Chương 2: Các nguyên lý biến đổi năng lượng điện cơ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NĂNG L

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

Ệ

ổ ớ

ng và t ế ườ ng đi n tr ệ i các quá trình bi n đ i năng ừ

ườ ng. ổ

ộ t b bi n đ i ho t đ ng d a trên ạ ộ i ph thu c vào ụ ạ ự ộ

ng và ki m tra thông th ể

ng là các thi ầ t b đo l ậ ế ị ế ườ ầ ệ

ớ

t b th hai bao g m các thi ế ị ứ ự ồ ộ

I THI U 2.0 GI Ớ - Trong ch ng này chúng ta xem xét t ươ ng đi n c x y ra trong các môi tr l ượ ệ ơ ả tr ng trong các thi t b bi n đ i năng l ượ ổ ế ị ế ườ - M c dù r ng có r t nhi u thi ế ị ế ề ấ ằ ặ cùng m t nguyên lý, nh ng c u trúc c a chúng l ủ ấ ư ch c năng công tác. ứ t b trung - Các thi ườ ế ị i các đi u ki n đ u vào, đ u ra tuy n tính gian, chúng v n hành d ề ướ ng đ i nh . và v i các tín hi u t ệ ươ ỏ ố - Có th đ a ra m t s ví d v lo i này nh các máy microphone, ụ ề ạ ộ ố ể ư loa phóng thanh.... - D ng thi ạ cu n dây solenoide, relay, các nam châm đi n... ộ

t b sinh l c tác đ ng nh ư ế ị ệ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NĂNG L

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

Ệ

ng th ng t b bi n đ i năng l ượ ườ ổ

i các nguyên lý bi n đ i ổ ươ

ng ế tr ừ ườ ử ụ

ng bi n đ i. ế ổ

c nh m vào ba đi m chính: ượ

ể ng x y ra nh th nào. ắ ượ ư ế

ả t k và t i u hóa các ế ế ể ố ư

t. ế ị ệ

t b theo yêu c u đ c bi ệ ế ị ế ự ổ

t b bi n đ i năng ng đi n-c có th áp d ng trong vi c phân tích các thành ấ ệ ụ ệ ơ

I THI U 2.0 GI Ớ - D ng th ba bao g m các thi ế ị ế ồ ứ ạ xuyên nh các đ ng c đi n, máy phát đi n. ơ ệ ệ ộ ư ng trình còn đ c p t - Ngoài ra, trong ch ề ậ ớ năng l ng đi n c và phân tích các h th ng s d ng t ệ ố ệ ơ ượ nh là môi tr ườ ư - M c đích c a các phân tích đ ủ ụ 1. Giúp ta hi u s bi n đ i năng l ổ ể ự ế 2. Cung c p các ph ng pháp đ thi ươ ấ thi ặ ầ 3. Cho th y cách th c hi n các mô hình thi l ể ượ ph n c a m t h th ng k thu t. ộ ệ ố

ầ ủ ậ ỹ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NĂNG L

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

Ệ

I THI U ươ

ế ị

t b trung gian và các thi ng th t b ế ị ng ườ ế ị ế ượ ổ

c trình bày trong các ch ượ

ng khác. ở ứ ệ

2.0 GI Ớ - Trong ch ng này ta xem xét các thi sinh l c tác đ ng, còn các thi ộ ự xuyên đ đây là hoàn toàn có s c - Các khái ni m và ph ươ m nh, chúng có th đ c áp d ng trong m t dãy r ng các tình ộ ộ ể ượ ng đi n c . hu ng k thu t, g n li n v i s bi n đ i năng l ệ ơ

t b bi n đ i năng l ươ ng pháp trình bày ụ ề ớ ự ế ạ ố ượ ắ ậ ổ ỹ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

NĂNG L Ẫ Ự Ệ Ừ NG ĐI N T ƯỜ 2.1.1 Đ nh lu t v l c lorentz

ậ ề ự

ị

)BxvEq.(

ﬁ ﬁ ﬁ ﬁ

(2.1)

ộ ệ ằ

ệ ng qu c t ể ng. Trong h đo l SI: F - đ ệ ự tr ừ ườ ườ ằ ố ế ượ

ố ủ

ng đ n thu n, l c đ c xác

ầ ự ượ ng E. - Cho l c F tác đ ng lên đi m có đi n tích q n m trong đi n tr ng c tính b ng và t ườ Newtons; q - Coulombs; E - Volt/metre; B - Teslas và v - t c đ ộ ố ng đ i c a đi m xét so v i t t tr òng m/s. ớ ừ ư ể ươ - Nh v y trong m t h th ng đi n tr ơ ườ ệ ộ ệ ố ư ậ đ nh đ n gi n b i đi n tích c a đi m và đi n tr ể ơ ị ườ ủ ệ ệ ả ở

Eq.

ﬁ ﬁ

(2.2)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

tr ng và đ c l p so v i s ớ ự ộ ậ

NĂNG L Ẫ Ự Ệ Ừ NG ĐI N T ƯỜ 2.1.1 Đ nh lu t v l c lorentz ủ ừ ườ ự ể

ng, tình tr ng tr nên ph c t p h n. ạ ứ ạ ơ Ở ở

ậ ề ự ị - L c tác đ ng theo chi u c a t ề ộ chuy n đ ng c a đi m xét. ủ ể ộ - Trong các h th ng t tr ệ ố ừ ườ đây l c có giá tr : ị

)Bxvq.(

ự ﬁ ﬁ ﬁ

(2.3)

ệ ượ ộ ớ ủ ể

ộ ố c xác đ nh b i l ở ượ ị ể ng B và t c đ chuy n đ ng c a h t. Trên th c t ộ ủ ề

ớ ả ạ ể ﬁ ﬁ

ộ ng. V m t toán h c đó là tích vect ơ Bxv ề ặ ọ ự ế ể ủ trong ph ươ

ng đi n tích c a đi m, đ l n c a t - Nó đ ủ ừ chi u c a tr ủ ườ l c luôn vuông góc v i c hai chi u chuy n đ ng c a đi m và chi u ề ề ự tr c a t ủ ừ ườ ng trình (2.3).

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

Ố

NG ĐI N C Ệ

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

ị

ậ ề ự ằ

ộ ớ ớ

ượ ề ể ả

ả ư

ự ề

NĂNG L Ẫ Ự Ệ Ừ NG ĐI N T ƯỜ 2.1.1 Đ nh lu t v l c lorentz - Đ l n c a tích này b ng tích c a hai đ l n v và B nhân v i sin ủ ộ ớ ủ c a góc gi a chúng. ữ ủ c theo quy t c bàn tay ph i. Quy - Chi u c a l c F có th tìm đ ắ ủ ự Khi ngón tay cái c a bàn tay ph i ch t c này phát bi u nh sau: ỉ ủ ể ắ chi u c a v và ngón tay tr ch chi u c a B, l c có chi u đâm ỏ ỉ xuyên t

ề ủ lòng bàn tay ra phía ngoài Hình 2.1. ề ủ ừ

Hình 2.1

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

Ố

NG ĐI N C Ệ

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

NĂNG L Ẫ Ự Ệ Ừ NG ĐI N T ƯỜ 2.1.1 Đ nh lu t v l c lorentz

ị

ể

ầ ớ

i bi u th c (2.3) theo m t đ dòng đi n, trong tr

ậ ề ự đó ph n l n các đi m đi n tích chuy n đ ng, ộ ở ng h p ứ

ể ườ ậ ộ ệ ệ ợ

- Trong tình hu ng nên vi đó l c s là l c đ n v : t l ế ạ ự ẽ

(2.4)

ệ ộ

ậ

ị

ượ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ự ng h p chung nh t có th xem l c đi n đ ng đ c sinh ng.

ự ệ ợ ộ ươ

ự ậ ị

ộ ng có t ố ể ự ơ ịF = J x B N/m3 ấ ộ ệ ể tr ng h gi a dòng đi n và t ừ ườ ỗ ữ ộ ệ tr ừ ườ ủ ằ

ạ : - Trong tr ườ ra khi có s tác đ ng t ự - Theo đ nh lu t Biot-Savart-Laplace, vi phân l c đi n đ ng tác đ ng lên dòng đi n i trên chi u dài c a đo n dl n m trong t ừ c m B đ ả ệ ề c xác đ nh b i tích véct ở ượ ơ ị

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

= Fd t, chi u c a ề ủ

· (2.5)

Blid  Fd

 và B

 ơ ld

ế vuông góc v i c hai vect ớ ả Nh đã bi ư l c ự

idl

sinB.

y , còn đ l n c a nó là: ộ ớ ủ dF

- là góc gi a dòng đi n i và t c m B. ữ ệ ừ ả

ng là không đ i so v i dòng đi n i trên toàn b chi u trong đó: y tr ế ừ ườ ề ổ ớ ộ

- N u t dài l c a m t dây d n th ng thì l c có giá tr b ng: ẳ ủ ệ ị ằ ẫ ộ

(2.6)

ự F = i.l.B siny

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ự

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ = p /2:

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ậ F = i.l.B

ề ủ ự ắ ị tr ế ừ ườ ể

ề ề

ề ủ ự ệ ộ ề ủ

ệ ộ

ể ộ ự ứ

Khi (2.7) c xác đ nh theo quy t c bàn - Chi u c a l c đi n đ ng có th đ ắ ể ượ ệ ộ ng B có chi u tay trái. Quy t c này phát bi u nh sau: N u t ư đâm xuyên qua lòng bàn tay trái, chi u các ngón tay ch chi u ỉ ề dòng đi n, thì chi u c a l c đi n đ ng là chi u c a ngón tay cái ệ choãi ra. - Công th c Biot-Savart-Laplace dùng đ xác đ nh l c đi n đ ng khi ị ứ ta có th bi u di n t c m B b ng m t bi u th c phân tích ph ụ ể ằ ể ể c c a m ch vòng d n đi n. thu c vào kích th ễ ừ ả ướ ủ ệ ạ ẫ ộ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ng h p ợ ể

trên, có th đ a ra hai tr ể ư ườ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ề ừ

ự ọ

ể

ẫ ữ ự ệ ộ

ế

ị - Đ minh h a cho đi u v a nói ở tiêu bi u sau đây: ị ỏ ợ

ẫ ệ ỏ

ế ớ ườ ng gì t ng h p các dây d n có ti c xem nh trùng v i đ ư ượ ả ế

ng t di n ngang nh , thì đ ườ ng tr c c a dây d n, vì v y ậ ẫ ụ ủ i l c đi n đ ng. ộ ệ ớ ự ả ưở ư ượ

c mô t trong Hình 2.2, chúng có c đ t cách nhau m t kho ng cách ẫ ng ng là l ươ ứ ượ ặ ả ộ

2.1.2.1 Xác đ nh l c đi n đ ng gi a hai dây d n song song có t di n nh ti ệ - Trong tr ườ dòng đi n đ ệ t di n c a nó không có nh h ti ệ ủ - Xét hai dây d n song song nh đ 1 và l2, đ chi u dài t ề b ng a. ằ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

ậ

ị

ự

ị

ạ

ủ ẫ

ộ

Hd o

m a ằ sin (2.8) p

th m c a ủ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ - Theo đ nh lu t Biot- Savart - ậ Laplace, dòng đi n iệ 1 ch y trong vi phân dy c a dây d n 1 gây ra trên vi phân dx c a dây d n 2 m t ẫ ủ vi phân t c m dB b ng: ừ ả dyi m= = 1 dB 2 r o - đ t

4 trong đó: m không khí b ng 4 ằ

p ẩ ộ ừ .10-7 (H/m).

a (cid:9) (cid:9) (cid:9) ữ ẫ 1 và bán

- góc gi a dây d n l ố kính n i gi a dy và dx. ữ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

ị

ề ẽ ạ ộ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ệ ộ 1 s sinh ra t ệ 1 ch y trong toàn b chi u dài l ừ ư ậ

ự - Nh v y, dòng đi n i c m B trong vi phân dx là: ả

l 1

sin

dy 2 r

m (2.9) a (cid:242) (cid:242) p

- T Hình 2.2 ta có th đ i bi n nh sau: ể ổ ừ

ế ; r = a/sina ư ; dy = -(a/sin2a )da y = a/tga

c: - Sau khi thay vào bi u th c (2.9) nh n đ ể ậ ượ ứ

cos

.i 1

m a a (2.10) p

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ị

ậ ự ng h p đó, áp d ng công th c Biot- Savart - Laplace có ứ

ợ

ể ụ ộ ự

cos

( .i.i. 1 2

dF x

o a4

m a a - Trong tr ườ th xác đ nh vi phân l c tác đ ng lên dx. ị )dx (2.11) p

- T ng l c tác đ ng lên dây d n l ộ ự ổ ạ ẫ 2 có d ng:

)

(

cos

F x

dF x

i.i. 1

o a4

m a a (cid:242) (cid:242) p

- Gi thi t r ng l t: ả ế ằ ể ế

1 = l2 = l ta có th vi =

cos

;

cos

x +

(

)

- a a

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

F x

ii 21

0 a4

x +

)x1(

ø Ø m - œ Œ (cid:242) T đó: ừ p œ Œ - ß º

F x

i.i 1

l2 a

a l

(cid:252) (cid:236) ø Ø (cid:239) (cid:239) (cid:246) (cid:230) - œ Œ - (cid:247) (cid:231) (cid:253) (cid:237) Hay: (N) (2.12) œ Œ ł Ł (cid:239) (cid:239) ß º (cid:254) (cid:238)

ể ừ ứ ệ ế ậ

ẫ

ủ ạ

ộ ớ ữ ướ ố ớ ẫ

ặ ỉ c và v trí t ị - T công th c (2.12) có th rút ra k t lu n là: l c đi n đ ng tác ộ ự ệ 1, i2 d ng lên hai dây d n đ t song song khi có các dòng đi n i ụ không đ i ch y qua, ch ph thu c vào đ l n c a các dòng ộ ụ ổ ng đ i gi a các dây d n v i đi n, vào kích th ươ ệ nhau.

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ấ

ự ầ

ệ ố ạ

ậ ể

ứ ọ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace - N u g i ph n trong d u móc c a bi u th c là h s m ch vòng ủ ế Kv, thì:

(2.13) Fx = 10-7 .i1.i2.Kv

ng h p chi u dài c a dây d n l n r t nhi u so v i ườ ủ ẫ ớ ề ề ấ ớ

£ - Trong tr ợ kho ng cách gi a chúng hay n u a/l ả ữ ế 0,1 thì Kv = 2l/a, khi đó:

F x

i.i. 1

l2 a

- (2.14) (N)

ng h p chi u dài c a hai dây d n khác nhau nh đ ợ ườ ủ ề ư ượ

c bi u ể c tính theo công ẫ ộ ự ệ

ượ 15 -Tr di n trong Hình 2.3, khi đó l c đi n đ ng cũng đ ễ th c (2.13) v i: ứ ớ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

K V

CH a

(cid:229) - (cid:229) (2.15)

ng chéo. ườ

trong đó: S CH - T ng chi u dài các đ ổ ạ ổ ề S B - T ng chi u dài các c nh bên. ề

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

Ố

NG ĐI N C Ệ

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ

ự

ữ ẫ

ế

ệ

ậ ấ

ớ

ả ộ

thi ỏ ấ

ả ề ề ớ

ẫ ẫ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ệ ộ 2.1.2.2 Xác đ nh l c đi n đ ng gi a hai dây d n song song ộ ự ị ệ ữ ậ t di n l n hình ch nh t có ti ệ ớ - Hình 2.4, v hai thanh d n ẫ ẽ t di n hình ch song song có ti ữ ế nh t, chúng có b dày b r t nh ỏ ề so v i chi u cao h và cách nhau ề t r ng m t kho ng a. gi ế ằ ả kho ng cách a nh h n r t ơ nhi u so v i chi u dài c a các ủ thanh d n và trên các thanh d n ch y các dòng đi n i

ả ệ 1 và i2.

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

ị

ệ

ự ằ ẫ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ệ ộ - N u cho r ng dòng đi n phân b đ u trên ti t di n ch nh t c a ế ậ ủ ữ ế ố ề ệ các thanh d n, thì trên các vi phân dy và dx c a chúng s ch y các ả ẽ ủ vi phân dòng đi n diệ

1 và di2:

;

dx h

(2.16)

ề ẫ ọ

dy h - D c theo chi u dài c a các thanh d n, các vi phân dx và dy c a ủ t di n nh và th a chúng s hình thành các dây d n song song có ti ỏ t: mãn đi u ki n c a công th c (2.14), ta có th vi

ủ ỏ ệ ẫ

ế ể ế ệ ủ ẽ ề ứ

dF r

.i.i 1 2

l2 r

dy h

dx h

(2.17)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ủ

ự

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ầ

ươ ứ

ng c a bán kính r có th phân tích thành hai thành ph n: ng c a chi u cao t c a các thanh d n ch nh t vì ề ữ ậ ủ ẫ ẫ

ầ ự

ứ ẫ ộ

ự L c theo ph ươ ể - Thành ph n th nh t dF h tác đ ng theo ph ấ ầ ộ thanh d n h, đây là h ng ch u l c t ướ ị ự ố ủ v y ta không quan tâm t i thành ph n l c này. ớ ậ a tác đ ng vuông góc v i các thanh d n. Nó - Thành ph n th hai dF ớ ầ có giá tr b ng: ị ằ

cos

dF a

.dF r

a r

(2.18)

1 = h2 = h, khi đó:

- Gi thi t r ng h ả ế ằ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

dF a

.i.i. 1 2

l2 +

dx.dy 2 h

(2.19)

c sau khi l y tích ổ ự ộ ướ ng a s nh n đ ẽ ậ ượ ấ

- T ng l c tác đ ng theo h phân (2.19):

F a

dF a

.i.i. 2 1

dy +

l.a2 2 h

(cid:242) (cid:242) (cid:242)

(2.20)

arctg

1ln

ii. 21

h a

al2 2 h

h a

ø Ø (cid:246) (cid:230) - (cid:247) (cid:231) - - œ Œ (N) (cid:247) (cid:231) ł Ł ß º

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ị

ng có liên quan t

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ứ ế

ậ i kích th ớ

c trong bi u th c ể ướ

-N u gom các đ i l (2.20) thành các h s K ạ ượ ệ ố v và Kq, thì

F a

i.i 1

(2.21)

l2 a ng c a ti ủ

t di n dây d n lên l c đi n ệ ế ưở ệ ố ả ự ệ ẫ

ệ ộ

ự l v i tích (bình ph ị ỷ ệ ớ ậ l c đi n đ ng có giá tr t ứ ệ ộ ể ự

ệ ớ ệ ố ụ ướ ủ ộ

Kq - là h s nh h đ ng.ộ - T các bi u th c (2.13) và (2.21) tính l c đi n đ ng có th rút ra ể ừ k t lu n: ng) hai ươ ế c và hình dáng c a dòng đi n v i h s ph thu c vào kích th m ch vòng d n đi n. ệ ạ ẫ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ị

ậ ng trong tính toán k thu t, h s m ch vòng th ậ

ệ ố ạ

ng h p ph bi n, chúng đ ổ ế

ự ườ ẵ

ợ

ượ ứ ổ

ố ớ ề ậ ỹ ố ớ ng h p th ợ ườ ự ặ

ệ tính toán.

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ng - Thông th ườ ỹ c tính s n và đ i v i nhi u tr đ c ượ ườ đ a ra trong các s tay k thu t đi n. B ng 2.1 cho ta các công th c ả ệ ư xác đ nh l c đi n đ ng đ i v i m t vài tr ng g p trong ườ ộ ộ ị th c t ự ế

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace 2.1.2.3 L c đi n đ ng xoay chi u m t pha

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ệ ộ

ự ự

ộ ề

ệ ờ

ế i đi n xoay chi u dòng đi n bi n thiên theo th i gian, ệ ộ ấ ị

ể

ườ ề

ố ớ ự ế ợ ứ ủ ệ ầ ế ề

- Do trên l ế ề ướ nên l c đi n đ ng cũng bi n thiên theo quy lu t nh t đ nh. ậ ự ệ ng h p tiêu bi u đ i v i s bi n thiên c a - Ta s xem xét hai tr ườ ợ ẽ i đi n xoay chi u, đó là tr dòng đi n trong l ng h p dòng đi n ệ ướ ệ bi n thiên đi u hòa và dòng đi n xoay chi u có ch a thành ph n ệ ề không chu kỳ.

2.1.2.3.1 Khi dòng đi n bi n thiên đi u hòa ệ ề ế

Gi s dòng đi n bi n thiên theo lu t hình sin: ả ử ế ậ

25 (2.22)

w ệ sin.

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

w -

ị =

w (2.23) t:

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ự ta có th vi ể ế

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ = I.CF

sin

2 m

ậ cos 2

cos

w - hay: (2.24)

F m 2 ằ

F m 2 ố ụ

ệ ạ ẫ ộ

m giá tr c c đ i c a l c.

trong đó: C = 10-7KV - h ng s ph thu c vào m ch vòng d n đi n; ị ự ạ ủ ự Fm = C.I2

Nh v y, t (2.24) th y r ng, l c xoay chi u bao g m hai thành ph n: ư ậ ừ ấ ằ ự ề ầ ồ

m/2.

- Thành ph n th nh t: ầ ứ ấ không đ i theo th i gian F ổ ờ

bi n thiên v i t n s b ng hai l n t n s ố ầ ầ ớ ầ ố ằ

t. - Thành ph n th hai: ứ ế ầ m/2) cos 2w c a dòng đi n (F ệ ủ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

Fdt

ủ ự ề ằ ộ ị

F tb

(2.25) (cid:242)

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace Giá tr trung bình c a l c xoay chi u trong m t chu kỳ b ng: 2 CI m 2

F m 2

1 T

ấ ự

ộ ề

ạ ệ ạ ầ ớ ầ ố ấ

ị

ủ

ự ị ủ ề ầ

- Hình 2.5, cho ta th y, l c đi n đ ng xoay chi u m t pha có d ng ộ đ p m ch v i t n s g p đôi t n ậ s c a dòng đi n. Giá tr trunh ệ ố ủ bình c a l c xoay chi u đúng b ng giá tr c a thành ph n không ằ đ i c a nó. ổ ủ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ị

ậ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ệ

ầ ứ

ng nay th ườ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace 2.1.2.3.2 Khi dòng đi n xoay chi u có ch a thành ph n không ề chu kỳ ệ ượ

ự ố ướ ệ

ng x y ra trên l ả ệ ự ố ầ

ắ ấ ờ ị ủ ầ ộ

ạ ệ ể ể ề ắ ạ ầ ớ

ng h p n ng n ề ợ

- Hi n t i đi n khi có s c ng n m ch, lúc nay dòng đi n s c ngoài thành ph n chu kỳ còn xu t hi n thành ph n không chu kỳ, mà giá tr c a nó tùy thu c vào th i đi m x y ra ng n m ch so v i th i đi m thành ph n xoay chi u đi ờ ả qua tr s zero. ị ố - Trong tính toán l c đi n đ ng ta th ộ ự nh t là khi ng n m ch x y ra ạ ắ ng l y tr ấ ườ th i đi m c c đ i c a dòng đi n. ự ạ ủ ườ ể ặ ệ ở ờ ệ ả ấ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

ị

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace dòng đi n theo bi u th c sau:

ự Có th mô t ể

ứ ệ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ả

L/Rt

- w -

i đi n b ng n m ch ể ( )t e I cos m trong đó: R - đi n tr c a l ở ủ ướ ệ ệ ị ắ (2.26) ạ

(W);

ự ả

p/w i đ nh cao nh t đ c g i c m c a nó (H); L - t ủ T0 = L/R - h ng s th i gian (s) ố ờ ằ , dòng đi n đ t t ạ ớ ỉ ệ ể ạ ờ ấ ượ ọ

- T i th i đi m t = là dòng đi n xung kích: ệ

.T/pi( o

)

( e1I m

IK XK

w - - (2.27)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ậ

ị

ệ ồ ị

ạ

i đi n (đ ệ ệ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ XK ph thu c vào công su t c a ngu n đi n, v trí ấ ủ ụ ng dây trên không hay ườ t b càng g n ớ ng ch p

ộ t b và hình d ng c a l ủ ướ ồ ấ ị ớ ầ ấ ườ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace - H s xung kích K ệ ố c a thi ế ị ủ ng dây cable). Công su t ngu n đi n càng l n, thi đ ế ị ườ ngu n thì h s này càng có giá tr l n. Trong tính toán, th ồ nh n Kậ

ệ ứ ầ

ệ ố XK = 1,8. ườ ể ượ Trong tr l c có th đ ự ễ

T/t O

) 2

cos

w - (2.28) ng h p dòng đi n có ch a thành ph n không chu kỳ, ợ c bi u di n ể ( 2 eCI m

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

c trình bày

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ờ

ị ủ ự

ậ ệ

ượ ệ ộ

ồ ị

bán kỳ đ u tiên k ể ầ ệ ở ấ

th i đi m x y ra ng n m ch. ị ớ ể ệ ạ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace - S bi n thiên theo th i gian c a l c đi n đi n đ ng đ ự ế i d ng đ th trong Hình 2.6. d ướ ạ - Giá tr l n nh t c a l c đi n đ ng xu t hi n ấ ủ ự ộ t ắ ả ừ ờ =

2 XK

2 m

= = CK I. I8,1C I24,3.C F m (2.29)

ứ

ấ ầ ợ

- Nh v y, khi dòng đi n xoay chi u có ch a thành ph n không chu ầ ề ệ kỳ thì l c đi n đ ng s l n g p 3,24 l n so v i tr ng h p dòng ớ ườ ẽ ớ ệ đi n bi n thiên đi u hòa. ư ậ ự ế ộ ề ệ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ậ 2.1.2.4 L c đi n đ ng trên h th ng đi n ba pha ệ ố

ự ự

ệ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ệ ộ

ệ ng tác v i dòng ớ

ệ ủ ệ

ệ

ệ ấ

- Trên h th ng đi n ba pha dòng đi n pha này t ệ ệ ố ươ đi n c a hai pha còn l i, chúng l ch pha nhau 120 0. ạ - Do các dòng đi n l ch pha nhau, nên vi c xác đ nh giá tr c c đ i ị ự ạ ị ệ ệ ng h p s c c a l c đi n đ ng g p khó khăn, nh t là trong tr ợ ự ố ườ ặ ộ ủ ự ng n m ch, khi trong thành ph n c a các dòng đi n có ch a thành ắ ứ ệ ầ ủ ạ ph n không chu kỳ. ầ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị 2.1.2.4.1 Khi dòng đi n các pha bi n thiên đi u hòa

ề ệ ế

ẫ ố

ẳ ặ

- Các dây d n trong h th ng đi n ba pha có th đ c b trí cách ể ượ ệ ệ ố đ u nhau trên cùng m t m t ph ng ho c trên các đ nh c a m t tam ộ ủ ỉ ặ ộ ề giác đ u. ề

Các dây d n b trí song song trên cùng m t m t ph ng ẫ ố ộ ẳ ặ

thi ề ẫ ằ

t r ng, kho ng cách gi a các dây d n n m k nhau a nh ỏ ế ằ ề ề

ữ ủ ng theo h ng tr c c a dây d n. - Gi ả ả h n r t nhi u so v i chi u dài c a chúng l. ơ ấ - Các dòng đi n ch y cùng h ướ ệ ụ ủ ớ ạ ướ ẫ

ươ ng c a l c l y theo chi u c a tr c x Hình 2.7. Giá tr ị ề ủ ụ

ủ ự ấ - Chi u d ề t c th i c a các dòng đi n pha s là: ờ ủ ứ ẽ ệ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ậ

ị

(

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ =

- w - w w

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace (2.30)

120

240

sin(

sin

);

ộ

L c tác đ ng lên các dây pha có ự d ng:ạ

(2.31) F1 = F12 + F13

ự ữ F12 - l c tác đ ng gi a pha ộ

đây:Ở 1 và pha 2;

ự ữ F13 - l c tác đ ng gi a pha ộ

1 và pha 3.

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

ị

Áp d ng công th c (1.14) ta có th vi t:

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ứ

ự ụ

ậ ể ế )o

(

sin

F 12

2 m

sin.t (

120 )o

- w w

l2 a sin

sin.t

120

- w w (2.32)

(

Trong bi u th c (2.32), C = 10-7.2l/a

sin.t

240

2 m

F 13

2 m1 ể C 1 2

- w w (2.33) ứ sin

Thay (2.32) và (2.33) vào (2.31) ta đ c:ượ

(

)

(

sin

120

sin

240

= ICF 1

2 m1

)œ

1 2

sin

ø Ø - w - w w Œ (2.34) ß º

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

ị

Sau khi bi n đ i l

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ệ ộ ng giác bi u th c (2.34) ta có d ng sau cùng là: ứ

ế ể ạ

(

ự ổ ượ -=

2 m1

w w

)o t = -150.

IC866,0 F 1 ớ w Các c c tr s ng v i ị ẽ ứ t = 750 vào (2.35) s nh n đ

sin sint t = 750 và w ẽ

IC805,0

F d1

max

2 m1

c giá tr c c đ i c a l c đ y: ự Thay th ế w ậ ượ ị ự ạ ủ ự ẩ

IC055,0

F h1

max

2 m1

Thay th ế w t = -150 vào (2.35) s có:ẽ

(2.35) (2.36) (2.37)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ị ố ớ

[

]o )

)

(

ộ

240

120

sin

- w - w - w (2.38)

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ự ậ ng t - T nh cách làm đ i v i pha 1, l c tác đ ng lên pha gi a s ữ ẽ ự ự ư ươ có d ng:ạ = F 2

2 m1

- Bi n đ i l ng giác bi u th c (2.38) có th đ a v d ng: ổ ượ ế ể ư ề ạ ứ ể

(

)o

IC866,0

150

cos

F 2

2 m1

- w

t = 750 và ẽ ứ ộ

866,0

IC.

max

2 m1

(2.39) ớ w - Giá tr c c đ i c a l c tác đ ng lên pha 2 s ng v i l c đ y l n nh t s b ng l c hút l n nh t. ự ự ẩ ớ ị ự ạ ủ ự ấ ẽ ằ ấ ớ

max

(2.40)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

ự

c v i nh ng gì x y ra pha 1.

ị ạ

ự ộ ữ

ø Ø

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ẽ )

(

sin

240

sin

120

2 m1

F 3

- L c tác đ ng lên pha 3 s có d ng ng ( - w w - w ở ả (2.41)

ậ ượ ớ )œ

1 2

Œ ß º

IC805,0

F d3

max

2 m1

Khi đó, l c đ y l n nh t và l c hút l n nh t: ấ ự ẩ ớ ự ấ ớ

(2.42)

Và l c hút l n nh t: ự ấ

IC055

F h3

max

2 m1

ớ -= (2.43)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

Ố

NG ĐI N C Ệ

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ậ

ờ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ị ệ ộ s bi n thiên c a l c theo th i gian ủ ự ả ự ế ng h p l c đi n đ ng trên l ệ

ướ ộ

ệ ữ ệ ế ờ

ợ ự ệ ố ổ ấ

c dùng đ ể ượ ự ấ ớ

IC866,0

các pha khác - Hình 2.7, mô t ở v i tr i đi n xoay chi u m t pha, ộ ề ớ ườ các l c trên h th ng đi n ba pha không nh ng bi n thiên theo th i ự gian, mà còn đ i d u. - L c tác đ ng lên pha gi a (pha 2) là l n nh t nên đ ữ ộ tính tóan trong k thu t. ậ ỹ

F t

max

2 m1

IC.3 1

(2.44)

Trong đó: I - giá tr hi u d ng c a dòng đi n. ị ệ ụ ủ ệ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ậ

ị Khi các dây d n b trí trên đ nh m t tam giác đ u

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ỉ

ộ ề

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ẫ ố

ố ẫ

ng h p ợ

ướ

sin

- V i cách b trí dây d n nh v y ớ ư ậ thì l c đi n đ ng thay đ i c v ổ ả ề ệ ự ộ ng tác đ ng. đ l n và h ướ ộ ộ ớ - Cũng nh trong tr ườ ư c, ta có: tr = w

m I

sin

120

( (

- w

sin

240

) ; ).

- w

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ự

ậ

ự

ằ ẫ ở

ả

ụ ế ẫ ộ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T 2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ệ ộ ị - Đ d dàng bi n đ i công th c khi tính l c tác đ ng lên dây d n ổ ế ẫ ở ộ ứ ể ễ trên dây d n này pha 1, ta ch n tr c t a đ v i g c n m chính ộ ớ ố ụ ọ ọ c mô t nh đ trong Hình 2.8. ư ượ - L c đi n đ ng tác đ ng vào dây d n 1, sau khi chi u lên tr c x s ẽ ộ ệ ự có giá tr :ị

F x1

F x12

F x13

]

(

)

(

)

hay:

sin

[ sint

120

sin

240

cos

F x1

2 m1

- w - w w (2.46)

10 7

C 1

2 l a

Trong đó:

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

[

]

(

c: Sau khi bi n đ i và rút g n bi u th c (2.46) ta đ ọ ế ể ổ ượ

)

sin

cos

120

cos

sint

120

sin

cos

240

cos

sint

240

F x1

2 m1

3 2

ứ ( w - w w - w w

sin

)t2

cos

2 m1

( 2 1IC m1

3 4

w - w (2.47)

c ự ụ ế ẫ ộ ượ

3 2 - L c đi n đ ng tác đ ng lên dây d n 1 chi u lên tr c y cũng đ ệ xác đ nh theo cách t F F y1 Y13

F Y12

]

(

)

(

ộ ng t : ươ ự ị

sin

[ sint

120

sin

240

sin

2 m1

- w - - w w

(2.48)

sin

cos

t2sin

2 m1

3 2

3 4

w w w

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

ậ

ự

ị

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ộ

F 1

2 F x1

2 F y1

L c đi n đ ng tác đ ng lên dây d n 1 s là: ộ ự ệ ẽ ẫ

(2.49)

(

)

Thay (2.47) và (2.48) vào (2.49) ta đ c:ượ

cos

sin

F 1

2 m1

w w -

)

(2.50)

( 12

cos

sin

2 m1

3 2

3 4 3 4

w w -

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ

ự ệ ộ

ủ ầ ỹ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ự - S thay đ i v tr s và h d n 1 có th đ ẫ là đ cu i véct ố

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ổ ề ị ố ủ ự ướ c bi u di n b ng véct ễ ể ể ượ ng tròn có đ ườ ườ

, Hình 2.9. ng c a l c đi n đ ng tác đ ng lên dây ộ OM mà qu tích c a đ u ằ ơ ng kính b ng ằ 2 3 m1IC 2

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ ẫ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ự ng t

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ộ ườ

ợ ủ c tính toán ng h p c a dây d n 1, chúng ch khác v góc ề ẫ

ứ ệ ề ầ

ự - L c đi n đ ng tác đ ng lên các dây d n 2 và 3 cũng đ ộ ệ ượ t nh trong tr ỉ ự ư ươ l ch và v trí trong không gian. ệ ị 2.1.2.4.2 Khi dòng đi n xoay chi u có ch a thành ph n không chu kỳ

- Khi trong h th ng đi n ba pha có x y ra s c ng n m ch. ự ố ắ ệ ố ệ ả ạ

ệ ề ị ố ầ ủ ấ

ệ

- Dòng đi n tăng lên v tr s và trong thành ph n c a chúng xu t hi n các thành ph n không chu kỳ. ầ i d ng: c bi u di n d - Chúng đ ể ễ ướ ạ ượ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ậ

ị

]

(

)

ự =

cos

j - w - j

[ e [

(

]o )

cos(

120

)

cos

- - w - - j

[

(

120 ]o )

cos(

240

cos

240

- - w - j (2.51)

trong (2.51): j - góc pha khi b t đ u x y ra s c . ự ố ắ ầ ả

ườ

ng h p ộ ng h p khi dòng đi n ườ ự ế ế ủ ự ư ợ ệ ợ

- Vi c kh o sát s bi n thiên c a l c đi n đ ng trong tr ả ệ ệ c ti n hành gi ng nh trong tr này cũng đ ố ượ bi n thiên đi u hòa. ề ế

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ậ

ng c a thành ph n không chu kỳ lên l c

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace ự

ị ủ

ưở ầ

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ự - Ta có th th y rõ nh h ả ể ấ đi n đ ng nh trong Hình 2.10. ư

ệ ộ

ệ ờ

ự

ộ ươ

- Giá tr c c đ i c a l c đi n ạ ủ ự ị ự đây ph thu c vào th i đ ng ộ ụ ở ộ đi m x y ra ng n m ch. ạ ắ ả ể - Vi c tính toán l c đi n đ ng ệ ệ ng c ti n hành theo ph đ ế ượ pháp đ n gi n hóa. ả ơ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

Ự

NG ĐI N C Ệ

Ố

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

ị

ậ

ự

ả

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ ẽ ớ ố ớ

ế ế

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace , do đó có th ể ế ị ự ế t k theo giá tr này. ị ố ứ

ớ t b thi ế ị ệ ả

ệ

) 2

iC805,0

-K t qu tính toán s l n h n so v i giá tr th c t ơ làm tăng đ an toàn đ i v i thi - t r ng dòng đi n trong các pha đ i x ng và có thi ế ằ Ở biên đ b ng giá tr dòng đi n xung kích. ị -L c đ y l n nh t tác đ ng lên dây d n 1. ộ đây ta gi ộ ằ ự ẩ ớ ấ ẫ ộ

F d1

max

2 XK1

( IKC805,0 1 XK

(2.52)

ệ trong đó: iXK - dòng đi n xung kích; ệ KXK - h s dòng đi n xung ệ ố

kích.

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

Ế Ổ Ệ Ơ

NG ĐI N C Ệ

Ố

Ự

ƯỢ 2.1 L C VÀ NG U L C TRONG CÁC H TH NG TR

Ự ƯỜ

2.1.2 L c đi n đ ng, đ nh lu t Biot-Savart-Laplace

NĂNG L Ẫ Ệ Ừ NG ĐI N T ệ ộ

ự

ậ

ị

pha gi a: ộ ệ ự ộ ữ

( I.KC866,0 1

max

L c đi n đ ng tác đ ng khi dây d n ẫ ở ) 2 - (2.53)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

NĂNG L Ệ Ừ

Ự

theo công th c Maxwell

ứ

ệ ừ

đó l c tác đ ng ch lên ph n t ộ ự ườ ố ớ

ơ ả ở ạ

ụ

ầ ử ng trình (2.4) c áp d ng d dàng và đ n gi n nh t đ tính l c tác ự ng h p th c t ễ ấ

ầ ớ ự ế

ế

ỉ ươ ả ấ ể ơ nh v y. ự ế ư ậ ườ ợ t b bi n đ i đi n c đ u có mang ệ ơ ề ổ ế ị ế . Trong các h th ng này, l c tác đ ng tr c ti p ự ệ ố ng trình , t ộ t nhiên ta không th s d ng ph ự ể ử ụ ươ

ể

ộ ộ ầ

r t ph c t p và đòi h i ph i có s hi u bi ỏ ộ ự ể ế ề ả

t b .

2.2 L C HÚT ĐI N T 2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t ự ị - Đ i v i các tr ng h p, mà ợ mang dòng đi n và nó có hình d ng đ n gi n, thì ph ệ nói chung đ ượ đ ng trong h th ng. Có r t ít tr ệ ố ộ , ph n l n các thi - Trên th c t các v t th d n t ể ẫ ừ ậ lên v t th d n t ể ẫ ừ ấ ậ (2.4) đ tính toán. - Tính toán các l c n i b và thành ph n tác đ ng lên các v t th ự ể ậ t v phân b d n t ố ứ ạ ẫ ừ ấ tr ế ấ ườ

ế ị ng trong k t c u thi

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

ự

ệ ừ t b bi n đ i đi n - c đ ổ ộ

ệ ướ

theo công th c Maxwell ứ c c u t o m t ộ ơ ượ ấ ạ i tác đ ng c a l c. ủ ự ậ

ộ t v i l c đi n đ ng ta g i l c tác đ ng lên các v t th ể ộ

là

ng pháp c b n đ xác đ nh l c hút đi n t là ơ ả ể ệ ừ ự ị

2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t ị t c các thi - R t may là t ế ị ế ấ ả ấ cách b n v ng và không h b bi n d ng d ề ị ế ạ ề ữ - Đ phân bi ệ ọ ự ể ệ ớ ự ẫ ừ l cự hút đi n t ệ ừ . d n t - M t trong các ph ươ ph

ng pháp theo công th c c a Maxwell. ộ ươ ứ ủ

, t thông và kích ệ ữ ự ố ệ ừ ừ

theo quan h sau: - Nó xác đ nh m i liên h gi a l c hút đi n t th ệ ị c c c t ướ ự ừ

δBn.δB

2 δB

F dt

1 μ

1 2

ø Ø ﬁ ﬁ ﬁ ﬁ ﬁ (cid:246) (cid:230) œ Œ (cid:247) (cid:231) - (cid:242) œ Œ (cid:247) (cid:231) ł Ł œ Œ (2.54) 52 ß º

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t

theo công th c Maxwell

ệ ừ

ự

ị

ứ

ﬁ

B - vector t

trong đó: c m trên b m t c c t ừ ả ề ặ ự ừ

n - vector đ n v pháp tuy n trên b m t c c t

ﬁ

ề ặ ự ừ ế ơ ị

s - di n tích b m t c c t

ề ặ ự ừ c s d ng đ i v i tr thông ố ớ ườ ﬁ

ố ng h p khi t ừ ợ c m ừ ả

ượ ử ụ ở ớ ề ặ ự (n i tác đ ng c a l c hút đi n t ) là b m t phana ề ặ ự ừ ơ ệ ừ

0).

m ộ ng có d t ề ặ và m ệ - Công th c (2.54) đ ứ phân b không đ u trong khe h không khí và khi vector t ề không vuông góc v i b m t c c. - B m t c c t chia gi a hai môi tr ữ ủ ự th m r t khác nhau ( ộ ừ ẩ ườ ấ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

theo công th c Maxwell

ự

ﬁ

ữ ế và vect ﬁ ﬁ

trùng ph n

2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t ị ệ ừ - N u ế m <
ớ ằ ươ ơ

ứ c m s t ẽ ơ ừ ả ng v i nhau. ớ

1

=

2 dSB

- Trong tr và ng h p đó công th c (2.54) s tr nên đ n gi n h n: ườ ẽ ở ứ ả ợ ơ ơ

F dt

2

o

S

d (cid:242) (2.55) m

c m không thay đ i trên toàn b b m t c c t ộ ề ặ ự ừ ổ

ở

1

=

2 S.B

, có nghĩa - N u t ế ừ ả thông phân b đ u trong khu v c khe h không khí, thì có th là t ể ự ừ đ n gi n hóa công th c tính l c sau: ơ ố ề ứ ự ả

F dt

o

2

d m (2.56) 54

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

theo công th c Maxwell

ệ ừ

ự

ị

ứ

.10-7 (H/m); B tính ra Tesla (Wb/m2); S tính ra (m2).

2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t N u ế m 0 = 4p

2

4

=

S.B10.8,39

F dt

2

4

=

d (N) (2.57) Ta có th vi t: ể ế

S.B10.06,4

F dt

(Kgf) (2.58) d Ho c:ặ

ự ở

hình tr có t ng kính c c t thông trong khe h không khí có th nh n ể ậ trong khe h gi a ở ữ ợ ự ừ d ỷ ệ d /d £ đ ộ , l ng h p hãn h u, ví d nh ụ ư ở ữ 0,2 (d là đ ườ

- S phân b đ u c a t ố ề ủ ừ m t vài tr c đ ườ ượ ở ộ hai c c t ụ ự ừ l n c a khe h ). ớ ủ ở

ng h p còn l i, nói chung t thông phân ườ ợ ạ ừ

55

- Trong ph n l n các tr ầ ớ b không đ u. ề ố

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

2.2.1 Xác đ nh l c hút đi n t

theo công th c Maxwell

ệ ừ

ự

ị

ứ

ợ ế ứ

ể ườ ự ệ ừ ẽ ẫ ố

ự

ng h p đó, n u áp d ng công th c (2.56), (2.57), ụ s d n đ n sai s đáng k . ể ế ề xoay chi u ể ự ề

- Trong các tr (2.58) đ tính l c hút đi n t 2.2.2 L c hút đi n t ệ ừ xoay chi u có th xác đ nh theo công th c ứ ệ ng ị thông là đ i l ạ ượ ừ

F s , t ả ử ừ ả ề ươ ậ - L c hút đi n t ừ Maxwell. Trong tr ườ bi n thiên tu n hoàn v đ l n và v ph ế - Gi = F ế

(2.59)

- Khi đó l c hút đi n t ự ẽ

56

ng h p này ph i chú ý t ợ ng. ề ộ ớ ầ thông bi n thiên theo lu t hình sin: msinw t tính theo Maxwell s là: ệ ừ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

2.2.2 L c hút đi n t

xoay chi u

ệ ừ

ự

ề

4

=

10.06,4

w2sin

t

F dt

2 m S

F - (2.60)

1

t2

=

sin 2

t

cos 2

w - , nên khi thay vào công th c (2.60) ta nh n w ứ ậ do:

4

4

=

10.03,2

10.03,2

cos

= Ft2

= -

F dt

F 2

2 m S

2 m S

F F w - w (2.61) đ c:ượ

ầ ự ổ ờ trong đó: F= - Thành ph n l c không thay đ i theo th i gian

ớ ầ

57

thông xoay chi u. F2w - Thành ph n bi n thiên theo th i gian v i t n s g p đôi t n s c a t ố ấ ế ầ ầ ố ủ ừ ờ ề

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

ệ ừ

c trình bày

xoay chi u ề ầ ủ ự

ề ượ

2.2.2 L c hút đi n t ự - Đ th bi u di n các thành ph n c a l c xoay chi u đ ồ ị ể ễ trong Hình 2.11.

ể ậ

ế ạ

ộ ậ ị ố ạ

58

c, có th rút ra các k t lu n sau: T các đ th nh n đ ậ ượ ồ ị ừ xoay chi u có d ng đ p m ch, trong m t chu kỳ - L c hút đi n t ạ ề ậ ệ ừ ự c a đi n áp ngu n có hai l n l c gi m xu ng tr s zero. (đ p m ch ố ả ầ ự ồ ệ ủ v i t n s g p hai l n t n s c a ngu n đi n). ệ ầ ầ ố ủ ớ ầ ố ấ ồ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

ƯỢ

Ế Ổ Ệ Ơ

2.2 L C HÚT ĐI N T

Ự

NĂNG L Ệ Ừ

ự

ề xoay chi u trong m t chu kỳ

2.2.2 L c hút đi n t ệ ừ ủ ự

xoay chi u ệ ừ

- Giá tr trung bình c a l c hút đi n t ộ đúng b ng giá tr c a thành ph n không đ i F= c a nó, t c là: ầ ị ủ ề ủ ị ằ ứ ổ

4

=

10.03,2

= = F

F tb

2 m S ầ ủ ự

F (2.62)

ể ệ ừ ề

ỉ ầ ị

59

xoay chi u. xoay chi u, - Đ xác đ nh toàn b các thành ph n c a l c hút đi n t ộ ị c giá tr trung bình c a l c sau đó dùng quan ta ch c n xác đ nh đ ủ ự ượ h (2.61) đ thành l p bi u th c tính l c hút đi n t ể ậ ể ệ ệ ừ ị ứ ự ề

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ệ

ắ ở

xoay chi u trong m t chu kỳ có ệ ừ ề ộ

ị ứ ả

ả ự ủ ộ

ủ ệ ủ

hút nó và sau đó khi l c hút đi n t ị

i đ ỏ ự ừ ơ ự ủ ệ ố ắ ạ ượ ả ự ị ớ

Hình 2.12. ng trên đ c g i là hi n t ng rung n p nam châm ệ ượ ắ ở ượ ọ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ộ ề - Giá tr t c th i c a l c hút đi n t ờ ủ ự hai l n gi m xu ng tr s zero. ầ ị ố ố - T i các th i đi m này d i tác đ ng c a h th ng ph n l c c a ệ ố ể ướ ờ ạ c c u (lò xo nh n p c a nam châm đi n...) n p c a nam châm ắ ủ ả ắ ơ ấ i đi n b kéo ra xa kh i c c t l ệ ừ ạ ự ệ c hút v đ t giá tr l n h n l c c a h th ng ph n l c, n p l ề ạ phía c c t ự ừ - Hi n t ệ ượ đi n xoay chi u.

60

ệ ề

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

ề

ở ng rung, trong nam châm đi n xoay chi u 1 thông l ch pha ệ bên trong khe h không khí d hai t ở ệ ừ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ộ ề - Đ lo i tr hi n t ể ạ ừ ệ ượ pha ph i t o ra ả ạ nhau.

61

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

ộ

ể ự ệ ệ ả

ể ắ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề - Có th áp d ng các bi n pháp sau, đ th c hi n vi c làm gi m ệ ụ rung n p nam châm đi n xoay chi u. ề ạ

ề ầ ầ ỗ ộ

ệ 1. Chia m ch t ừ ự ệ ạ ệ ộ

ra làm hai ph n, m i ph n đ u có cu n dây riêng và t o ra s l ch pha gi a các dòng đi n trong các cu n ữ dây đó.

2. Đ t vòng ng n m ch, ôm l y m t ph n c c t i v trí t ự ừ ạ ị ạ ắ ấ ầ ộ

ở

ứ ệ ặ khe h không khí. ệ

ể ẻ ề ứ ộ ẳ ậ ụ ự ệ ả

62

- Bi n pháp th 2 có u đi m h n h n so v i bi n pháp th 1 do ớ ơ ư vi c th c hi n đ n gi n, r ti n, vì v y nó đ c áp d ng r ng r i ượ ả ệ trong các NCĐ m t pha. ơ ộ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ệ

ắ ở

ộ

ừ ộ ặ ắ

F ạ ề

1 và F

ở

ng c a vòng ng n m ch. m t pha trên lõi có đ t vòng ng n ễ do cu n dây xoay chi u sinh ra, khi đi qua vùng 2 do nh ả ị ắ ủ

F ả ứ

nm có xu h

F thông i t ạ ừ ộ

ắ ộ

F ở ủ thông c chi u v i t ượ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề - Hình 2.12, bi u di n m ch t ạ ể m ch. T thông ộ ừ ầ F khe h không khí b chia ra làm hai thành ph n h ạ ưở 2 đi xuyên qua vòng ng n m ch gây c m ng bên trong - T thông ạ ắ ừ nó m t s c đi n đ ng E 2- (theo ng ch ng l ộ ứ ố ướ ệ đ nh lu t Lenz). ậ ị - Hay nói m t cách khác, dòng đi n ch y trong vòng ng n m ch I = ạ ệ thông Enm/rnm (v i rớ nm là đi n tr c a vòng ng n m ch) s sinh ra t ừ ớ F 1. 2 ch m pha so v i Fnm ng

ả ạ ắ 2 và làm cho F ệ ề ớ ừ ẽ ậ 63

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

có vòng ng n m ch, t ng l c hút đi n t tác ắ ệ ừ ự ạ ổ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ộ ề - Đ i v i m t c c t ộ ự ừ ố ớ đó s là: đ ng lên c c t ẽ ộ

+

= FF 1

F 2

ự ừ

4

2

2

2 1

2 2

=

+

10.06,4

sin

t

sin

(

t

)

S

S 1

2

ø Ø F F q - w w œ Œ (2.63) ß º

4

4

2 m2

2 m2

(

=

+

+

10.03,2

10.03,2

cos

t2

cos

t2

2

)œ

S

S

2 m1 S 1

2

2 m1 S 1

2

ø Ø (cid:246) (cid:230) F F F F (cid:247) (cid:231) q - w w - Œ (cid:247) (cid:231) ß º ł Ł

ễ ổ ệ ừ ứ ự tác đ ng ộ

64

theo cách khác, nh sau: - T bi u th c (2.63) có th bi u di n t ng l c hút đi n t ể ể ừ ể lên c c t ư ự ừ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề

ộ

= FF

= +

2F

w (2.64)

4

=

+

10.03,2F

2 m2 S

2 m1 S 1

2

(cid:246) (cid:230) F F (cid:247) (cid:231) trong đó: ế ổ (cid:247) (cid:231) ł Ł - là thành ph n không bi n đ i ầ theo th i gian. ờ

4

=

+

10.03,2F

cos

t2

cos(

2t2

2 m2 S

2

2 m1 S 1

(cid:246) (cid:230) F F (cid:247) (cid:231) q - w w (cid:247) (cid:231) - là thành ph nầ ł Ł

bi n thiên theo th i gian v i t n s g p đôi t n s c a l ớ ầ ố ấ ế ờ i đi n. ệ

2.

F q - là góc l ch pha gi a hai t thông ữ ừ

ầ ố ủ ướ 1 và F 65 ệ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

- Hình 2.13 bi u di n các giá tr c a l c theo th i gian.

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề ể

ị ủ ự ờ

xoay chi u, không còn có đi m ấ ằ ể ề

ệ ừ ữ ự ị ố ố

ề ả

ị ả ề ị ủ ổ ị ự ự ể ắ

ộ ễ - Ta th y r ng, t ng l c hút đi n t ổ nào b gi m xu ng tr s zero n a. - Đi u này có th đ m b o cho nam châm đi n xoay chi u không ệ min c a t ng l c F còn b rung n p n a n u nh giá tr c c ti u F ở ư bi u th c (2.64) luôn l n h n t ng ph n l c c a h th ng F ơ ổ

fl.

ể ả ữ ế ớ ả ự ủ ệ ố ứ ể

Fmin > Ffl (2.65)

ừ ể ậ ứ ề 2w trong (2.64) nh n th y r ng: T bi u th c v F ấ ằ 66

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

q ệ = 900 thì thành ph n Fầ

ộ 2; S1 = S2 và góc l ch pha

2w

ư F - N u nh : = 0, có nghĩa là t ng l c:

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề 1 = F ế ổ

ự

4

2 m2

=

+

10.03,2

= = FF

S

2 m1 S 1

2

(cid:246) (cid:230) F F (cid:247) (cid:231) (2.66) (cid:247) (cid:231) ł Ł

m t đi u ki n nh v y không th th c hi n ự ế ộ ể ự ư ậ ệ ệ ề

c vì: Nh ng, trên th c t ư đ ượ

2

nm

=q

=

tg

w d

X R

G. r nm

2

67

(2.67) d

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

ộ kháng c a vòng ng n m ch, nó đ

đây: X c xác đ nh t ừ ạ ắ ượ ị ừ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề nm - t ủ Ở (1.90).

tr c a ph n khe h không khí có đ t vòng ng n ừ ở ủ ặ ầ ắ ở Rd 2 - t

m ch. ạ

= ¥ ố ấ ằ ạ ượ

= 900 thì: tgq ệ q ; c đi u ki n: ể ạ ượ nm = 0 hay c r c v t li u d n đi n có đi n tr ở ề ỉ ậ ệ ượ ệ ệ ẫ ả

68

T (2.67) th y r ng, mu n đ t đ ừ khi w = const và Gd 2 = const, đi u này ch có th đ t đ ề nói m t cách khác ph i tìm ra đ ộ su t b ng zero. ấ ằ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề ự ị ố ự

ộ ạ

ề ổ

=

F

= + F

- Các tr s c c đ i và c c ti u c a l c hút xoay chi u t ng có th ể ể ủ ự tính đ c:ượ

Fmax

=

» (2.68)

F

= - F

Fmin

»F

(2.69) »

chính là biên đ c a thành - Trong các công th c (2.68) và (2.69): ứ ộ ủ

xoay chi u. ầ ế ệ ừ ủ ự ề

ạ

69

2 , Hình 2.14.

F ủ thông ừ ph n bi n thiên theo th i gian c a l c hút đi n t ờ - Nó chính b ng giá tr đ ị ườ ằ các vector l c xoay chi u sinh ra các t ề ự ng chéo c a hình bình hành có c nh là 1 và F

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề

ộ

=

+

+

F

cos

2

2 F = 1

2 F = 2

F.F2 = 1

= .2

q » (2.70)

4

F

10.03,2

==

F 1

2 m1 S 1

(2.71) trong đó:

4

2 m2

F

10.03,2

==

F 2

S

2

70

(2.72)

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

ng quan tr ng có ý ọ xoay chi u, đ i l ề ạ ượ ệ ừ ố ớ

ế ị

ả ả ạ ộ ề ả ầ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ộ ề - Đ i v i các c c u đi n t ơ ấ nghĩa quy t đ nh là F - Đ lo i tr s rung n p khi nó ho t đ ng c n ph i đ m b o đi u ể ạ ừ ự ki n duy nh t F

min. ắ ấ min > Ffl.

ệ

c t các đi u ki n sau: - Giá tr c a F ậ ượ ừ ề ệ ể

3

=a

=

-

f2 f4

3

(2.73) ị ủ min theo Stupel có th nh n đ S 1 S

S.

2

o

=

w m

.

r nm

(

) 2

f4 3 +

71

2

f3

2

3

(2.74) d

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề

ộ

fl

=

f

3

trong các công th c (2.73) và (2.74): ứ

FK 4 F tb trung bình và ph n l c c a h th ng ệ ừ

(2.75)

tb và F

fl - là l c đi n t ự

ả ự ủ ệ ố

ệ ố

ặ

2 - là đ l n khe h không khí

trên đó có đ t vòng ng n m ch. ph n c c t ạ ặ ắ ở ắ có đ t vòng ng n ầ ự ừ 72

v i: ớ F (Kgf). k4 = (1,1‚ 1,2) - là h s tin c y. ậ S = S1 + S2 - là di n tích c c t . ệ ự ừ S2 - là di n tích c c t ự ừ ệ d ở ộ ớ m ch. ạ

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

nm có th d dàng xác đ nh góc l ch pha

ể ễ ệ ị

F

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ộ ề c a và r - Sau khi đã ch n đ ọ ượ bi u th c (2.67). thông t gi a hai t ứ ừ ể ừ ữ 1 và F thông - T s gi a hai t ừ ỷ ố ữ

2 s là: ẽ

1

1

=

F d

2

G.F2 1 GF2 2

2

(2.76) F d

ố

1 và F

2, F1, F2 (là các s c t , t

F F ễ đ ng sinh ra các t ể ứ ừ ộ - T đ th trong Hình 2.15 bi u di n m i liên h gi a các vector 2, ta ừ ồ ị 1, F

73

đó khi thay vào (2.76) s đ ệ ữ thông c: ừ ừ ẽ ượ có: F2 = F1.cosq

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề

ộ

1

=

F

S 1 cos .S 2

2

2

F=

F+

(2.77) q F

F+ .2

.

.

cos

2 1

2 2

2 1

2 2

q F F m t khác ta có: (2.78) ặ

thay (2.77) vào (2.78) nh n đ c: ậ ượ

=

2

2

+

+ C1

.C2

cos

74

F F (2.79) q

CH

NG 2:

ƯƠ

CÁC NGUYÊN LÝ BI N Đ I

NG ĐI N C

Ế Ổ Ệ Ơ

ƯỢ

Ự

nam châm đi n

ắ ở

ệ

ộ

ể

ứ

min theo (2.69).

thông theo (2.79) thay vào trong các bi u 1=, F2= và theo c F c các giá tr l c F ượ ượ ố ị ự »F và cu i cùng ta tính đ

NĂNG L 2.2 L C HÚT ĐI N T Ệ Ừ 2.2.3 Bi n pháp gi m rung n p ả ệ xoay chi u m t pha ề - Sau khi tính các giá tr t ị ừ th c (2.71) và (2.72) ta s tính đ ẽ (2.70) s nh n đ c giá tr ị

75

ẽ ậ ượ