Giáo trình Kỹ thuật điện (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trung cấp) - Trường TCN Kỹ thuật công nghệ Hùng Vương

Chia sẻ: Hương Hoa Cỏ Mới | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Kỹ thuật điện với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được các mô hình mạch, mô hình toán của hệ thống mạch điện, các loại máy điện - khí cụ điện; Giải thích được các định luật cơ bản của kỹ thuật điện; Xác định được phương pháp đo các đại lượng điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kỹ thuật điện (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trung cấp) - Trường TCN Kỹ thuật công nghệ Hùng Vương

UY BAN NHAN DAN QU~N 5 TRUONG TRUNG CAP NGHE KY THU~T CONG NGHt HUNG VUONG , ' GIAOTRINH ' , Nghe: Cat gQt kim lo~i TRINH DO• TRUNG CAP TPHCM-2019
UY BAN NHAN DAN QU4N 5 TRUONGTCNKYTHuiTcONGNGH¥HUNGVUONG GIAOTRINH Ky thu~t di~n NGHE CAT GOT • KIM LOAI • Trinh di} trung cfip (Ban hanh theo Quyitatnh S6 51/QD-KTCNHVngay 28 thang 08 nam 2013 cua Hi¢u trucrng trucrng Trung cdp nghi Ky thu(tt Cong ngh¢ Hung Vuong) TP.HCM - 2013
1 LOINOIBAU I.VJ TRI, TiNH CHAT MON HQC Vi tri: + Mon h9c Ky thu?t di~n dugc h9c trong h9c ky II nam thu nhftt. + H9c tru&c mo-dun Di~n CO' ban. - Tinh chftt + Mon h9c Ky thu?t di~n thu9c 1110 dun ky thu?t ca sa, n6 d6ng vai tro quan tr9ng trong qua trinh dao te;io trung cftp nghS n6i chung va Cao ding nghS dt g9t kim loe;ii n6i rieng. + Mon h9c Ky thu?t di~n la nSn tang dS sinh vien d6 dang tiSp thu kiSn thuc cua mon h9c khac trong chuyen nganh. II. MVC TIEU MON.HQC - Trinh bay dugc cac 1110 hinh me;ich, 1110 hinh toan cua h~ th6ng me;ich di~n, cac loe;ii may di~n - khi C\l di~n. - Giai thich dugc cac dinh lu?t ca ban cua ky thu?t di~n. - Xac dinh dugc phuang phap do cac de;ii lugng di~n. - Phan tich va giai dugc cac bai toan trong 111e;ich di~n. - ThiSt kS dugc cac me;ich diSu khiSn d9ng ca dan gian. - Ren luy~n tinh ky lu?t, kien tri, cAn th?n, nghiem tuc, chu d9ng va tich cvc sang te;io trong h9c t?P-
2 . CO BAN VE MACH CHUONG I: KIIAI NIEM . BIEN. . 1. Nhfrng khai nifm CO' ban v~ m~ch difn m
3 2. Cac djnh lu~t : 2.1. Dinh lu~t Ohm : Dinh lu~t Ohm n6i len m6i lien h~ gifra dong di~n qua m9t do~ mi;ich va di~n ap gifra hai d§.u doi;in mi;ich3~1 c3 0 TT Gia su di~n ap d~t vao hai d§.u doi;in mi;ich (v~t d&n) dai l la U, n6 se t~o ra di~n tnrang dSu c6 cuang d9 la: &=- u I Du6i tac dµng cua di~n truang, cac ph§.n tu dfin di~n se di chuySn t~o thanh dong di~n. Di~n truang cang m~nh thi m~t d9 dong di~n cang 16n, me cuang d9 dong di~n ty 1~ v6i cuang d9 di~n truang. I 6 = y& = - s a day, Y duqc g9i la di~n dfin su§.t, ph\l thu9c vao ban ch§.t d~n di~n cua v~t li~u. Di~n dfin su§.t cang 16n, v~t li~u d~n di~n cang t6t. Thay gia tri 6 v:ao ta duqc: I U -=r- s I s ⇒ I= y-U = gU I g: duqc g9i la di~n dfin cua do~n m~ch Tu biSu thuc tren ta th§.y: Dong di~n qua m9t doi;in day dk ty 1~ v6i di~n ap gifra hai d§.u do~n m~ch va v6i di~n dfin cua do~n m~ch d6. D6 la dinh lu~t Ohm cho m9t doi;in m~ch. Nghich dao cua di~n dfin g9i la di~n tr&, ky hi~u R . 1 1/ / R=-=--=p- g yS S p : la di~n tr& su§.t cua v~t li~u. Tu d6 ta c6 d~ng khac cua dinh lu~t Ohm:
4 l=U R Phat bi6u nhu sau: Dong di~n qua m
5 dQ . .2 dV.dt .2 w=---=pJ - - = p J dS .dl.dt dV .dt Day la biSu thuc d~ng vi phan cua dinh lu~t Joule-Lenz 2.3. Bjnh lu~t Faraday : Hi?n tm;mg cam ung di?n tu do Faraday phat hi?n nam 1931, rn)i dung dinh lu~t phat biSu: Khi tu thongxuyen qua vong day biSn thien, trong vong day se xufit hi?n sue di?n d()ng, sue di?n d9ng (sdd) c6 chiSu sao cho tu thong sinh ra n6 c6 xu hu6ng ch6ng l~i S\I biSn thien cua tu thong. NSu ch9n chiSu duang cua sdd cam ung phu hqp v&i chiSu cua tu thong ¢ theo quy tiic v~n nut chai sdd cam ung trong m9t vong day dugc viSt theo Macxoen nhu sau: d¢ e=-- dt Dfi~ chi chiSu tu thong di tu ngoai vao trang gifiy. NSu cuon day c6 W vong day thi: d¢ dlf/ e=-W-=-- dt dt Trong d6: lj/ = W ¢ g9i la tu thong m6c vong cua cu9n day Tu thong c6 d~ vi la vebe (Wb), sdd cam ung la Von (V). 2.4. Bjnh lu~t Kirchhoff 1 (Kl): G9i la dinh lu~t Kirchhoff v~ dong di~n: T6ng d~i s6 cac dong di~n t~i m9t nut b!t ky b~ng khong. n Lik == 0 k=l Trong d6 c6 thS qui uoc: cac dong di~n c6 chi~u di vao nut mang d!u "+", con di ra khoi nut mang d!u "-". Ta cfing c6 thS qui uoc nguqc l~i: di vao nut mang d!u "-", con di ra khoi nut mang d!u "+".
6 Vi du: Cho m(>t nut m~ch nhu hlnh, ta c6: i1 + i2 + i3 - i4 - i5 = 0 i1 +ii+ i3 = i4 + is Nghia la t6ng cac dong di~n di vao nut (dinh) b~ng t6ng cac dong di~n ra khoi nut. :Ojnh lu~t Kl n6i len tinh ch~fr lien tL;tc cu.a dong di~n. 2.5. Djnh lu~t Kirchhoff 2 (K2) : G9i la djnh lu~t Kirchhoff v~ di~n ap: T6ng d~i s6 cac di~n ap tren cac phin tu' d9c theo ta't ca cac nhanh trong m(>t vong b~ng kh6ng. n Luk =0 k=l Da'u cu.a di~n ap duqc xac djnh dlfa tren chi~u duong cu.a di~n ap da ch9n so voi chi~u cu.a vong. ChiSu cu.a vong duqc ch9n tuy y (ding chiSu ho~c nguqc chiSu kim d6ng h6). Trong m6i vong ne"u chiSu vong di tu cljc "+" sang cljc "-" cu.a _di~n ap, thl di~n ap mang da'u "+", con nguqc l~i mang dau K " -" . Vi du: Vi~t phuang trinh K2 cho m~ch sau: + + i1 t llRl - llR2 - - URS+ R3 - llR4 + R4 Theo vo0ng C 1: -E1 + uR1 + UR2 + uR3 + liR4 = 0 Theo vo0ng C2: -E2 + uRs + uR3 = 0 ⇒ liRl + liR2 + UR3 + liR4 = E1 ⇒ liR5 + liR3 = E2
7 3. Cac phrrO'ng phap giai m~ch di~n mqt chi~u: 3.1. PhrrO'ng phap bi~n dBi difn tr&: - Di~n tr& ghep n6i ti6p - R12 = R1 + R2 - Di~n tr& ghep song song Ri -- 3.2. PhrrO'ng phap x~p ch6ng : Day la tinh chit CO' ban cua m~ch di~n tuySn tinh. Trong m~ch di~n tuy6n tinh nhi€u ngu6n, dong di~n qua m6i nhanh bing t6ng d~i s6 cac dong di~n qua nhanh do tac dµng rieng re cua tung sue di~n d(mg (hie d6 cac sue di~n d9ng khac coi bing 0). Nguyen ly xSp ch6ng duqc ung dµng nhiSu d6 nghien cuu m~ch di~n c6 nhiSu ngu6n tac d9ng. Tinh bing phuoog phap xSp ch6ng thvc hi~n theo cac bu&c sau: Buuc 1: ThiSt l~p sa d6 di~n chi c6 m9t ngu6n tac d9ng. Buuc 2: Tinh dong di~n va di~n ap trong m~ch chi c6 m9t ngu6n tac d9ng. Buuc 3: ThiSt l~p m~ch di~n cho ngu6n tiSp theo va l~p l~i cac bu&c 1 va 2 cho m6i ngu6n tac d9ng rieng re.
8 Buuc 4: XSp ch6ng (c6ng d~i s6) cac kSt qua tinh dong di~n, di~n ap cua m6i nhanh do ngu6n tac d9ng rieng re. Vi du: Hay tinh dong di~n 12 cua m~ch di~n sau, biSt r&ng E 1=E2=40V: Bai giai: Bu&c 1: Tu sa d.6 m;;tch di~n da cho ta biSn d6i thanh hai sa d6 chi c6 m9t ngu6n tac d9ng nhu sau: ~ 40 Bu&c 2: Tinh l1, 12, 13 cho m;;tch chi c6 E 1 tac d9ng. Ap d\lng phuang phap di~n tr& va dinh lu~t Ohm. ⇒ Jl = 1 OA, 12 = SA Bu&c 3: Tinh 11, 12, 13 cho m~ch chi c6 E 2 tac d9ng. Ap d\lng phuang phap di~n tr& va dinh lu~t Ohm. ⇒ 1 3 = 3A, 1 2 = IA Bu&c 4: XSp ch6ng kSt qua: ⇒ /2 = 5 + 1 = 6A 3.3. PhrrO'ng phap rrng dl}.ng djnh lu~t Kirchhoff :
9 3.3.1. Cac khai ni~m : Nhanh: la mt)t be) ph~n cua llliJ.Ch di~n g6m cac phffn tu' ma'.c n6i tie"p trong d6 c6 cung dong di~n chiJ. Yqua. Nut (dinh): Nut la giao diSm cua tuba nhanh trd len (con gQi la dinh). Vong: Vong la 16i di kep kin qua cac nhanh Ma'.t hioi: la vong ma khong chua vong nao khac ben trong n6. Kl: K2: n Luk =0 b~I 3.3.3. PhrrO'ng phap dong di~n nhanh .An s6 cua h9 phuong trinh la dong di9n cac nhanh. Phuong phap nay ung dµng tnJC tiSp 2 dinh lu~t Kirchhoff 1 va 2, thµc hi9n theo cac bu6c sau: Bude 1: Xac dinh s6 nut n, s6 nhanh m. s6 fin cua h9 phuong trinh bing s6 nhanhm. Bude 2: Tuy y ch9n chi6u dong di9n m6i nhanh. Bude 3: ViSt phuang trinh Kl cho (n-1) nut da ch9n. Bude 4: ViSt phuang trinh K2 cho (m-(n+ 1))=(m-n+ 1) mc;tch vong d(k l~p da ch9n. Bude 5: Giai h9 m phuang trinh da thiSt l~p, ta c6 dong di9n cac nhanh. 3.3.4. PhrrO'ng phap dong di~n m~ch vong : An s6 trong h9 phuang trinh la dong di9n m~ch vong (fin s6 trung gian). Bude 1: Xac dinh (m-n+ 1) m~ch vong dt)c l~p va tuy y ch9n chi6u dong di9n m~ch vong Iv, thong thuong nen ch9n chiSu cac dong di9n m~ch vong gidng nhau, thu~n ti9n cho vi9c l~p h9 phuong trinh. Bude 2: ViSt phuong trinh K2 cho cac m:;ich vong theo cac dong di9n m~ch vong da ch9n.
BU"6'c 3: Giai h? phuang trinh vira thi6t l~p, ta c6 cac dong di?n m~ch vong. Bll'6'c 4: Tinh dong di?n cac nhanh theo dong di?n m~ch vong nhu sau: Dong di?n m6i nhanh b~ng t6ng d~i s6 dong di?n m~ch vong ch~y qua nhanh iy. 3.3.5. PhrrO'ng phap di~n ap 2 nut Bll'O'C 1: Ve chiSu di?n ap giua hai nut Ava B. Bll'O'C 2: tinh di?n ap giua hai nut Bll'O'C 3: Su dµng dµih lu~t Ohm tinh dong di?n cac nhanh theo E , UAB va Zn· Vi du 1: Vi6t phuang trinh Kl, K2 cho m~ch di?n sau: Jff _ _ _ __, , - - - - - - - - - 1 ___,..._......__ + uu - -uu + + Uc C UL3 + + UR3 e,(t) - '·,. N Nhanxet: S6 nhanh m = 6; S6 nut n = 4: Vie"t phu'ong trlnh nhu' sau: S6 phu'ong trlnh Kl la (n-1 )= 3 S6 phu'ong trlnh K2 la (m-n+l)= 3 Vie"t phu'ong trlnh Kl cho cac nut A, B va C i1 - iz - i6 = 0
11 ii+ i3 + i4 = 0 i6 - is - i4 = 0 Vi6t phu'dng trlnh K2 cho cac vong ABNA, BCNB va CABC. -el(t) + uRl + uR2 + uL2- uC + e2(t) = 0 -uu + uL3 + uR3 - ei(t) + Uc= 0 - uJ(t) + UR2 + UL2 - Uu = 0 Vi du 2: Xac dµih dong di~n cac nhanh va di~n ap tren ngu6n dong cua m~ch di~n sau: + llJ 30(V) 60(V) S6 nhanhm= 3 S6 mit n = 2 S6 phu'dng trlnh Kl = 1, K2 = 2 Kl: i1 +ii+ i3 = 0 K2: -30 + i1 * 5 + UJ = 0 -60 + ii* 10 + UJ = 0 Giai h~ phu'dng trlnh tren ta du'9c: i 1= -4(A); ii= l(A); u1 = 50(V) 3.4. Phep bi~n d&i m~ng m{>t cira (hai qrc) khong ngu&n: a - - ~ a I I Kh6ng . .._,, ul nguo·n .... ul Rv b b f)i~n tr& dfiu vao la Rv: R V = u I Vi du: Cho m~ch di~n nhu hinh, tim di~n tr& Rv?
12 ,---------------- .------- b ,.,__ _ _.....__ ____. -- -·--- ---- ---- - b----- BiSn d6i sang m~eh tuong duong Tu hinh sau khi biSn d6i, ta e6: Rv = RI +(R.i II R3) . RI+ R.i-R3 . R.i +R3 3.5. Phep bi~n d&i Thevenin-Norton: BiSn d6i m~ng_m9t eua (hai eve) e6 ngu6n. Rv .-----.-----A C6 Nguon Rv E __ .__ ----B ____. ------B _ _ ____._ _ _,. B 1Vorto11 Trong d6: Rv: La di~n tr& d§u vao eua m~ng khong ngu6n. E: Di~n ap tren hai eve A, B khi khong e6 tai. J: Dong di~n tren hai eve A, B khi ngin m~eh. E = J.R hoac . J = RE Vi du: Cho m~eh di~n nhu hinh ve. Tinh dong di~n tren eae nhanh.
13 12n a b Thvc hi~n biSn df>i Thevenin- Norton ta dugc hinh sau: Vieat pho6ng trinh K2 cho maYch, ta cou: -24 + i(12+2) + 10 = 0 Suyra: b i = l(A), suy ra ii= i + 5 = 6(A).
14 CHUONG II: TU TRUONG - cAc HIEN TUONG CAM UNG DI~N TU. . . 1. D~i ctio'ng v~ tu trtiong : 1.1.Ttidng tac tu : 1.2.Khai ni~m v~ tu truong : - Tir truang la m9t d~g d~c bi9t cua v~t chfit ma biSu hi9n d~c trung la tac d1.i.ng lgc di9n tir len kim nam cham hay day dftn mang dong di9n khac d~t trong n6 . - Thgc nghi9m chung to r&ng : Xung quanh day dftn mang dong di9n luon t6n t~i tir truang, hay t6ng quat hon : Xung quanh cac di9n tich chuySn d9ng luon t6n t~i tir truang. Va nguqc l~i, tir truang cung chi xufit hi9n 6 nhfrng nai c6 t6n t~i di9n tich chuySn d9ng. - Tir truang cua nam cham vinh ciru: La kSt qua chuySn d9ng cua dong di9n phan tu ti.I quay quanh qui d~o cua cac di9n tu trong nguyen tu va trong phan tu . 1.3. Duong sue tu ·: - La duang cong kin ve trong khong gian cua trir truong ma tiSp tuySn t~i m6i diSm c6 phuong trung v6i kim nam cham d~c t~i diSm d6. - Hinh tuqng cua duang sue tir la duang ph6 tir : N guoi ta ric m~t sit len tren m9t tfim bia cung, mong d~t trong tir truang va go nh9 len tfim bia. Khi d6 m6i h~t sit nhiSni tir se tr& thanh kim nam cham n6i tiSp nhau t~o thanh duang sue sit tir. T~p hqp cac duang sue tir duqc gi la duang ph6 tir . 2. Tu trtiong cu.a dong di~n: 2.1. Tu truong cu.a day dfin thing : Duong sue tir cua dong di9n trong day dftn thing la nhfrng vong tron d6ng tam n&m trong m~t phing vuong g6c v&i day dftn. Phuong va chiSu cua duang sue tir duqc xac dinh b&i qui tic v~n nut chai :« V~ cho cai m& nut chai tiSn theo chiSu cira? ~ h i chi8u quay cira call v(Ul nllt chai se lit cbi8u cira du/mg sllc». ~ 2.2. Tu truong cu.a vong day, o'ng day: Duong sue tir cua dong di9n trong day dftn vong tron la nhfrng duang cong kin bao quanh day dftn va n&m trong m~t phing phap tuySn di qua tam cua vong day . Rieng duang sue di qua tam la duang thing trung v6i tfl.lc cua vong day. Phuong va chiSu cua duang sue cung duqc xac dinh b&i qui tic v~n nut chai . 2.3. Tu tnrO'ng cua 6ng day hinh tr9 mang dong di~n:
15 NSu chiSu dai cua 6ng day du 16n hon so v&i duong kinh day thi duong sue ti'r ben trong 6ng day la nhung duong thfulg song song v&i nhau. Phuong va chiSu cua duong sue ciing dugc xac dinh bai qui t~c v(m nut chai. Chiiy: Qui t~c v(m nut chai c6 thS dugc thay thS bing qui t~c ban tay phai. Ap d¥ng cho dong ai¢n th&ng : Duf>i ng6n tay cai cua ban tay phai theo chi6u dong di~n, chiSu 4 ng6n tay khum l~i la chiSu cua duong sue tu. Ap d¥ng cho vong day ai¢n tron Vet 6ng day :khum 4 ng6n tay cua ban tay phai theo chiJu dong ai¢n thi ng6n tay cai du6i thtmg chi chiJu cua auimg sue tir. 2.4. Tir trmrng cua nam cham vinh CU'U : C6 hu6ng di ra a eve b~c va hu6ng di vao a eve nam. N Su 2 eve cua nam cham la phing va d~t du g~n nhau thi duong sue ti'r giua 2 ban eve la nhung duong thing each dSu nhau, nguai ta g9i la ti'r truong dSu. 3. Cac d~i hiqng dijc trung cua tu truong : 3.1. Sue tu dl)ng : La ngu6n t~o ra tu truong. D~c trung cho kha nang gay ti'r cua dong di~n , hay con g9i la Ive ti'r h6a ... Ki.hi~u: F. viSt t~c la: s.t.d s.t.d ti 1~ v&i cuong d9 dong di~n tu h6a va ti 1~ v&i s6 vong day quftn cua 6ng day. ➔ ➔ ' f = I .W. Phuong, chieu cua s.t.d dugc xac dinh bai qui tac v~ nut chai . Dan vi : NSu I= lA, W= 1vong thi F = A.vong hay con g9i la Ampe. 3.2. Cuong di) tu truong : a. Djnh nghia : Cuong d(> ti'r truong la d~i luQ'Ilg d~c trung cho tu truong vS phuang di~n tac d\lng Ive hay con g9i la d9 m~nh cua ti'r truong t~i di6m dang xet. b. Ki hi~u: H ➔ ➔ f H=-. l - Phuang cua H la phuang tiSp tuySn t~i di6m xet - ChiSu cua H la chiSu cua duong sue tu . - D9 16n ti 1~ v&i cuang d9 dong di~n va ph\l thu9c moi truong ciing nhu vi tri tuang d6i cua di6m dang xet. viSt t~c Alm Vi d\l : Xet tu truong cua day d~n thing mang dong di~n I. Duong sue ti'r la nhung vong tron tam nim tren trµc cua day d~n . F= IW = I . T~i di6m A each tam m9t khoang la r. ChiSu dai cua duong sue ti'r ngang qua di6m A la: l = 21rr. Do d6 cuong d9 H= F /1 = I/ 21rr . 3.3.Cuong d(> tu cam : (hay con g9i la tir cam) a. Djnh nghia: la d~i luQ'Ilg d~c trung d9 m~nh cua ti'r truong c6 xet dSn ySu t6 moi truong µr .