Giáo trình Mạch điện cơ bản (Nghề: Vận hành nhà máy nhiệt điện - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Mạch điện cơ bản được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên phát biểu được các khái niệm, định luật, định lý cơ bản trong mạch điện một chiều, xoay chiều, mạch ba pha; trình bài được khái niệm một số đại lượng cơ bản trong mạch điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Mạch điện cơ bản (Nghề: Vận hành nhà máy nhiệt điện - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN NGHỀ: VẬN HÀNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 213/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (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.
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Mạch điện cơ bản được biên soạn nhằm phục vụ đào tạo cho học sinh, sinh viên nghề Lắp đặt thiết bị điện. Sau khi học giáo trình này người học có thể hiểu các khái niệm cơ bản về từ trường và các đại lượng cơ bản trong mạch điện. Giáo trình này bao gồm 2 chương: Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Chương 2: Các đại lượng cơ bản trong mạch điện Giáo trình Mạch điện cơ bản được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và là tại liệu học tập của sinh viên Trường Cao đẳng Dầu khí. Do chuyên môn và thời gian có hạn nên không tránh khởi những thiếu sót, vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn sách có chất lượng cao hơn. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ninh Trọng Tuấn 2. ThS. Phan Đúng 3. Nguyễn Xuân Thịnh
MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC: MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN ............................................. 5 CHƯƠNG 1: TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ................................................. 10 1.1. TỪ TRƯỜNG - KHÁI NIỆM TỪ TRƯỜNG ................................................ 11 1.2. CÁCH TẠO RA TỪ TRƯỜNG ....................................................................... 11 1.3. CẢM ỨNG TỪ................................................................................................... 12 1.4. LỰC TỪ .............................................................................................................. 13 1.5. TỪ THÔNG – KHÁI NIỆM VỀ TỪ THÔNG ............................................... 15 1.6. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG DIỆN TỪ ............................................................ 16 1.7. CHIỀU DÒNG DIỆN CẢM ỨNG – ĐỊNH LUẬ LENZ – SỨC ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG ....................................................................................................... 16 CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ................................... 19 2.1 TỔNG QUÁT VỀ MẠCH ĐIỆN ...................................................................... 20 2.2 MẠCH ĐIỆN VÀ MÔ HÌNH ........................................................................... 20 2.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN .................................... 25 2.4 CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG ..................................................... 26 CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU ................................................................... 34 3.1 CÁC ĐỊNH LUẬT VÀ BIỂU THỨC CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU ........................................................................................................................... 35 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH MỘT CHIỀU ..................................... 39 CHƯƠNG 4: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN .............................................. 58 4.1 KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ............................................. 59 4.2 GIẢI MẠCH XOAY CHIỀU KHÔNG PHÂN NHÁNH ............................... 65 4.3 GIẢI MẠCH XOAY CHIỀU PHÂN NHÁNH ............................................... 74 CHƯƠNG 5: MẠCH ĐIỆN BA PHA ........................................................................... 81 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG ....................................................................................... 82 5.2 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY TRONG MẠNG 3 PHA CÂN BẰNG ............................. 84 5.3 CÔNG SUẤT MẠNG 3 PHA CÂN BẰNG ..................................................... 89 5.4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG ..................................... 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 95
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC: MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN 1. Tên môn học: Mạch điện cơ bản 2. Mã môn học: ELEI52034 Thời gian thực hiện môn học: 90 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành (bài tập): 58 giờ; Kiểm tra: 4 giờ). Số tín chỉ: 2 3. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Là môn học thuộc môn học cơ sở của chương trình đào tạo. Môn học này được dạy trước các môn học, mô đun chuyên môn nghề và sau các môn học, mô đun chung. - Tính chất: Môn học này trang bị những kiến thức, kỹ năng cơ bản về mạch điện. 4. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Phát biểu được các khái niệm, định luật, định lý cơ bản trong mạch điện một chiều, xoay chiều, mạch ba pha; + Trình bài được khái niệm một số đại lượng cơ bản trong mạch điện. - Về kỹ năng: + Giải được một số bài tập về các địa lượng cơ bản trong mạch điện - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Nghiêm túc trong học tập. + Cẩn thận, nghiêm túc trong học tập và trong công việc + Rèn luyện tính kiên nhẫn, chính xác tỉ mỉ trong công việc . 5. Nội dung môn học: 5.1 Chương trình khung: Thời gian đào tạo (giờ) Thực Kiểm Mã Tín hành Tên môn học, mô đun tra chỉ Tổng TT Lý MH/MĐ thí nghiệm số thuyết thảo luận, bài tập LT TH I Các môn học chung/đại cương 14 285 117 153 10 5 1 COMP52001 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 2 COMP51003 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 3 COMP51007 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 Giáo dục quốc phòng và An 4 COMP52009 2 45 21 21 1 2 ninh 5 COMP52005 Tin học 2 45 15 29 0 1 6 FORL54002 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 Trang 5
7 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 Các môn học, mô đun chuyên II 46 1110 323 735 22 30 môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 14 285 126 145 9 5 8 ELEI52033 Mạch điện cơ bản 4 90 28 58 2 2 9 ELET5201 An toàn điện 2 30 28 0 2 0 10 ELEO53012 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 42 0 3 0 11 ELEI53115 Đo lường điện 3 75 14 58 1 2 12 ELET52116 Khí cụ điện 2 45 14 29 1 1 Môn học, mô đun chuyên môn II.2 32 825 197 590 13 25 ngành, nghề 13 ELEO53149 Thực tập điện cơ bản 3 75 14 58 1 2 Tổng quan về nhà máy nhiệt 14 ELEO52056 2 30 28 0 2 0 điện Phần điện nhà máy điện và trạm 15 ELET52137 2 45 14 29 1 1 biến áp 16 ELEO54031 Lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 4 75 42 29 3 1 Tua-bin hơi và hệ thống thiết bị 17 ELEO54059 4 75 42 29 3 1 phụ Vận hành lò hơi và hệ thống 18 ELEO55160 5 135 14 116 1 4 thiết bị phụ 1 Vận hành Tua-bin hơi và hệ 19 ELEO55162 5 135 14 116 1 4 thống thiết bị phụ 1 20 ELEO53140 Thí nghiệm điện cơ bản 3 75 14 58 1 2 21 ELET54153 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 Tổng cộng 60 1395 440 888 32 35 5.2 Chương trình chi tiết môn học: Thời gian (giờ) Số TT Nội dung tổng quát Thực hành, thí Kiểm tra Lý Tổng số nghiệm, thảo thuyết luận, bài tập LT TH Chương 1 : Từ trường – Cảm ứng điện từ 1. Từ trường - Khái niệm từ trường 2. Cách tạo ra từ trường 10 4 6 0 0 3. Cảm ứng từ 4. Lực từ 5. Từ thông – Khái niệm về từ thông 6. Hiện tượng cảm ứng điện từ Trang 6
Thời gian (giờ) Số TT Nội dung tổng quát Thực hành, thí Kiểm tra Lý Tổng số nghiệm, thảo thuyết luận, bài tập LT TH 7. Chiều dòng điện cảm ứng – Định luật Lenz. Sức điện động cảm ứng Chương 2: Các khái niệm cơ bản về mạch điện. 1. Tổng quát về mạch điện. 1 2. Mạch điện và mô hình 11 4 6 1 0 3. Các khái niệm cơ bản trong mạch điện. 4. Các phép biến đổi tương đương. Chương 3: Mạch điện một chiều. 1. Các định luật và biểu thức cơ bản 2 29 8 20 0 1 trong mạch một chiều. Các phương pháp giải mạch một chiều. Chương 4: Dòng điện xoay chiều hình sin. 1. Khái niệm về dòng điện xoay chiều. 3 23 7 16 0 0 2. Giải mạch xoay chiều không phân nhánh. Giải mạch xoay chiều phân nhánh. Chương 5: Mạch ba pha. 1. Khái niệm chung. 2. Sơ đồ đấu dây trong mạng ba pha cân 4 bằng. 17 5 10 1 1 3. Công suất mạng ba pha cân bằng. 4. Phương pháp giải mạng ba pha cân bằng. Cộng 90 28 58 2 2 6. Điều kiện thực hiện môn học 6.1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết 6.2 Trang thiết bị máy móc: - Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau. 6.3 Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Trang 7
- Giáo trình, giáo án - Phiếu học tập 6.4 Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá 7.1 Nội dung: - Về kiến thức: Chương 1,2. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Nghiêm túc trong học tập. + Cẩn thận, nghiêm túc trong học tập và trong công việc + Rèn luyện tính kiên nhẫn, chính xác tỉ mỉ trong công việc. 7.2 Phương pháp đánh giá kết thúc môn học theo một trong các hình thức sau: Kiểm tra thưởng xuyên: - Số lượng bài: 01. - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện tại thời điểm bất kỳ trong quá trình học thông qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, chấm điểm bài tập. Kiểm tra định kỳ: - Số lượng bài: 02 bài lý thuyết - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập. Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định, trong đó: Stt Bài kiểm tra Hình thức kiểm tra Nội dung Thời gian 1. Bài kiểm tra số 1 Lý thuyết Chương 1, chương 2 45÷60 phút 2. Bài kiểm tra số 2 Thực hành bài tập Chương 3 45÷60 phút 3. Bài kiểm tra số 3 Lý thuyết Chương 4, chuong 5 45÷60 phút 4. Bài kiểm tra số 4 Thực hành bài tập Chương 4, chuong 5 45÷60 phút Thi kết thúc môn học: - Trắc nghiệm trên máy tính - Thời gian: 45÷60 phút Trang 8
8. Hướng dẫn thực hiện môn học: 8.1 Phạm vi áp dụng môn học: - Chương trình môn học này được áp dụng cho nghề Lắp đặt thiết bị điện, Vận hành nhà máy nhiệt điện, vận hành thiết bị chế biến Dầu khí, Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí, Cắt gọt kim loại. trình độ Cao đẳng, Trung cấp 8.2 Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập môn học: - Đối với giáo viên, giảng viên: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết với bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: theo lớp. + Thiết kế các phiếu học tập - Đối với người học: + Tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ + Hoàn thành các bài tập + Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập. + Tuân thủ qui định giờ giấc. 8.3 Những trọng tâm cần chú ý: 8.4 Tài liệu tham khảo: [1]. Phạm Thị Cư (chủ biên), Mạch điện 1, NXB Giáo dục, năm 2000. [2]. Hoàng Hữu Thận, Cơ sở Kỹ thuật điện , NXB Giao thông vận tải, năm 2000. Trang 9
CHƯƠNG 1: TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1 Chương 1 là chương giới thiệu cơ bản về từ trường, hiện tượng cảm ứng điện từ, từ thông, lực từ. ❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 1: - Trình bày được các khái niệm cơ bản về từ trường, cường độ từ cảm, cường độ từ trường, từ thông - Trình bày được hiện tượng cảm ứng điện từ. - Trình bày được cách xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây hoặc trong thanh dẫn chuyển động trong từ trường. - Tính được lực điện từ - Rèn luyện được đức tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 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 thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - 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 CHƯƠNG 1 - 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. Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 10
✓ 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: 1 ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1.1. TỪ TRƯỜNG - KHÁI NIỆM TỪ TRƯỜNG Nam châm điện, nam châm vĩnh cửu, dây dẫn mang dòng điện tạo ra xung quanh chúng từ trường. Từ trường được biểu diễn bởi các đường sức từ trường (đường cảm ứng từ), đi từ cực bắc (N) tới cực nam (S) và trở về cực bắc qua lõi nam châm (hình 1.1). Từ trường là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hay các hạt mang điện chuyển động và tác dụng lực từ lên dòng điện hay hạt mang điện Hình 1.1. Đường sức của nam châm vĩnh cửu chuyển động khác trong đó. 1.2. CÁCH TẠO RA TỪ TRƯỜNG 1.2.1. Nam châm vĩnh cửu Quy tắc “Ra Bắc vào Nam” 1.2.2. Quy tắc “ Vặn đinh ốc” a. Đường sức từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng: Quy tắc “Vặn đinh ốc 1: Chiều của dòng điện là chiều tiến của đinh ốc, chiều của quay của đinh ốc là chiều của từ trường” (hình 1.2) Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 11
Hình 1.2. Quy tắc vặn đinh ốc 1 b. Đường sức từ trường của cuộn dây có dòng điện: Quy tắc “Vặn đinh ốc 2: Chiều quay của đinh ốc là chiều của dòng điện trong cuộn dây, chiều tịnh tiến của đinh ốc là chiều của từ trường”. Hình 1.3. Quy tắc vặn đinh ốc 2 1.3. CẢM ỨNG TỪ Từ trường trong không gian biểu diễn bằng các đường sức từ trường, nó là các đường cong khép kín, tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương từ trường tại điểm ấy. Mật độ đường sức lớn hay nhỏ cho biết từ trường mạnh hay yếu. - ⃗. Để đặc trưng cho từ trường người ta dùng khái niệm vector cường độ từ cảm B ✓ Trị số của ⃗B: cho biết từ trường mạnh hay yếu, đơn vị là Tesla (T) ✓ Chiều của ⃗B: là chiều của từ trường (chiều của các đường sức từ trường). - Để xét đến ảnh hưởng của môi trường vật chất, người ta dung vector cường độ từ trường ⃗⃗H (đơn vị là Ampe trên mét, A/m), để đặc trưng cho từ trường trong môi trường vật chất ⃗B=μ0 (1+ )⃗⃗H=μ⃗⃗H m Trong đó: Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 12
m : độ từ thẩm của môi trường vật chất đặc trưng ảnh hưởng của môi trường μ0 = 4π.10-7 : hệ số (độ) từ thẩm của chân không (Henry/mét = H/m) : hệ số (độ) từ thẩm của môi trường vật chất. Do hệ số từ thẩm của vật liệu dẫn từ lớn gấp hàng nghìn lần của chân không nên người ta đưa ra khái niệm hệ số từ thẩm tương đối: μ μr = μ0 Trong kỹ thuật điện, các vật liệu sắt từ có μr rất lớn (từ vài trăm cho đến vài vạn) vì vậy sắt từ thường được sử dụng để chế tạo các mạch từ cho các thiết bị điện. Trong khe hở không khí hoặc trong bộ phận không sắt từ: B = μ0 H Trong phần thép: B = H = B =μ0 μr H 1.4. LỰC TỪ 1.4.1. Lực từ giữa các cực của nam châm Hai cực khác tên của 2 nam châm đặt gần nhau sẽ hút nhau (hình 1.4). Ngược lại 2 cực cùng tên để gần nhau sẽ đẩy nhau (hình 1.5). Hình 1.4. Lực hút giữa 2 cực khác tên của 2 nam châm Hình 1.5. Lực đẩy giữa 2 cực cùng tên của 2 nam châm Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 13
1.4.2. Lực tác dụng của từ trường lên thanh dẫn mang dòng điện Khi thanh dẫn mang dòng điện nằm trong từ trường, thanh dẫn sẽ chịu lực điện từ tác dụng có trị số là: F = BIlsinα Trong đó: B – Cường độ từ cảm (T) I – Dòng điện (A) L – chiều dài thanh dẫn (m) α là góc giữa 2 vector ⃗B và I F – Lực điện từ (N) Khi thanh dẫn đặt vuông góc với từ trường (α = 900) lực điện từ là: F = BIl Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc “bàn tay trái”: “Đặt bàn tay trái sao cho long bàn tay hứng các đường cảm ứng từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của dòng điện, chiều ngón tay cái choãi ra 90 độ là chiều của lực điện từ”. Ví dụ: Một thanh dẫn l = 2m có dòng điện I = 150 mA chạy qua, đặt vuông góc với từ trường đều B = 1,2 T. Chiều dòng điện như hình vẽ (hình 1.7). Tình trị số và chiều lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn. Hình 1.6. Xác định chiều lực điện từ Giải: Trị số lực điện từ: F = BIl = 1,2.150.10-3.2 = 0,36 N Hình 1.7 Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều lực điện từ hướng xuống dưới. 1.4.3. Lực tác dụng lên hai thanh dẫn đặt song song Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 14
a. Hai thanh dẫn có cùng chiều dòng điện Hình 1.8. Lực tác dụng giữa hai thanh dẫn mang dòng điện đặt song Xét đoạn CD = l trên dây dẫn thứ 2 (d2), cảm ứng từ B1 do dây thứ nhất (d1) gây ra trên l Chiều của B1 được xác định theo quy tắc vặn đinh ốc 1 Lực từ F12 tác dụng lên dây đoạn CD (d2): Chiều F12 xác định theo quy tắc bàn tay trái. Tương tự cho dây dẫn thứ nhất đoạn AB. Như vậy nếu dòng điện trong 2 dây dẫn cùng chiều thì chúng hút nhau. b. Hai thanh dẫn ngược chiều dòng điện Xét tương tự dòng điện trong 2 dây dẫn ngược chiều thì thì chúng đẩy nhau. 1.5. TỪ THÔNG – KHÁI NIỆM VỀ TỪ THÔNG ⃗⃗ xuyên qua một bề Thông lượng của vectơ B mặt S được gọi là từ thông  (hình 1.9). Khi vectơ ⃗B ⃗ thẳng góc với bề mặt S và có trị số bằng nhau trên toàn mặt phẳng ấy thì từ thông dược tính là:  = BS Đơn vị của từ thông là Vêbe, kí hiệu Wb. Hình 1.9. Từ thông trong lõi thép Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 15
Ví dụ 1: Cường độ tự cảm B dưới mặt cực của một nam châm có trị số là 8.10 -3T. Diện tích mặt cực S = 10 dm2. Tính từ thông của mỗi cực từ. Giải : Từ thông của mỗi cực từ:  = BS = 8.10-3.10.10-2 = 8.10-4 (Wb) Ví dụ 2: Cường độ tự cảm B trong lõi thép của máy biến áp (hình 1.7) là 1,45T. Diện tích ngang của lõi thép S = 120 cm2. Tính từ thông chạy trong lõi thép. Giải : Từ thông trong lõi thép:  = BS = 1,45.120.10-4 = 1,74.10-2 (Wb) 1.6. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG DIỆN TỪ Nhà bác học người Anh, Faraday, là người đầu tiên phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Ông đã tìm ra được mối liên hệ giữa điện trường và từ trường. Với các thí nghiệm, đưa nam châm vĩnh cửu lại gần một dây dẫn điện thì làm dòng điện biến đổi, thay đổi dòng điện trong ống dây thì sẽ tạo ra dòng điện trong vòng dây dẫn kín đặt trong từ trường, đó chính là biểu hiện của hiện tượng cảm ứng điện từ. Như vậy, trong mạch kín sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi từ thông (hay số đường cảm ứng từ) qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên theo thời gian. 1.7. CHIỀU DÒNG DIỆN CẢM ỨNG – ĐỊNH LUẬ LENZ – SỨC ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG 1.7.1. Chiều của dòng điện cảm ứng – Định luật Lentz Qua phân tích các thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, nhà bác học Lentz, người Nga, đã tìm ra được quy tắc xác định chiều của dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường do dòng điện ấy sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó (từ thông ban đầu qua mạch). Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 16
1.7.2. Sức điện động cảm ứng Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín chứng tỏ trong mạch đã xuất hiện sức điện động cảm ứng. Sức điện động cảm ứng chỉ phụ thuộc vào sự biến thiên của từ thông gửi qua mạch. Nếu mạch không kín thì nếu từ thông biến thiên vẫn làm xuất hiện sức điện động cảm ứng nhưng không có dòng điện trong mạch. 1.7.3. Định luật cảm ứng điện từ Mỗi khi từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch nào đó biến thiên thì làm xuất hiện trong mạch một sức điện động cảm ứng. Nếu mạch khép kín sẽ có dòng điện trong mạch. Chiều của dòng điện trong mạch sẽ tuân theo định luật Lentz. Faraday đã tìm ra Định luật cảm ứng điện từ: d ec = - (công thức Macxoen) dt Sức điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch bằng về trị số nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch. ❖ TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1.1. Từ trường – Khái niệm từ trường 1.2. Cách tạo ra từ trường 1.3. Cảm ứng từ 1.4. Lực từ 1.5. Từ thông – Khái niệm về từ thông 1.6. Hiện tượng cảm ứng điện từ 1.7. Chiều dòng điện cảm ứng – Định luật Lenz. Sức điện động cảm ứng ❖ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CỦNG CỐ CHƯƠNG 1 1. Trình bày khái niệm từ trường. 2. Nêu các phương pháp xác định chiều đường sức từ trường. 3. Hãy viết biểu thức quan hệ giũa cường độ từ cảm B và từ trường H và đơn vị của chúng. 4. Hãy viết biểu thức quan hệ giũa cường độ từ cảm B và từ thông  và đơn vị của chúng. 5. Phát biểu định luật lực từ 6. Nêu định nghĩa từ thông. Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 17
7. Trình bày thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. 8. Phát biểu chiều của dòng điện cảm ứng. 9. Từ thông xuyên qua một tiết diện S = 50cm2 bằng  = 6.10-3Wb. Cho biết từ trường phân bố đều trên diện tích S. Tính cường độ từ cảm B. Đáp số: B = 1,2 T Chương 1: Từ trường – Cảm ứng điện từ Trang 18
CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: Chương 2 là chương giới thiệu về mô hình mạch điện cơ bản, các phần tử trong mạch điện; Các khái niệm cơ bản trong mạch điện. ❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 2: - Phân tích được nhiệm vụ, vai trò của các phần tử cấu thành mạch điện như: nguồn điện, dây dẫn, phụ tải, thiết bị đo lường, đóng cắt... - Giải thích được cách xây dựng mô hình mạch điện, các phần tử chính trong mạch điện. Phân biệt được phần tử lý tưởng và phần tử thực. - Phân tích và giải thích được các khái niệm cơ bản trong mạch điện, hiểu và vận dụng được các biểu thức tính toán cơ bản. - Rèn được tính cẩn thận, phương pháp học tư duy và nghiêm túc trong công việc. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 2: - 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 thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 2: - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - 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 CHƯƠNG 2 - 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. Chương 2: Các đại lượng cơ bản trong mạch điện Trang 19
✓ 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 ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 2: 2.1 TỔNG QUÁT VỀ MẠCH ĐIỆN Mạch điện là một tập hợp các phần tử hay linh kiện điện được kết nối với nhau bởi dây dẫn, tạo thành một thiết bị hay mạng điện, thực hiện những chức năng công tác xác định nào đó. Mạch điện nói chung được chia ra ba loại: 1. Mạch điện tử, là mạch trong các thiết bị điện tử, đặc trưng bởi chứa nhiều phần tử hay linh kiện điện tử. 2. Mạch điện công nghiệp, là mạch trong các thiết bị điện cơ, nhà xưởng, cầu đường, tàu bè,... thực hiện truyền năng lượng đến các thiết bị công tác như mô tơ, đèn chiếu sáng, tạo nhiệt,... Cùng với mạch năng lượng có thể có mạch tín hiệu điều khiển để đóng cắt việc cấp năng lượng. 3. Mạch điện truyền dẫn năng lượng, thành phần trong lưới điện quốc gia, truyền năng lượng theo nhánh nào đó, ví dụ mạch 1 và mạch 2 trong đường dây 500 kV Bắc - Nam. Mạch truyền dẫn năng lượng là khái niệm ít nói đến trong thực tế. Giữa mạch điện tử và điện công nghiệp thì có vùng chồng lấn, do các thiết bị điện tử được sử dụng vào thiết bị phục vụ hoạt động công nghiệp hay dân dụng ngày một nhiều. Ví dụ mạch điện của ti vi, máy tính được coi là mạch điện tử thuần túy, nhưng mạch của lò vi sóng, của ô tô có mắt thần kiểm soát dịch chuyển đỗ xe,... là dạng lai. Mạch điện trong nhà máy điện nói chung là mạch điện công nghiệp, và thường có nhiều bộ phận đo đạc và điều khiển là mạch điện tử. 2.2 MẠCH ĐIỆN VÀ MÔ HÌNH Chương 2: Các đại lượng cơ bản trong mạch điện Trang 20