Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:158

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Mạch điện 1 chiều; Điện từ và cảm ứng điện từ; Dòng điện hình sin; Mạch điện xoay chiều ba pha; Máy biến áp một pha; Các loại động cơ điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: ĐIỆN KỸ THUẬT NGHỀ: ĐIỆN TỬ DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày tháng năm của Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được 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. 2
LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử dân dụng ở trình độ Trung cấp nghề, giáo trình Điện kỹ thuật là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung của Trường Cao đẳng Cơ giới. Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong quá trình đào tạo của nhà trường phải bám sát chương trình khung vì vậy giáo trình Điện kỹ thuật được biên soạn bởi sự tham gia của các giảng viên của trường Cao đẳng Cơ giới dựa trên cơ sở chương trình khung đào tạo đã được ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm cùng nhau tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau để thực hiện biên soạn giáo trình Điện kỹ thuật phục vụ cho công tác giảng dạy. Giáo trình này được thiết kế theo môn học thuộc hệ thống môn học MH08 của chương trình đào tạo nghề Điện tử dân dụng ở cấp trình độ trung cấp nghề và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, sau khi học tập xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề. Quảng Ngãi, ngày tháng năm Tham gia biên soạn 1. Ngô Thị Bích Tần Chủ biên 2. ........................... 3
MỤC LỤC Tuyên bố bản quyền 2 Lời giới thiệu 3 Môn học Điện Kỹ Thuật 4 Bài mở đầu 16 Chương 1: Mạch điện 1 chiều 21 - Mạch điện và các phần tử 22 - Các đại lượng đặc trưng 23 - Mô hình mạch điện 24 - Các định luật của mạch 27 - Biến đổi tương đương 31 - Nguyên lý xếp chồng 37 - Phương pháp giải mạch điện 39 Chương 2: Điện từ và cảm ứng điện từ 51 - Những khái niệm cơ bản 52 - Cường độ từ cảm-cường độ từ trường-từ thông 54 - Định luật cảm ứng điện từ 56 - Định luật lực điện từ 58 Chương 3: Dòng điện hình sin 63 - Khái niệm về dòng điện hình sin 64 - Các đại lượng đặc trưng của dòng điện hình sin 65 - Tính chất của mạch điện xoay chiều 69 - Công suất của dòng điện xoay chiều hình sin 70 4
- Biểu diễn dòng điện xoay chiều bằng số phức 72 - Các phương pháp giải các mạch điện xoay chiều hình sin 75 Chương 4: Mạch điện xoay chiều ba pha 93 - Khái niệm về nguồn điện ba pha. 94 - Công suất của mạch điện ba pha 97 - Cách nối nguồn và tải trong mạch điện ba pha 98 Chương 5: Máy biến áp một pha 107 Khái niệm, cấu tạo và nguyên lý làm việc 108 Tính toán, quấn bộ dây máy biến áp cảm ứng một pha công suất nhỏ 116 Chương 6: Các loại động cơ điện 120 Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 121 Động cơ điện một chiều 124 Chương 7: Khí cụ điện 131 Các khí cụ điện đóng cắt bằng tay 135 Các khí cụ điện đóng cắt tự động 147 Tài liệu tham khảo 158 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 5
Tên môn học: ĐIỆN KỸ THUẬT Mã môn học: MH 08 Vị trí, tính chất, vai trò và ý nghĩacủa môn học: + Vị trí của môn học: Là môn học cơ sở được bố trí dạy ngay từ đầu khóa học, trước khi học các môn chuyên môn..... + Tính chất của môn học: Là môn học kỹ thuật cơ sở. + Vai trò và ý nghĩa của môn học: Trang bị kiến thức cơ bản về mạch điện, điện trường, cảm ứng điện từ, điện tích; là cơ sở để học và nghiên cứu các môn học chuyên môn khác. + Đối tượng: Cho học sinh trình độ Trung cấp Mục tiêu của môn học: - Kiến thức: A1. Hiểu được các khái niệm về mạch điện 1 chiều A2. Giải thích được cấu tạo, nguyên lý của hệ thống điện xoay chiều. A3. Giải thích được cấu tạo, nguyên lý của máy biến áp, động cơ điện xoay chiều, một chiều. - Kỹ năng: B1. Vận dụng được các kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mạch xoay chiều. B2. Vận dụng được các kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp, động cơ điện 1 chiều B3. Vận dụng được các loại khí cụ điện. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Chủ đô ̣ng, nghiêm tú c trong ho ̣c tâ ̣p và công viê ̣c. 6
C2. Giữ gìn vệ sinh công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. 1. Chương trình khung nghề Điện tử dân dụng Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH/ Số MĐ/ Tên môn học, mô đun tín Trong đó chỉ Thực hành/thực Tổng Lý Kiểm tập/Thí số thuyết tra nghiệm/bài tập Các môn học 12 255 94 148 13 I chung/đại cương MH 01 Chính trị 2 30 15 13 2 MH 02 Pháp luật 1 15 9 5 1 MH 03 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 2 Giáo dục quốc phòng - MH 04 An ninh 2 45 21 21 3 MH 05 Tin học 2 45 15 29 1 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) 4 90 30 56 4 Các môn học, mô đun II chuyên môn ngành, nghề 77 1645 524 1053 68 MH 07 Kỹ thuật an toàn điện 2 30 15 13 2 MH 08 Điện kỹ thuật 4 70 43 24 3 7
Tín hiệu và phương thức MH 09 3 45 38 5 2 truyền dẫn MĐ 10 Đo lường Điện- Điện tử 3 60 27 30 3 MĐ 11 Linh kiện điện tử. 4 75 25 47 3 MĐ 12 Kỹ thuật mạch điện tử I 6 120 42 73 5 MĐ 13 Kỹ thuật mạch điện tử II 4 90 30 56 4 MĐ 14 Kỹ thuật số 4 90 30 57 3 MĐ 15 Kỹ thuật vi điều khiển 4 90 30 57 3 MĐ 16 Thiết kế mạch điện tử 4 75 22 50 3 MH 17 Điện tử công suất 3 60 28 30 2 MĐ18 Điện tử nâng cao 4 90 27 59 4 Hệ thống âm thanh- máy MĐ 19 6 120 40 77 3 thu hình Sửa chữa bộ nguồn máy MĐ 20 4 90 30 56 4 tính Sửa chữa thiết bị điện MĐ 21 6 120 40 77 3 gia dụng MĐ 22 PLC- Cơ Bản 5 120 47 67 6 MĐ 23 Thực tập sản xuất 11 300 10 275 15 Tổng cộng 89 1900 618 1201 81 2.Chương trình chi tiết môn học 8
Thời gian Thực Số Tên chương, mục hành,thí TT Lý Tổng nghệm,thảo thuyết luận,bài tập Kiểm tra Mở đầu 2 2 I Mạch điện một chiều 13 8 5 - Mạch điện và các phần 0.5 0.5 tử mạch - Các đại lượng đặc trưng quá trình năng lượng 1 1 trong mạch điện - Mô hình mạch điện 0.5 0.5 một chiều - Các định luật của 2 2 mạch điện - Các biến đổi tương 2 1 1 đương - Nguyên lý xếp chồng 1 1 - Phương pháp giải 6 2 4 mạch điện phức tạp Điện từ và cảm ứng điện II 5 5 0 từ - Những khái niệm cơ 1 1 bản về từ trường - Cường độ từ cảm- 1.5 1.5 cường độ từ trường-từ 9
thông - Định luật cảm ứng 2 2 điện từ - Định luật lực điện từ 0.5 0.5 III Dòng điện hình sin 15 9 5 1 - Khái niệm về dòng 0.5 0.5 điện hình sin - Các đại lượng đặc tr- 0.5 0.5 ưng của dòng điện hình sin - Tính chất của mạch 2 2 điện xoay chiều - Công suất của dòng 1 1 điện xoay chiều hình sin - Biểu diễn dòng điện 2 2 xoay chiều bằng số phức - Các phương pháp giải các mạch điện xoay chiều 9 3 5 1 hình sin Mạch điện xoay chiều ba IV 10 5 5 pha - Khái niệm về nguồn 1 1 điện ba pha. - Các cách nối dây máy 4 2 2 điện - Công suất của mạch 2 1 1 điện ba pha - Cách nối nguồn và tải 3 1 2 trong mạch điện ba pha 10
V Máy biến áp một pha 8 3 4 1 - Khái niệm, cấu tạo và 2 2 nguyên lý làm việc - Tính toán, quấn bộ dây máy biến áp cảm ứng một 6 1 4 1 pha công suất nhỏ VI Các loại động cơ điện 9 6 3 - Động cơ điện xoay 5 3 2 chiều không đồng bộ - Động cơ điện một 4 3 1 chiều VII Khí cụ điện 8 5 2 1 - Các khí cụ điện đóng 3 2 1 cắt bằng tay - Các khí cụ điện đóng 5 3 1 1 cắt tự động Cộng 70 43 24 3 + Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành được tính vào giờ thực hành. 3. Điều kiện thực hiện môn học: 3.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ.... 3.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình mô phỏng các động cơ điện, máy biến áp... 11
3.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. 4. Nội dung và phương pháp đánh giá: 4.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 4.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 4.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hê ̣ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiê ̣n quy chế đào tạo áp du ̣ng ta ̣i Trường Cao đẳ ng Cơ giới như sau: Điể m đá nh giá Tro ̣ng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 12
4.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột điểm kiểm tra Thường Viết/ Tự luận/ A1, B1, C1 1 Sau xuyên 10giờ. Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Định kỳ Viết và Tự luận/ A2, A3, B2, B3, 3 Sau 35giờ C1 thực hành Trắc nghiệm/ thực hành Kết thúc môn Vấn đáp và Vấn đáp và A1, A2, A3, B1, 1 Sau 70 học thực hành thực hành B2, B3, C1,C2 giờ trên mô hình 4.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 5. Hướng dẫn thực hiện môn học 5.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Điện tử dân dụng 5.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1. Đối với người dạy 13
́ * Lý thuyế t: Ap du ̣ng phương pháp da ̣y ho ̣c tich cực bao gồ m: Trình chiếu, ́ thuyết trình ngắ n, nêu vấn đề, hướng dẫn đo ̣c tà i liê ̣u, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm…. * Thực hành: - Phân chia nhó m nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nô ̣i dung đề ra. - Khi giải bài tập, làm các bài tập:... Giáo viên hướng dẫn chỗ cho nguời học. - Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài * Thả o luâ ̣n: Phân chia nhó m nhỏ thả o luâ ̣n theo nô ̣i dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 5.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả - Tham dự tối thiểu 70% các giờ giảng tích hợp. Nếu người học vắng >30% số giờ tích hợp phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: Là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, bài tập. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. 14
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc môn học. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 6. Tài liệu tham khảo: [1] Điện kỹ thuật . Nguyễn Viết Hải - Nhà xuất bản lao động Xã Hội – Hà Nội – Năm 2004. [2] Cơ sở kỹ thuật điện. Hoàng Hữu Thận. Nhà xuất bản kỹ thuật Hà Nội – Năm 1980. [3] Giáo trình kỹ thuật điện. Vụ trung học chuyên nghiệp và dạy nghề - Nhà xuất bản Giáo Dục –Năm 2005. [4] Mạch điện 1 . Phạm Thị Cư (chủ biên) - Nhà Xuất bản Giáo dục - 1996. [5] Cơ sở lý thuyết mạch điện . Nguyễn Bình Thành - Đại học Bách khoa Hà Nội - 1980. [6] Kỹ thuật điện đại cương . Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất bản Đại học và Trung học chyên nghiệp - Hà Nội - 1976. [7] Bài tập Kỹ thuật điện đại cương . Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất bản Đại học và Trung học chyên nghiệp - Hà Nội - 1980. 15
BÀI MỞ ĐẦU Mã bài: MH08- 01 Giới thiệu: Các hiện tượng nhiễm điện, dẫn điện và tương tác điện từ trường ... diễn ra trong thực tế khá phổ biến cùng với sự ứng dụng của các hiện tượng đó vào thực tế, để hiểu rõ hơn về điều này ta nghiên cứu về Tĩnh điện, Điện tích, Công của lực điện trường, Tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi… Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm cơ bản về điện trường, điện tích, điện thế, hiệu điện thế - Trình bày được sự ảnh hưởng của điện trường lên vật dẫn và điện môi. - Rèn luyện tính tư duy, tinh thần trách nhiệm trong công việc Phương pháp giảng dạy và học tập bài mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức 16
 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: không có  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính 1. Khái niệm về điện trường 1.1. Điện tích Điện tích là một đại lượng vô hướng, đặc trưng cho tính chất của một vật hay một hạt về mặt tương tác điện và gắn liền với hạt hay vật đó. r - Biểu diễn: F1 F2 F12 q1.q2 >0 q1.q2 < 0 Hình 1.1: Lực tương tác giữa 2 điện tích 1.2. Khái niệm về điện trường + Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. 17
+ Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực. E = F/q → F = E.q Đơn vị: E(V/m) (1.2) q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E. q < 0 : F cùng phương, ngược chiều với E. + Đường sức điện trường hinh 1.2: Là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Tính chất của đường sức: - Qua mỗi điểm trong điện trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và chỉ 1 đường sức điện trường. - Các đường sức điện là các đường cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng ở các điện tích âm. - Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau. - Nơi nào có cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức ở đó vẽ mau và ngược lại Hình 1.2: Đường sức điện trường 2. Điện thế - Hiệu điện thế 2.1. Công của lực điện trường: Khi điện trường tác dụng lên các điện tích, có thể làm cho các điện tích di chuyển trong điện trường, khi đó lực thực hiện một công gọi là công của lực điện trường. Xét 1 điện tích điểm q > 0 thì q gây ra lực F trong điện trường 18
Đặt vào trong điện trường 1 điện tích thử q0 > 0 Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N thì lực tĩnh điện F sẽ thực hiện một công (Hình 1.4): Hình 1.4. Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N Như vậy: “Công của lực điện làm di chuyển điện tích điểm q0 trong điện trường của điện tích q đi theo 1 đường cong bất kỳ, không phụ thuộc vào dạng đường cong dịch chuyển, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường dịch chuyển”. 2.2. Điện thế Giả sử có 1 điện tích q di chuyển từ một điểm M cho trước đến một điểm ở vô cùng. Từ biểu thức: q.q0 q.q0 q.q0 AM    4 . 0 . .rM 4 . 0 . .r 4 . 0 . .rM Chia hai vế của biểu thức cho q0 AM q  q0 4 . 0 . .rM Vế phải của biểu thức không phụ thuộc vào q0 mà chỉ phụ thuộc vào điện tích q gây ra tại điện trường và phụ thuộc vào vị trí đặt điện tích q0 AM Thương số: đặc trưng cho điện trường ta đang xét nên gọi là điện thế của q0 AM  q điện trường tại M  M   (1.6) q0 4    0 rM Cho q0 = +1 đơn vị điện tích  M  AM 19
Vậy: “Điện thế tại 1 điểm nào đó trong điện trường có giá trị bằng công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển 1 đơn vị điện tích dương từ điểm đó ra xa vô cùng” 2.3. Hiệu điện thế AMN AM AN q q       M   N  U MN q0 q0 q0 4 . 0 . .rM 4 . 0 . .rN Hiệu số (M - N) được gọi là hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N AMN  M  N  (1.7) q0 Nếu lấy q0 = +1 đơn vị điện tích thì  M   N  AMN Vậy: Đại lượng đo bằng công di chuyển một đơn vị điện tích từ M đến N gọi là điện áp của điện trường. Ký hiệu: U Điện áp giữa hai điểm của trường bằng hiệu điện thế giữa hai điểm đó. Vì thế, điện áp còn được gọi là hiệu điện thế. 20