Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

Chia sẻ: Troinangxanh10 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được các kiến thức cơ bản về mạch điện 1 chiều, xoay chiều; Phân tích được từ trường của dòng xoay chiều 1 pha, 3 pha. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: ……….. ngày ….. tháng ….. năm ……. của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật điện nghiên cứu những ứng dụng các hiện tƣợng điện từ để biến đổi năng lƣợng, đo lƣờng, điều khiển, xử lý tín hiệu. Năng lƣợng điện ngày nay trở nên rất cần thiết và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống và sản xuất của con ngƣời. Cơ sở Kỹ thuật điện là một môn học cơ sở quan trọng đối với sinh viên khối kỹ thuật. Giáo trình đƣợc biên soạn dành cho sinh viên các ngành kỹ thuật không chuyên về Điện nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản về mạch điện (thông số, mô hình, các định luật cơ bản), các phƣơng pháp tính toán mạch điện một pha và ba pha, các kiến thức cơ bản về thiết bị điện, cấu tạo và các đặc tính làm việc của chúng để có thể vận hành đƣợc trong thực tế.... Giáo trình không đi sâu vào mặt lý luận các hiện tƣợng vật lý mà chủ yếu nghiên cứu các phƣơng pháp tính toán và những ứng dụng kỹ thuật của các hiện tƣợng điện từ. Để có thể tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực điện thì sinh viên phải nắm vững những kiến thức của môn học này. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn đọc đã quan tâm và tạo mọi điều kiện cho tác giả hoàn thành bài giảng này. Giáo trình kỹ thuật điện này đƣợc biên soạn với sự tham khảo các tài liệu, sự đóng góp tận tình của các đồng nghiệp trong bộ môn.Tuy nhiên trong quá trình biên soạn giáo trình không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp, của các sinh viên và các bạn đọc quan tâm đến giáo trình này. Xin trân trọng cám ơn. Đồng Tháp, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Lam I
MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................... I MỤC LỤC ............................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU........................................................... 1 1. KHÁI NIỆM DÕNG 1 CHIỀU ......................................................................... 1 1.1.Định nghĩa dòng điện .................................................................................. 1 1.2. Bản chất dòng điện trong các môi trƣờng .................................................. 2 1.3. Cƣờng độ dòng điện ................................................................................... 4 1.4. Mật độ dòng điện ........................................................................................ 5 1.5. Điện trở vật dẫn .......................................................................................... 5 1.6. Điều kiện duy trì dòng điện lâu dài. ........................................................... 6 2. CÁC PHẦN TỬ CỦA MẠCH ĐIỆN ............................................................... 6 2.1. Định nghĩa mạch điện................................................................................. 6 2.2. Các phần tử mạch điện ............................................................................... 7 2.3. Kết cấu 1 mạch điện ................................................................................. 10 3. CÁCH GHÉP NGUỒN 1 CHIỀU................................................................... 10 3.1. Đấu nối tiếp các nguồn điện thành bộ ...................................................... 11 3.2. Đấu song song các nguồn điện thành bộ .................................................. 12 3.3. Đấu hỗn hợp các nguồn điện .................................................................... 12 4. CÁCH GHÉP PHỤ TẢI 1 CHIỀU ................................................................. 13 4.1. Đấu nối tiếp điện trở ................................................................................. 13 4.2. Đấu song song các điện trở ...................................................................... 14 4.3. Đấu hỗn hợp các điện trở.......................................................................... 15 5. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN ......................................... 15 5.1. Định luật Ôm ............................................................................................ 15 5.2. Định luật Kiếc khốp.................................................................................. 15 6. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÕNG ĐIỆN .............................................. 18 1
6.1. Công của dòng điện .................................................................................. 18 6.2. Công suất của dòng điện ........................................................................... 18 CHƢƠNG 2: TỪ TRƢỜNG ............................................................................... 19 1. KHÁI NIỆM VỀ TỪ TRƢỜNG ..................................................................... 20 1.1. Từ trƣờng của dòng điện .......................................................................... 20 1.2. Chiều từ trƣờng của một số dây dẫn mang dòng điện .............................. 20 2. CÁC ĐẠI LƢỢNG TỪ CƠ BẢN ................................................................... 22 2.1. Sức từ động (lực từ hoá) ........................................................................... 22 2.2. Cƣờng độ từ trƣờng .................................................................................. 22 2.3. Cƣờng độ từ cảm ...................................................................................... 23 3. LỰC ĐIỆN TỪ ................................................................................................ 24 3.1. Lực tác dụng của từ trƣờng lên dây dẫn có dòng điện ............................. 24 3.2. Lực tác dụng giữa 2 dây dẫn song song có dòng điện.............................. 25 4. TỪ TRƢỜNG CỦA 1 SỐ DẠNG DÂY DẪN CÓ DÕNG ĐIỆN ................. 26 4.1. Từ trƣờng của dòng điện trong dây dẫn thẳng ......................................... 26 4.2. Từ trƣờng của cuộn dây hình xuyến ......................................................... 27 CHƢƠNG 3: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ .................................................................. 28 1. HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ........................................................... 28 1.1. Định luật cảm ứng điện từ ........................................................................ 28 1.2. Sức điện động cảm ứng trong vòng dây có từ thông biến thiên ............... 30 1.3. Sức điện động cảm ứng trong dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trƣờng 31 2. NGUYÊN TẮC BIẾN CƠ NĂNG THÀNH ĐIỆN NĂNG ........................... 33 2.1. Nguyên tắc ................................................................................................ 33 2.2. Thực tế ...................................................................................................... 33 3. NGUYÊN TẮC BIẾN ĐIỆN NĂNG THÀNH CƠ NĂNG ........................... 34 3.1. Nguyên tắc ................................................................................................ 34 3.2. Thực tế ...................................................................................................... 34 4. HIỆN TƢỢNG TỰ CẢM................................................................................ 34 4.1. Hệ số tự cảm ............................................................................................. 35 2
4.2. Sức điên động tự cảm ............................................................................... 36 4.3. Ứng dụng .................................................................................................. 37 5. HIỆN TƢỢNG HỖ CẢM ............................................................................... 38 5.1. Hệ số hỗ cảm ............................................................................................ 38 5.2. Sức điện động hỗ cảm .............................................................................. 39 6. DÕNG ĐIỆN PHU CÔ (XOÁY) .................................................................... 39 6.1. Hiện tƣợng ................................................................................................ 39 6.2. Ý nghĩa ..................................................................................................... 40 6.3. Hiệu ứng mặt ngoài .................................................................................. 40 CHƢƠNG 4: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN 1 PHA ....................... 42 1. KHÁI NIỆM VỀ DÕNG HÌNH SIN .............................................................. 42 1.1. Định nghĩa ................................................................................................ 42 1.2. Nguyên lý tạo ra sức điện động xoay chiều hình sin ............................... 44 2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƢNG CHO ĐẠI LƢỢNG HÌNH SIN ............... 46 2.1. Giá trị tức thời .......................................................................................... 46 2.2. Giá trị cực đại ........................................................................................... 46 3. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG CỦA DÕNG HÌNH SIN .......................................... 46 3.1. Định nghĩa ................................................................................................ 46 3.2. Cách tính theo biên độ .............................................................................. 47 4. BIỂU THỊ CÁC LƢỢNG HÌNH SIN BẰNG SỐ PHỨC .............................. 49 4.1. Khái niệm về số phức ............................................................................... 49 4.2. Biểu diễn các lƣợng hình sin bằng số phức .............................................. 49 5. MẠCH HÌNH SIN THUẦN TRỞ .................................................................. 54 5.1. Quan hệ dòng – áp .................................................................................... 54 5.2. Công suất .................................................................................................. 55 6. MẠCH HÌNH SIN THUẦN CẢM ................................................................. 55 6.1. Quan hệ dòng – áp .................................................................................... 55 6.2. Công suất .................................................................................................. 56 7. MẠCH HÌNH SIN THUẦN DUNG ............................................................... 57 3
7.1. Quan hệ dòng – áp .................................................................................... 57 7.2. Công suất .................................................................................................. 58 8. MẠCH R - L - C MẮC NỐI TIẾP .................................................................. 58 8.1. Quan hệ dòng áp ....................................................................................... 58 8.2. Cộng hƣởng điện áp .................................................................................. 60 CHƢƠNG 5: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN BA PHA .................... 62 1. KHÁI NIỆM VỀ MẠCH ĐIỆN HÌNH SIN 3 PHA ....................................... 62 1.1. Định nghĩa ................................................................................................ 62 1.2. Nguyên lý máy phát điện 3 pha ................................................................ 62 1.3. Biểu thức sức điện động 3pha .................................................................. 64 1.4. Đồ thị thời gian và đồ thị véc tơ ............................................................... 65 2. CÁC LƢỢNG "DÂY - PHA"TRONG MẠCH 3 PHA .................................. 66 2.1. Cách nối mạch điện 3 pha......................................................................... 66 2.2. Các định nghĩa .......................................................................................... 68 3. CÁCH NỐI DÂY 3 PHA HÌNH SAO (Y) ..................................................... 68 3.1. Cách nối .................................................................................................... 68 3.2. Quan hệ các lƣợng Dây – Pha .................................................................. 69 4. CÁCH NỐI DÂY MÁY PHÁT ĐIỆN 3 PHA HÌNH TAM GIÁC ().......... 70 4.1. Cách nối .................................................................................................... 70 4.2. Quan hệ các lƣợng Dây - Pha ................................................................... 71 5. CÔNG SUẤT MẠCH BA PHA CÂN BẰNG ................................................ 71 5.1. Công suất tác dụng.................................................................................... 71 5.2. Công suất phản kháng............................................................................... 72 5.3. Công suất biểu kiến .................................................................................. 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 73 4
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Cơ sở kỹ thuật điện. Mã môn học: MH 09. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Môn học cơ sở kỹ thuật điện đƣợc bố trí học trƣớc các môn học, mô đun chuyên môn nghề. - Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở, làm nền tảng cho các mô đun thực hành chuyên môn. - Ý nghĩa và vai trò của môn học: Giúp cho ngƣời học hiểu đƣợc các định luật, đại lƣợng đặc trƣng và biểu thức cơ bản của mạch điện. Phân tích đƣợc sơ đồ đấu dây mạng 3 pha, mối quan hệ giữa đại lƣợng dây và đại lƣợng pha, công suất trong mạng 3 pha cân bằng. Mục tiêu của môn học: - Về kiến thức: + Trình bày đƣợc các kiến thức cơ bản về mạch điện 1 chiều, xoay chiều. + Phân tích đƣợc từ trƣờng của dòng xoay chiều 1 pha, 3 pha. - Về kỹ năng: + Tính toán đƣợc các bài toán đơn giản về mạch điện một chiều, xoay chiều, mạch ba pha. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện cho ngƣời học tƣ duy logic trong tính toán, c n thận, chính xác, ham học hỏi. Nội dung của môn học: 1
CHƢƠNG 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chƣơng: MH 09-01 Giới thiệu: Điện một chiều đƣợc ký hiệu là DC (Direct Current). Có thể hiểu một cách đơn giản dòng điện một chiều là dòng điện chạy theo một hƣớng cố định. Cƣờng độ của nó có thể tăng hoặc giảm nhƣng không hề thay đổi chiều. Điện một chiều có thể bắt gặp trong các thiết bị nhƣ: pin, sạc điện thoại, bình ắc quy….. Đối với điện DC thì trên thiết bị chứa điện DC sẽ có ký hiệu âm (-) và dƣơng (+). Ngoài ra, chúng ta cũng có nghe đến điện áp một chiều nhƣ: 5VDC, 12VDC, 24VDC….. Một số đặc tính của điện DC nhƣ: - Cƣờng độ dòng điện có thể tăng (giảm) nhƣng không hề thay đổi chiều. - Chiều dòng điện đƣợc quy ƣớc đi từ dƣơng sang âm. - Dòng DC đƣợc tạo ra từ nguồn pin, ắc quy, năng lƣợng mặt trời Mục tiêu: - Trình bày đƣợc khái niệm về dòng điện một chiều. - Trình bày đƣợc các phần tử trong mạch điện. - Trình bày đƣợc các định luật cơ bản của mạch điện. - Ghép đƣợc nguồn điện một chiều và ghép đƣợc phụ tải một chiều. - Tính đƣợc công suất của mạch điện một chiều. - Rèn luyện tính c n thận, tỉ mỉ trong tính toán. Nội dung chính: 1. KHÁI NIỆM DÕNG 1 CHIỀU 1.1.Định nghĩa dòng điện Là dòng chuyển dời có hƣớng của các hạt mang điện tích dƣới tác dụng của lực điện trƣờng. Ngƣời ta quy ƣớc dòng điện là dòng chuyển dời của các hạt mang điện tích dƣơng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp. cùng chiều với điện trƣờng. 1
I(t) Im t(s) Hình 1.1: Dòng điện một chiều Dòng điện xuất hiện khi có sự chuyển dời có hƣớng của các e tự do trong kim loại hoặc các iôn trong dung dịch điện phân. Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều và trị số không thay đỗi theo thời gian. Ví dụ: pin, ắc qui, nắn từ nguồn xoay chiều . . . 1.2. Bản chất dòng điện trong các môi trường Dòng điện trong kim loại: Thành phần cấu trúc của kim loại: Các nguyên tử của kim loại sắp xếp đều đặn tạo thành mạng tinh thể. Ở mỗi nút mạng là một nguyên tử có các e mang điện tích âm bao quanh. Các e ở lớp ngoài cùng có liên kết yếu nên dễ dàng tách ra khỏi hạt nhân để trở thành e tự do tồn tại trong bản thân kim loại. Hình 1.2: Dòng điện trong kim loại Bản chất của dòng điện trong kim loại: Khi chƣa có tác dụng của điện trƣờng ngoài thì các e tự do trong kim loại chuyển động nhiệt hỗn loạn. Nhƣng khi dƣới tác dụng của điện trƣờng ngoài E thì các e chịu tác dụng của lực điện trƣờng sẽ di chuyển ngƣợc chiều điện trƣờng từ nơi có điện thế thấp đến nơi có điện thế cao, còn các iôn dƣơng thì ngƣợc lại. Vậy dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hƣớng của các e tự do, ngƣợc chiều điện trƣờng E. 2
Dòng điện trong dung dịch điện phân: Thành phần của dung dịch điện phân Ví dụ: NaCl  H 2O  Na   Cl  H 2 SO4  H 2O  2H   SO42 Vậy trong dung dịch điện phân có ion âm, ion dƣơng và chất điện môi. Bản chất của dòng điện trong dung dịch điện phân: khi chƣa có tác dụng của điện trƣờng E, các ion trong dung dịch điện phân chuyển động hỗn loạn. Nhƣng khi dƣới tác dụng của điện trƣờng ngoài E thì các ion dƣơng sẽ di chuyển theo chiều điện trƣờng còn các ion âm di chuyển theo chiều ngƣợc lại. Vậy Dòng điện trong dung dịch điện phân là dòng chuyển dời có hƣớng của các ion, ion dƣơng di chuyển theo chiều điện trƣờng còn ion âm di chuyển ngƣợc lại. Hình 1.3: Dòng điện trong dung dịch điện phân Dòng điện trong chất khí: Trong những điều kiện bình thƣờng, chất khí gồm những nguyên tử và phân tử trung hòa về điện. Khi chất khí bị đốt nóng hoặc bị kích thích thì một số nguyên tử hoặc phân tử mất bớt electron và trở thành ion dƣơng. 3
Hình 1.4: Dòng điện trong chất khí Một số electron mới đƣợc tạo thành này có thể chuyển động tự do, một số khác kết hợp với nguyên tử hay phân tử trung hòa tạo thành ion âm. Nhƣ vậy, do tác động bên ngoài mà trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện tự do: electron, ion dƣơng, ion âm. Khi không có điện trƣờng đặt vào khối khí đã bị ion hóa, các ion và e chuyển động nhiệt hỗn loạn, không có dòng điện trong chất khí. Khi có điện trƣờng ngoài đặt vào khối khí đã bị ion hóa, các ion âm và electron chuyển động về phía cực dƣơng, các ion âm chuyển động về phía cực âm tạo nên dòng điện chạy trong chất khí. Vậy dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hƣớng của các ion dƣơng theo chiều điện trƣờng, các ion âm và electron ngƣợc chiều điện trƣờng. 1.3. Cường độ dòng điện Là đại lƣợng đặc trƣng cho độ lớn của dòng điện, đƣợc xác định bằng lƣợng điện tích Q chạy qua một đơn vị tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian t. Cƣờng độ dòng điện mạnh hay yếu tùy vào lƣợng electron di chuyển trong một đơn vị thời gian. Q I , ( A) t Nếu điện lƣợng qua tiết diện thẳng của dây dẫn thay đỗi theo thời gian thì giá trị của dòng điện đƣợc xác định: dQ i , ( A) dt Trong hệ đơn vị đo lƣờng quốc tế SI các đại lƣợng có đơn vị: - Điện lƣợng Q, đơn vị Culông, ký hiệu: C 4
- Thời gian t, đơn vị giây, ký hiệu: s - Dòng điện I, đơn vị ampe, ký hiệu: A 1.4. Mật độ dòng điện Cƣờng độ dòng điện qua một đơn vị diện tích tiết diện đƣợc gọi là mật độ dòng điện, ký hiệu là J I J S Trong đó: J[A/m2] - Mật độ dòng điện; S[m2] - Tiết diện dây; I[A] - Cƣờng độ dòng điện. Cƣờng độ dòng điện dọc theo một đoạn dây dẫn là nhƣ nhau ở mọi tiết diện nên ở chổ nào tiết diện dây nhỏ, mật độ dòng điện sẽ lớn và ngƣợc lại. 1.5. Điện trở vật dẫn Khái niệm: Khi đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu của các vật dẫn khác nhau thì kết quả đo đƣợc các dòng điện qua chúng cũng khác nhau. Điều này chứng tỏ khả năng cản trở dòng điện của các vật dẫn khác nhau thì khác nhau. Để đặc trƣng cho mức độ cản trở đó ngƣời ta đƣa ra khái niệm điện trở, ký hiệu R (đơn vị (, K, . . .). Bản chất của điện trở: Điện trở của một vật dẫn phụ thuộc vào hình dáng, bản chất, kích thƣớc và nhiệt độ của vật dẫn đó: Sự phụ thuộc của điện trở vào kích thươc và bản chất vật dẫn: Xét một đoạn mạch đồng nhất có tiết diện S chiều dài l đặt trong môi trƣờng có nhiệt độ không đổi lúc đó điện trở của vật dẫn đƣợc xác định: l R   . , () S Trong đó: R[] - Điện trở vật dẫn; [.m] - Điện trở suất của vật dẫn, phụ thuộc vào bản chất của từng vật dẫn; l[m] - Chiều dài; S[mm2] - Tiết diện. Ví dụ: Tính điện trở của 1km dây đồng có tiết diện S = 50mm2, Cu= 0,0175.m. 5
Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ: Một vật dẫn với cùng một điện áp, nhƣng khi nhiệt độ khác nhau thì điện trở lại khác nhau thể hiện qua công thức: r  r0 (1   (   0 )), () . Trong đó:  - Độ tăng nhiệt độ, với  =  - 0; r - Điện trở của vật dẫn tại nhiệt độ ; r0 - Điện trở của vật dẫn tại nhiệt độ lúc ban đầu;  - Hệ số nhiệt điện trở của vật liệu. Ví dụ: xác định nhiệt độ hiện tại của cuộn dây đồng, biết ở 20oC có điện trở r0 = 1,2 và điện trở hiện tại đo đƣợc là r = 1,44 ; Cho Cu = 0,004 oC-1. Hiện tượng siêu dẫn: Khi hạ nhiệt độ của vật dẫn kim loại xuống độ không tuyệt đối 0ok (- 273oC) thì điện trở của nó giảm đột ngột xuống bằng 0, gọi là hiện tƣợng siêu dẫn. Nhiệt độ mà vật liệu chuyển sang trạng thái siêu dẫn gọi là nhiệt độ tới hạn. 1.6. Điều kiện duy trì dòng điện lâu dài. Ðể duy trì dòng điện, cần duy trì điện trƣờng bên trong vật dẫn. Vì năng lƣợng của điện trƣờng này bị tiêu hao trong quá trình dịch chuyển điện tích, cho nên năng lƣợng này phải luôn luôn đƣợc bổ sung. Nhƣ vậy cần một cơ cấu nhƣ thế nào đó để biến đổi một dạng năng lƣợng khác (nhƣ hóa năng chẳng hạn) thành năng lƣợng điện trƣờng. Cơ cấu nhƣ vậy đƣợc gọi là suất điện động hay nguồn điện. Vì vậy, để có dòng điện, ta cần nối vật dẫn với các cực của nguồn điện, chẳng hạn, với các cực của một pin, một ắc qui. Tóm lại điều kiện để có dòng điện là ở hai đầu vật dẫn phải có một điện áp. Thiết bị tạo ra điện áp gọi là nguồn điện. 2. CÁC PHẦN TỬ CỦA MẠCH ĐIỆN 2.1. Định nghĩa mạch điện Mạch điện là hệ thống các phần tử, linh kiện kết nối lại với nhau để thực hiện chức năng nào đó. Để nghiêng cứu mạch điện trong thực tế, thì đối với những ngƣời mới bắt đầu, ngƣời ta đề nghị không cần thiết bắt tay ngay trên mạch điện thực mà có thể tiến hành trên các hình vẽ tƣợng trƣng gọi là mô hình mạch, gọi tắt là mạch. 6
Mạch điện thực Mô hình mạch Hình 1.5: Mô hình mạch điện Cấu trúc mạch điện (mô hình mạch): đƣợc tạo thành từ các phần tử mạch K Nguồn RL điện Dây dẫn Hình 1.6: Cấu trúc của một mạch điện đơn giản Tóm lại: Mạch điện là tập hợp các thiết bị (linh kiện) nhƣ nguồn điện, khí cụ điện, tải tiêu thụ và dây dẫn nối kín nguồn với tải để có dòng điện chạy trong mạch. 2.2. Các phần tử mạch điện Nguồn điện: là thiết bị biến đổi các dạng năng lƣợng khác thành điện năng hay nói cách khác nguồn điện là thiết bị phát ra điện năng. Về nguyên lý, nguồn điện là thiết bị biến đổi các dạng năng lƣợng nhƣ cơ năng, hóa năng, nhiệt năng thành điện năng. 7
Hình 1.7: Thiết bị biến đổi năng lƣợng Ký hiệu: Nguồn điện một chiều Nguồn điện xoay chiều U U Ví dụ: Pin, ắc quy biến đổi hóa năng thành điện năng; Pin mặt trời biến đổi quang năng thành điện năng; Máy phát điện, biến đổi cơ năng thành điện năng. Tải tiêu thụ RL (phụ tải): là các thiết bị biến đổi điện năng thành các dạng năng lƣợng khác nhƣ bóng đèn, bếp điện, động cơ điện . . . Hình 1.8: Một số thiết bị phụ tải Dây dẫn điện: dùng để dẫn điện từ nguồn điện đến phụ tải, thƣờng dùng dây đồng hay dây nhôm có điện trở nhỏ. Điện trở dây dẫn đƣợc tính: l R   () s Trong đó: ρ[Ω/m] - Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn l[m] - Chiều dài dây dẫn; S[m2] - Tiết diện dây dẫn. 8