Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới (2022)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:128

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên vẽ và nêu nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lưu đúng yêu cầu; Giải thích được dạng sóng vào, ra ở bộ biến đổi AC-AC; Giải thích được nguyên lý làm việc và tính toán những bộ biến đổi AC-AC. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện tử dân dụng - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới (2022)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NGHỀ: ĐIỆN TỬ DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:764/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày 22 tháng 11 năm 2022 của Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 1
(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 Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, nghiên cứu ứng dụng các linh kiện bán dẫn công suất làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trình biến đổi điện năng. Sự ra đời và hoàn thiện của các linh kiện điện tử công suất với những tính năng dòng điện, điện áp, tốc độ chuyển mạch ngày càng được nâng cao. Tổn hao công suất giảm đáng kể, ngày càng đáp ứng những yêu cầu phức tạp của các quy luật biến đổi năng lượng trong các bộ biến đổi làm cho kỹ thuật điện truyền thống thay đổi sâu sắc. Ở Việt Nam cho đến nay đã có khá nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn bài tập về điện tử công suất đã được biên soạn và biên dịch của nhiều tác giả, của các chuyên gia đầu ngành về điện tử công suất. 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 tử công suất 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 tử công suất phục vụ cho công tác giảng dạy. Giáo trình này được thiết kế theo môn học thuộc hệ thống môn học MĐ17 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 môn học này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, môn học khác của nghề. Quảng Ngãi, ngày .... tháng .... năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Phan Ngọc Bảo Chủ biên 2. ………….............. 3. ……….............…. 3
MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG 1. Lời giới thiệu 2 2. Mục lục 3 3. Bài 1: Linh kiện điện tử công suất 11 4. 1. Khái niệm cơ bản về điện tử công suất 12 5. 2. Linh kiện điện tử công suất 21 6. Bài 2: Mạch tạo xung kích 55 7. 1. Giới thiệu mạch kích 56 8. 2. Mạch tạo xung kích không đồng bộ 56 9. 3. Mạch tạo xung kích đồng bộ 61 1 Bài 3: Chỉnh lưu một pha có điều khiển 68 0. 1 1. Khái niệm cơ bản về kỹ thuật chỉnh lưu 69 1. 1 2. Chỉnh lưu bán kỳ 70 2. 1 3. Chỉnh lưu toàn kỳ 74 3. 1 4. Chỉnh lưu cầu đối xứng 77 4. 1 5. Chỉnh lưu cầu không đối xứng 80 5. 1 Bài 4: Chỉnh lưu ba pha có điều khiển 84 6. 1 1. Khái niệm cơ bản về kỹ thuật chỉnh lưu 85 7. 1 2. Chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển 86 8. 1 3. Chỉnh lưu cầu đối xứng có điều khiển 89 9. 2 4. Chỉnh lưu cầu không đối xứng có điều khiển 93 0. 2 Bài 5: Biến đổi điện áp 97 1. 2 1. Khái niệm cơ bản về kỹ thuật biến đổi điện AC 98 2. 4
2 2. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha điều khiển toàn chu kỳ 99 3. 2 3. Biến đổi điện AC một pha điều khiển không đối xứng 100 4. 2 4. Biến đổi điện AC một pha điều khiển đối xứng 102 5. 2 5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha tải mắc hình sao 107 6. 2 6. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha tải mắc tam giác 107 7. 2 Bài 6: Nghịch lưu – Biến tần 110 8. 2 1. Khái niệm cơ bản về kỹ thuật nghịch lưu 111 9. 3 2. Bộ biến đổi điện cơ bản 112 0. 3 3. Bộ biến đổi điện loại bán cầu 113 1. 3 4. Bộ biến đổi điện loại cầu đầy đủ 113 2. 3 5. Bộ biến đổi điện song song (Biến đổi với biến thế có điểm 113 3. giữa) 3 6. Kỹ thuật điều khiển bộ biến đổi điện 117 4. 3 7. Mạch nghịch lưu một pha 24VDC ra 220VAC 120 5. 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 6. 5
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên Môn học: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mã môn học: MĐ17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Môn học Điện tử công suất học sau các môn học, môn học kỹ thuật cơ sở, đặc biệt là các mô đun, môn học: Mạch điện; Điện tử cơ bản .... - Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề. - Ý nghĩa và vai trò của môn học: Điện tử công suất đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành Điện, Điện tử, đáp ứng những yêu cầu phức tạp của qui luật biến đổi năng lượng, kích thước nhỏ gọn, khả năng đóng cắt cao, tổn hao công suất thấp. Môn học này trang bị cho học viên những kiến thức và kỹ năng cơ bản của Điện tử công suất - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Điện tử dân dụng 6
Mục tiêu của môn học: - Kiến thức: A1. Vẽ và nêu nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lưu đúng yêu cầu. A2. Giải thích được dạng sóng vào, ra ở bộ biến đổi AC-AC. A3. Giải thích được nguyên lý làm việc và tính toán những bộ biến đổi AC-AC. - Kỹ năng: B1. Vận dụng được các kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung và biến đổi dạng xung. B2. Vận dụng được các loại mạch điện tử công suất trong thiết bị Điện tử dân dụng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc. 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) Trong đó Tên mô Thực Mã Số hành/ đun, Tổng MH/MĐ Tín chỉ Lý thực môn học số Kiểm tra thuyết tập/thí nghiệm/b ài tập Các môn học I 12 255 94 148 13 chung/đạ i cương MH 01 Chính trị 2 30 15 13 2 MH 02 Pháp luật 1 15 9 5 1 Giáo dục MH 03 1 30 4 24 2 thể chất MH 04 Giáo dục 2 45 21 21 3 quốc phòng - 7
An ninh MH 05 Tin học 2 45 15 29 1 Ngoại MH 06 ngữ (Anh 4 90 30 56 4 văn) Các môn học, mô đun II chuyên 77 1645 524 1053 68 môn ngành, nghề Kỹ thuật MH 07 an toàn 2 30 15 13 2 điện Điện kỹ MH 08 4 70 43 24 3 thuật Tín hiệu và phương MH 09 3 45 38 5 2 thức truyền dẫn Đo lường MĐ 10 Điện- 3 60 27 30 3 Điện tử Linh kiện MĐ 11 4 75 25 47 3 điện tử. Kỹ thuật MĐ 12 mạch 6 120 42 73 5 điện tử I Kỹ thuật MĐ 13 mạch 4 90 30 56 4 điện tử II Kỹ thuật MĐ 14 4 90 30 57 3 số MĐ 15 Kỹ thuật 4 90 30 57 3 vi điều 8
khiển Thiết kế MĐ 16 mạch 4 75 22 50 3 điện tử Điện tử MĐ 17 3 60 28 30 2 công suất Điện tử MĐ18 4 90 27 59 4 nâng cao Hệ thống âm thanh- MĐ 19 6 120 40 77 3 máy thu hình Sửa chữa MĐ 20 bộ nguồn 4 90 30 56 4 máy tính Sửa chữa thiết bị MĐ 21 6 120 40 77 3 điện gia dụng PLC- Cơ MĐ 22 5 120 47 67 6 Bản Thực tập MĐ 23 11 300 10 275 15 sản xuất Tổng cộng 89 1900 618 1201 81 2. Chương trình chi tiết môn học Tên các Thời gian (giờ) Số bài trong Tổng Lý Thực Kiểm TT môn học số thuyết hành tra 1 Linh kiện điện tử công suất 10 5 5 2 Mạch tạo xung kích 10 5 5 3 Chỉnh lưu một pha có điều khiển 11 5 5 1 4 Chỉnh lưu ba pha có điều khiển 13 5 7 1 5 Biến đổi điện áp 9 4 5 6 Nghịch lưu biến tần 7 4 3 Cộng: 45 15 28 2 9
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 thực hành, bộ dụng cụ nghề điện, điện tử, điện tử dân dụng… 3.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện tử công suất 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 Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 04/2022/TT-BLĐTBXH, ngày 30/3/2022 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như sau: Điểm đánh giá Trọng 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% 4.2.2. Phương pháp đánh giá 10
Phương Phương Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm pháp pháp kiểm tra đánh giá cột kiểm tra đánh giá tổ chức Viết/ Tự luận/ Thường Thuyết Trắc nghiệm/ A1, C1, C2 1 Sau 10 giờ. xuyên trình Báo cáo Tự luận/ Viết và Định kỳ Trắc nghiệm/ thực A2, B1, C1, C2 3 Sau 31 giờ thực hành hành Kết thúc Vấn đáp và Vấn đáp và thực A1, A2, A3, B1, 1 Sau 60 giờ môn học thực hành hành trên mô hình B2, C1, C2 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 * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm…. * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra. - Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập:... Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học. - Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng các hệ truyền động dùng điện tử công suất, các loại thiết bị điều khiển. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. 11
* 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 80% các giờ giảng tích hợp. Nếu người học vắng >20% 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, thực hành. 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. - 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]- Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, lý thuyết, thiết kế, ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2008. [2]- Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2004 [3]- Võ Minh Chính, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2008 [4]- Phạm Quốc Hải, Phân tích và giải mạch điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2002 [5]- Lê Đăng Doanh, Nguyễn Thế công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất tập 1,2, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2007 12
BÀI 1: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mã bài: MĐ17-01 Giới thiệu: Điện tử công suất là lĩnh vực áp dụng khá rộng trong sản xuất, trong công nghiệp, mà nó dựa trên nền tảng của các môn học mạch điện tử, kỹ thuật xung số… Trong đó đối tượng được điều khiển để truyền năng lượng điện có kiểm soát từ nguồn đến tải. Công suất này có trị số từ vài chục watt đến vài gigawatt. Yêu cầu quan trọng trong điện tử công suất là hiệu suất và giá trị kinh tế do đó phải sử dụng kỹ thuật giao hoán nhằm giảm thiểu tổn thất trong quá trình chuyển đổi và điều khiển. Bài học này giúp cho người học hiểu được các khái niệm của một đại lượng là rất cần thiết, từ đó có thể tư duy tính toán các đại lượng để áp dụng cho từng mạch điện cụ thể. Vì vậy bài này cung cấp cho học viên các khái niệm cơ bản của các đại lượng. Mục tiêu: - Trình bày được các định luật cơ bản tính toán giá trị trung bình và giá trị hiệu dụng và công suất của các đại lượng điện. - Vẽ được ký hiệu, giải thích nguyên lý hoạt động và tính toán được công suất cho các linh kiện công suất. - Đo kiểm tra các linh kiện điện tử công suất - Nghiêm túc, tích cực, chủ động trong học tập. - Chấp hành tốt các yêu cầu qui định về bài học và làm thực hành 13
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học. Phương pháp giảng dạy và học tập bài 1 - 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. Nhớ cách đo, kiểm tra linh kiện công suất. - 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  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: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Khái niệm cơ bản về điện tử công suất Điện tử công suất là biến đổi điện áp và dòng điện đầu vào thông qua các thiết bị bán dẫn công suất có điện áp, dòng điện đầu ra mong muốn. Có thể nói rộng hơn Điện tử công suất là một lĩnh vực nghiên cứu về điện áp và dòng điện. → Lịch sử hình thành điện tử công suất Năm 1939 William Shockley tìm ra nguyên lý chất bán dẫn. 14
Năm 1947, Walter H. Brattain và John Bardeen phát minh ra transistor tiếp xúc điểm lưỡng cực. Hình 1.1. Các lĩnh vực sử dụng điện tử công suất Năm 1948, Shockley phát minh ra transistor mối nối lưỡng cực đồng thời làm giảm chi phí và kích thước trong khi tăng hiệu suất của transistor bắt đầu một cuộc cách mạng trong điện tử bán dẫn. Vào những năm 1950, điốt điện bán dẫn ra đời thay ống chân không. Vào năm 1960, MOSFET được giới thiệu. Ngày nay đây là ngành phát triển hiện đại và phổ biến. 15
Hình 1.2. Những môn học sử dụng điện tử công suất 1.1. Các đại lượng điện đặc trưng 1.1.1. Dòng điện xoay chiều Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều hay còn được gọi là dòng điện AC (Alternating Current) đây là dòng điện có chiều biến thiên tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian. Thông thường sự thay đổi này thường tuần hoàn theo chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều. Trong điện dân dụng và công nghiệp dòng điện xoay chiều có điện áp là 110V hoặc 220V, tần số tuần hoàn là 50–60 Hz. Kí hiệu: Trong kỹ thuật điện, nguồn điện xoay chiều được được ký hiệu bởi hình ~ (dấu ngã - đây là biểu tượng gợi đến dạng sóng hình sin). Cách tạo ra dòng điện xoay chiều Đối với với cách tạo ra dòng điện xoay chiều không có gì khó khăn. Để có thể thực hiện các em có thể làm theo hai cách sau: Cách thứ nhất: Đặt một cuộn dây dẫn kín, sau đó cho nam châm quay quanh cuộn dây dẫn đó. Đối với cách này các em sẽ thu được dòng điện xoay chiều tương đối đơn giản. Cách thứ hai: Đặt nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín. Cách này hay được áp dụng vì thu được dòng điện AC không quá khó khăn. Hình 1.3. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều. Một số đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều Tìm hiểu kỹ về một số đại lượng như: Công suất, chu kỳ và tần số, biên độ, giá trị hiệu dụng, pha của dòng điện. 16
Công suất của dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều có công suất dựa vào cường độ, điện áp và độ lệch pha giữa hai đại lượng trên, công suất của dòng điện AC có công thức: P = U.I.cosα Trong đó: U: Điện áp I: Dòng điện α: Góc lệch pha giữa U và I Chú ý: Trong trường hợp dòng điện AC đi qua điện trở thì độ lệch pha giữa U và I có α = 0 khi đó cosα = 1 Trường hợp dòng điện AC đi qua cuộn dây hoặc tụ điện thì độ lệch pha giữa U và I là 90 độ hoặc -90 độ thì khi đó cosα = 0 và P = 0 Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều Chu kỳ của AC ký hiệu là T tức là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ và được tính bằng giây (s). Tần số điện xoay chiều: là số lần lặp lại trạng thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây ký hiệu là F đơn vị là Hz. F = 1/ T Biên độ của dòng điện xoay chiều Biên độ của dòng điện xoay chiều thường sẽ cao hơn điện áp mà ta đo được từ các đồng hồ và cũng chính là giá trị điện áp đỉnh của dòng xoay chiều. Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều Thường là giá trị chúng ta đo được từ các đồng hồ cũng chính là giá trị điện áp được ghi trên jack cắm nguồn của các thiết bị điện tử. Ví dụ: Nguồn 220V AC mà ta đang sử dụng chính là chỉ giá trị hiệu dụng. Pha của dòng điện AC xoay chiều Nhắc đến pha của dòng điện AC thì thường nói tới sự so sánh giữa hai dòng điện AC cùng tần số. Khi đó người ta sẽ sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để xác định pha của dòng điện AC. Hai dòng điện AC cùng pha: Hai dòng điện có các thời điểm điện áp cùng tăng và cùng giảm như nhau. 17
Hình 1.4. Hai dòng điện cùng pha. Dòng điện AC ngược pha: Là hai dòng điện lệch pha 180 độ, khi dòng điện này tăng thì dòng điện kia giảm và ngược lại. Hình 1.5. Dòng điện xoay chiều ngược pha. Dòng điện AC lệch pha: Là hai dòng điện có các thời điểm điện áp tăng giảm lệch nhau. Hình 1.6. Dòng điện xoay chiều lệch pha. 18
Tác dụng của dòng điện xoay chiều Cũng giống như dòng điện một chiều (DC), một số tác dụng tiêu biểu của dòng điện xoay chiều có thể kể đến như sau: - Tác dụng nhiệt: Đây là một trong những tác dụng đầu tiên mà có thể kể đến của dòng điện xoay chiều. (Ví dụ như: đèn sợi đốt, lò vi sóng, bàn ủi,...) - Tác dụng quang: Ví dụ của tác dụng quang dễ gặp nhất đó chính là bóng đèn sợi đốt, bút thử điện,... - Tác dụng từ: Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ như tạo ra từ trường biến lõi sắt thành nam châm điện, chuông điện, cần cẩu điện,... Ngoài những tác dụng trên dòng điện xoay chiều còn có một số tác dụng có thể kể đến như: tác dụng sinh lý (được dùng dùng trong y tế: trợ tim, châm cứu,...), tác dụng hóa học (dùng để điện phân các chất hóa học, mạ vàng,...) Ứng dụng dòng điện xoay chiều trong đời sống Chúng ta có thể thấy điện xoay chiều có ở khắp mọi nơi từ gia đình, trong công nghiệp, công nghệ thông tin,... Sở dĩ dòng điện xoay chiều phổ biến là do nó có thể truyền tải điện năng đi khoảng cách xa một cách dễ dàng. Hãy cùng Monkey tìm hiểu rõ hơn những ứng dụng của dòng điện AC trong đời sống hàng ngày nhé. Trong dân dụng: Ngày nay động cơ điện xoay chiều có mặt ở hầu hết mọi lĩnh vực, từ các động cơ nhỏ có trong chính ngôi nhà của chúng ta như lò vi sóng, máy giặt, quạt điện,... Đối với ngành công nghệ thông tin: Động cơ điện xoay chiều thường thấy nhất trong các thiết bị máy tính (trong các ổ cứng, ổ quang)và chúng thường là các động cơ bước rất nhỏ. Ngành công nghiệp: Dòng điện xoay chiều giúp khai khoáng, dầu mỏ, vận hành các máy móc công nghiệp, cần trục điện,.... 19
1.1.2. Dòng điện một chiều Định nghĩa: Dòng điện 1 chiều là dòng dịch chuyển có hướng của các electron mang điện theo chiều chuyển động của các hạt điện tử tự do khác. Các hạt electron này luôn di chuyển một hướng nhất định theo thời gian nên có chiều không thay đổi. Dòng điện 1 chiều thông thường được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau như pin, năng lượng mặt trời. Dòng điện 1 chiều có thể di chuyển trong nhiều vật dẫn, chất bán dẫn khác nhau cũng như trong dây điện, hay thậm chí trong vật liệu cách điện và chân không. Ký hiệu dòng điện một chiều Dòng điện một chiều (viết tắt của cụm từ Direct Current). Ký hiệu của dòng điện 1 chiều là DC. Trong một mạch điện, dòng một chiều sẽ được ký hiệu với hai cực dương (+) và cực âm (-). Công thức tính dòng điện 1 chiều Dòng điện 1 chiều có các đại lượng tiêu biểu bao gồm: cường độ dòng điện, điện áp. Và có công thức tính cường độ dòng điện 1 chiều không đổi như sau: I = q/t (A) Trong đó: I là cường độ dòng điện 1 chiều. q là điện lượng đi qua tiết diện dây dẫn. t là thời gian điện lượng di chuyển qua. Ngoài ra, cường độ dòng điện 1 chiều cũng có thể tính qua định luật Ôm, với công thức: I=U/R Trong đó: U là điện áp/ hiệu điện thế của dòng điện, đơn vị là V. R là điện trở của cả dòng điện, đơn vị là Ω. I là cường độ dòng điện, đơn vị là A - ampe Ứng dụng của dòng điện một chiều Tương tự như các dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều cũng mang đến nhiều ứng dụng trong cuộc sống, lao động sản xuất. 20