loại. khi đó ta được : Utx1 = C.T1 = C.(273+t1) Utx2 = C.T2 = C.(273+t2) => E = Utx1 – Utx2 = C.(t1 – t2) E được gọi là sức điện động nhiệt điện. GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 11
  12. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BAI 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH MỘT CHIỀU ̀ 1. Phương pháp biến đổi điện trở. a. Các điện trở mắc nối tiếp: Cho mạch điện mắc nối tiếp các điện trở như hình 2.3: R1 R2 Rn … hình 2.3 Sơ đồ biên đôi tương đương ́ ̉ Rtđ R1 I1 Ri Biểu thức : Rtđ = R2 b. Các điện trở mắc song song I2 Cho các điện trở mắc song song như ình 2.4 R3 I3 GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 12 Rn In I U
  13. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ hình 2.4 Sơ đồ tương đương: Rtđ 1 1 1 1 + ++ Biểu thức : = Rtđ R1 R2 Rn c. Biến đổi tương đương từ sao thanh tam giac ( Y - ∆ ) ̀ ́ Công thức biên đôi ́ ̉ R1 .R2 R12 = R1 + R2 + R3 R2 .R3 R3 .R1 R23 = R2 + R3 + R31 = R3 + R1 + R1 R2 Khi điện trở nối hình Y đối xứng ( R1= R2= R3 = R) Thì : R12 = R23 = R31= 3R d. Biến đổi tương đương từ tam giac về sao (∆ - Y) ́ Công thức biên đôi ́ ̉ R12 .R31 R1 = R1 + R2 + R3 R12 .R23 R2 = R1 + R2 + R3 R23 .R31 R3 = R1 + R2 + R3 Khi điện trở nối hình ∆ đối xứng : R12 = R23 = R31 = R thì R1 = R2 = R3 = R/3 Biến đổi tương đương Y -∆ 2. Phương pháp giải GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 13
  14. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Biến đổi tương đương sơ đồ mạch điện về dạng mạch hoặc đoạn mạch chỉ có 1nguồn tương đương và 1điện trở tương đương Áp dụng biểu thức của định luật ôm tính dòng trong mạch hoặc đoạn mạch Ví dụ 1: Tính dòng điện I trong mạch như hình hình 2.5 bằng phương pháp biến đổi tương đương R R I 1 3 biết E = 110v E R1 = 2,2 Ω R2 R2 = 1,8 Ω R4 R3 = 2 Ω R4 = 6 Ω hình 2.5 Bài làm: Nhận xét: R2 và R3 mắc song song → để giải ta có sơ đồ mạch điện thay thế bằng sơ đồ hình 2.6 R1 I Với R23 là điện trở tương đương của 2 điện trở R2 và R3 nối song song. E R23 R2 .R3 1,8.2 + Tính R23 = = = 0,95 Ω R2 + R3 1,8 + 2 R4 + R1, R23, R4 mắc nối tiếp với nhau hình 2.6 → điện trở tương đương toàn mạch Rtđ = R1+ R23 + R4 = 2,2 + 0,95+ 6 = 9,15 Ω + Tính dòng điện I trong mạch: Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch 110 E I= = = 12,02 (A) ΣR 9,15 Ví dụ 2: Tính dòng điện I chạy qua nguồn mạch cầu như hình 2.7 Rn I A Biết: R2 R1 E R1 = 12 Ω, R2 = 6 Ω R0 C B GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 14 R3 R4 D
  15. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ R3 = 6 Ω, R4 = 21 Ω R0= 18 Ω, E= 240V, Rn= 2 Ω hình 2.7 Bài làm Để giải mạch thuận tiện ta biến đổi tam giác ABC(R 1, R2, R3 ) thành hình sao (RA, RB, RC ) như hình 2.8 + Áp dụng công thức biến đổi từ tam giác về sao ta có: Rn I A R1.R2 12,6 RA= = =2Ω E R1 + R2 + R0 12 + 6 + 18 RA 12.18 R1 .R0 O RB = = =3Ω RC R1 + R0 + R2 RB 12 + 6 + 18 C B + Phân tích mạch đoạn OD có ( RB nối tiếp R3. //( Rc nối tiếp R3 R4 R4) → điện trở tương đương của nhánh OD D (6 + 6).(3 + 21) ( R B + R3 ).( RC + R4 ) hình 2.8 ROD = = =8Ω R B + R3 + RC + R4 6 + 6 + 3 + 21 + Điện trở tương đương toàn mạch( Rn nối tiếp RA nối tiếp ROD) như hình 2.9 Rn I E RA R0D hình 2.9 Rtđ= Rn+ RA+ ROD = 2+ 2 + 8= 12 Ω → Dòng điện chạy qua nguồn: 240 E I= = = 20(A) Rtđ 12 2. Phương pháp xếp chồng dòng điện a. Khái niệm GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 15
  16. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đây là phương pháp cơ bản của mạch điện tuyến tính có nhiều nguồn tác động. Trong mạch tuyến tính nhiều nguồn tác động thì dòng điện bằng tổng đại số các dòng điện qua nhánh tác động riêng rẽ của từng sức điện động ( lúc đó các Sđđ khác coi như bằng không). b. Các bước thực hiện Bước 1: - Lập sơ đồ mạch điện chỉ có một nguồn tác động. Bước 2: - Tính dòng điện và điện áp trong mạch chỉ có 1 nguồn tác động. Bước 3: - Thiết lập sơ đồ cho nguồn tiếp theo và tính toán điện áp và dòng điện cho sơ đồ này. Bước 4: - Cộng đại số các dòng điện và điện áp tính được của mỗi nhánh. Ví dụ 1: Tính dòng điện I2 trong nhánh 2 trong mạch điện như hình 2.10 R3 Biết R1 = 2 Ω I1 I2 I3 R2 = R3 = 4 Ω E1 = 40V E1 E2 = 16V R2 E2 hình 2.10 R1 Giải : Bước 1: Lập sơ đồ chỉ có nguồn E1 tác động như hình 2.11 R3 I11 I21 I31 Bước 2: Giải sơ đồ mạch chỉ có E1 tác động. E1 R 2.R3 + R1 = 4Ω Rtđ1 = R1 R2 R2 + R3 hình 2.11 E1 I11 = = 10A Rtd1 I .R E1 − I11.R1 11 3 I21 = = = 5A R +R R2 2 3 Bước 3: Thiết lập sơ đồ chỉ có nguồn 3 tác động như hình 2.12 R3 GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 16
  17. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ R1 .R2 16 + R3 = Ω Rtđ2 = I13 I23 R1 + R2 3 I33 R1 R2 E2 E3 = 3A I33 = Rtd 2 hình 2.11 E 2 − I 33 .R3 I .R33 1 I23 = = = 1A R +R R2 1 2 Bước 4: Tính tổng dòng điện I2 = I21 + I23 = 6A 3. Phương pháp ứng dụng các định luật Kirchooff a. Khái niệm về Nút, nhánh,vòng Nhánh: Là một đoạn mạch có các phần tử mắc nối tiếp nhau và có cùng một dòng điện chạy qua. Nút: Là điểm gặp nhau của 3 nhánh trở lên. Vòng : Là lối đi khép kín qua các nhánh. b. Các định luật kirchooff Định luật Kirchooff 1 Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không. Quy ước : Dòng điện đi vào nút thì mang dấu dương (+) Dòng điện đi ra khỏi nút thì mang dấu âm (-) n ∑ Ik Biểu thức : = 0. k =1 Định luật Kirchooff 2 Đi theo một vòng khép kín theo một chiều bất kỳ thì tổng đại số các Sđđ bằng tổng đại số các sụt áp trên các phần tử trong vòng kín đó. Quy ước: Các sđđ và sụt áp cùng chiều với vòng chọn thì mang dấu dương (+), ngược chiều thì mang dấu âm(-). ∑ E = ∑ I .R Biểu thức: 4.Phương pháp dòng điện nhánh GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 17
  18. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ a. Khái niệm Phương pháp này ứng dụng các định luật kirchooff để lập các phương trình giải mạch mà trong đó ẩn số là các dòng điện nhánh. b. Các bước giải mạch Bước 1: - Xác định số nút n, số nhánh m.(số ẩn của hệ pt bằng số nhánh m) Bước 2: - Chọn chiều dòng điện của mỗi nhánh tuỳ ý.(nhánh có nguồn thì chọn chiều dòng dương điện cùng hiều với E) Bước 3: - Viết phương trình Kirchooff 1 cho (n-1. nút đã chọn. Bước 4: - Viết phương trình Kirchooff 2 cho ( m-n+1. vòng độc lập.( chọn chiều (+) vòng theo chiều Sđđ). Bước 5: - Giải hệ m phương trình ta tìm được dòng điện các nhánh Ví dụ 1: - Tìm dòng điện các nhánh trong mạch điện sau như hình 2.12 Biết: R1,R2,R3,R4,R5,R6 E1,E2 Tính các dòng điện nhánh? Giải: Bước 1: Xác định Số nút n : n=4 hình 2.12 Xác định Số nhánh m : m=6 Bước 2: Chọn chiều dòng điện như hình 2.12 Bước 3: Số nút cần viết phương trình là: n – 1 = 3 Theo ĐL Kirchooff 1 ta viết được: GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 18
  19. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nút A : - I1 + I3 + I4 = 0 (1) Nút B : - I2 – I3 + I5 = 0 (2) Nút C : I2 – I5 + I6 = 0 (3) Bước 4: Số mạch vòng độc lập là: m-n+1 = 3 Theo ĐL Kirchooff 2 ta viết được 3pt: Vòng 1: R1I1 + I4R4 = E1 (4) Vòng 2: R2I2 + R5I5 = E2 (5) Vòng 3: R3I3 + R5I5 + R6I6 – R4I4 = 0 (6) Giải hệ 6 pương trình (1), (2), (3),(4),(5).và (6) ta tìm được I1, I2, I3,I4,I5,I6. Ví dụ 2: Áp dụng phương pháp dòng điện nhánh tính dòng điện trong các nhánh của mạch điện như hình 2.13 R1 R3 I1 I3 I2 E1 E3 b R2 a hình 2.13 Biết: R1 = 47 Ω, R2 = 22 Ω, R3 = 68 Ω, E1= 10V, E3 = 5V Giải: Bước 1: Xác định số nút, số nhánh Số nút: n= 2 Số nhánh m = 3 Bước 2: Chọn chiều dòng điện các nhánh như hình vẽ Bước 3: Số nút cần viết phương trình K1 là: n-1= 2-1= 1 phương trình Viết phương trình K1 cho nút A I1 + I3 – I2 = 0 (1) Bước 4: Xác định số mạch vòng độc lập m- n + 1 = 3- 2 + 1= 2 → Viết 2 phương trình K2 cho mạch vòng độc lập a và b GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 19
  20. TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ THỌ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Phương trình K2 cho mạch vòng a. I1R1 + I2R2 = E1 (2) ↔ 47I1+ 22I2 = 10 (2) Phương trình K2 cho mạch vòng b I3R3 + I2R2 = E3 ↔68I3 + 22I2 = 5 (3) Bước 5: Giải hệ 3 phương trình (1), (2), (3) I1 + I3 – I2 = 0 I1R1 + I2R2 = E1 68I3 + 22I2 = 5 Giải hệ 3 phương trình trên ta được I1= 0,138(A), I2= 0,16(A), I3 = 0,022(A) 5. Phương pháp dòng điện mạch vòng Bước 1: - Xác định (m-n+1. mạch vòng độc lập theo chiều dòng điện tuỳ ý chọn: Bước 2: - Viết các phương trình theo ĐL Kirchooff cho mỗi mạch vòng theo các dòng điện đã chọn. Bước 3: Giải hệ pt đã lập ta được các dòng điện vòng. Bước 4: Tính các dòng điện nhánh theo cách sau:- Dòng điện mỗi nhánh bằng tổng đại số dòng điện mạch vòng qua nhánh ấy. Ví dụ1: tính dòng điện trên các nhánh theo phương pháp dòng điện vòng? Cho hình 2.14 R2 R3 I2 I1 I3 Biết: R1,R2,R3,R4,R5,R6 R1 E1,E2 I4 I5 E1 Ia Ic Ib E2 R4 R5 hình 2.14 Giải: B1: Chọn các dòng điện vòng Ia, Ib, Ic có chiều như hình 2.14 B2: Theo ĐL Kirchooff 2 ta viết được các phương trình sau: R1I1 + I4R4 = E1 (x) R2I2 + R5I5 = E2 (y) R3I3 + R5I5 + R6I6 – R4I4 = 0 (z) Thế (1),(2),(3),(4),(5),và (6) vào (x),(y) và (z) ta được hệ phương trình: GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1