Tuyển chọn bài tập lý thuyết mạch điện cơ sở (Tập 2): Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 cuốn sách "Bài tập cơ sở lý thuyết mạch điện (Tập 2) cung cấp cho người đọc các kiến thức: Mạch điện ba pha ở chế độ xác lập điều hòa, phương pháp các thành phần đối xứng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tuyển chọn bài tập lý thuyết mạch điện cơ sở (Tập 2): Phần 1

TS. LÊ T H Ị T H U H À (C H Ủ BIÊN) TS. Đ Ặ N G D A N H H O Ằ N G T hS . N G U Y Ễ N V Ă N H U Ỳ N H B à i t ậ p cạ Sở
TS. Lê Thị Thu Hà (Chủ biên) TS. Đ ặng Danh Hoằng, ThS. Nguyễn Văn Huỳnh BÀI TẬP Cơ SỞ LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN TẬP 2 NHÀ XUÁT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT
,ời nói đâu ơ sở L ý thuyết mạch điện là một môn học cơ bản trong chương trình đại học r thuộc ngành Điện và Điện tử. Môn học Cơ sở L ý thuyết mạch điện cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản đ ể hiểu rõ bản chất động học của các dòng điện, điện áp trong một mạch điện trên cơ sở những định lu ậ t cản bằng dòng điện áp đối với từng ph ầ n tử của mạch điện đó. T ừ đây, môn học Cơ sở L ý thuyết mạch điện sẽ giúp cho người học có được kỹ năng phân tích và tổng hợp một mạch điện thực tế. Do có vai trò là một môn học cơ sở của các ngành đào tạo trong các trường đại học kỹ thuật nên môn học Cơ sở L ý thuyết mạch điện củng đã được nhiều các thầy cô giáo có kinh nghiệm giảng dạy lâu năm biên soạn thành nhiều giáo trinh khác nhau phục vụ môn học. Nội dung và b ố cục của các giáo trình này của các thầy cô giáo củng rất phong phú, từ mạch tuyến tính đơn giản, tới phức tạp hơn là mạch p hi tuyến, phản tích dao động trong mạch phi tuyến.... Các cuốn giáo trình này, với nội dung và b ố cục khác nhau đó, củng đã góp phần phục vụ tốt, hữu ích cho sinh viên theo từng đặc thù đào tạo của mỗi trường. Củng là những giảng viên đã nhiều năm đảm nhận giảng dạy môn học này của Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên, nhóm tác giả chúng tôi nhận thấy sẽ còn giúp được nhiều hơn nữa cho các em sinh viên, người học môn Cơ sở L ý thuyết mạch điện, hiểu rõ, hiểu kỹ và sâu nội dung môn học thông qua tự học, nếu như các em còn có được thêm được một cuốn sách về bài tập Cơ sở L ý thuyết mạch kèm các lời giải chi tiế t Chính từ nhận thức đó m à nhóm tác giả chúng tôi đã có động lực, thôi thúc cùng nhau biên soạn cuốn sách B ài tập Cơ sở L ý thuyết mạch điện - Tập 2 này. Cuốn sách được b ố cục thành bảy chương theo từng chủ đề riêng, từ đơn giản tới phức tạp. Đê giúp các em sinh viên có thê thuận tiện hơn trong việc làm các bài tập của mỗi chương, phần đầu của từng chương là nội dung tóm tắt m ột cách cô đọng nhất những kiến thức lý thuyết liên quan. Sinh viên cần phải nắm vững đê vận dụng phân tích các bài tập của chương. S au phần tóm tắt lý thuyết là phần giới thiệu các bài tập mẫu. Tất cả các bài tập m ẫu đều được ph â n tích một các chi tiết. Cũng cần nhấn m ạnh rằng, vói bài tập phân tích hoặc tổng hợp mạch có th ể có nhiều phương pháp giải khác nhau. Do đó điều cần thiết trước hết là ph ả i biết chọn cho m ình một phương pháp thích hợp đối với bài tập cụ thể, từ đó rút ra những kết luận bổ ích giúp hiểu và nắm vững nội dung của kiến thức của môn học củng n h ư vận dụng m ột cách sáng tạo việc học tập vào công tác thực t ế sau này. Cụ th ể nội dung của từng chương n h ư sau: Chương 1, 2: Giới thiệu mạch điện ba pha, các phương pháp phản tích mạch điện ba pha đối xứng, không đôĩ xứng p h ụ tải tĩnh, phụ tải động; mạch điện ba p h a đối xứng không sin và mạch điện ba pha bị sự cô'; cách tính công suất trong mạch ba pha. Chương 3: Giới thiệu quá trinh quá độ trong mạch điện, bài toán chỉnh, bài toán không chỉnh và các định luật đóng mở. Cách xác định các điều kiện đầu của bài toán quá đô 3
Chương 4: Giới thiệu phương pháp tích phân kinh điển đ ể phân tích quá trình quá độ trong mạch điện; cách lập phương trình đặc trưng và hình dáng của đáp ứng tự do; cách phân tích quá trình quá độ trong mạch điện RC, R L và RLC. Chương 5: Giới thiệu về phép bỉêh đổi Laplace; các tính chất của phép biến đổi; cách tìm điểm cực và điểm không; giá trị đầu và giá trị cuối; cách tim hàm gốc, hàm ảnh và giải phương trình vỉ phân bằng máy tính. Chương 6: Giới thiệu phương pháp toán tử Laplace đ ể phân quá trình quá độ trong mạch điện và cách phân tích bài toán quá độ bằng máy tính. Chương 7: Giới thiệu về mạch điện phi tuyến và các phương pháp phân tích mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập có dòng điện không đổi, dòng điện xoay chiều. Cuốn sách B à i tả p Cơ sở Lý th u y ế t m ạ c h đ iệ n được hoàn thành với rất nhiều gửi gắm của nhóm tác giả chúng tôi tới các em sinh viên và luôn mong rằng cùng với cuốn sách này các em sẽ có thêm một tài liệu hỗ trợ việc tự học, đê củng cố kiến thức lý thuyết, đê hiểu rõ được hơn nữa nội dung môn học Cơ sở L ý thuyết mạch điện. Cuốn sách củng được viết với sự cảm thông, sự giúp đỡ vô cùng to lớn của gia đình các tác giả. Không có họ, không có sự cô vũ, khuyến khích của những người thăn gia đình chắc chắn cuốn sách không th ể hoàn thành được. Bời vậy, lời cảm ơn đầu tiên của chúng tôi là gửi đến họ. Tiếp theo chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Khoa Điện, Bộ môn Kỹ thuật điện và các bạn đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên và đóng góp những ý kiến quý báu đ ể chúng tôi hoàn thành cuốn sách. Trong quá trình biên soạn, tuy đả rất nỗ lực song không tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và độc giả. Mọi góp ý đóng góp xin gửi về địa chỉ: E.mail: h ahienl977@ gm ail.com C á c tá c g iả 4
MỤC LỤC Lời nói đầu 4 C hương 1: Mạch điện 3 pha ở ch ế độ xác lập điều hòa 9 1.1. Tóm tắt lý th u y ế t.........................................................................................................................................9 1.1.1. Định nghĩa mạch điện 3 pha.......................................................................................................... 9 1.1.2. Mạch điện 3 pha đối x ứ n g ..............................................................................................................9 1.1.3. Đ ặc điểm mạch điện 3 pha đối xứng nối s a o -s a o ................................................................... 9 1.1.4. Đặc điểm mạch điện 3 pha đối xứng nối tam giác - tam giác.............................................9 1.1.5. Phàn tích mạch điện 3 pha đối xứng và không đối xứng phụ tải tĩnh................................ 10 1.1.6. Công suất trong mạch điện 3 p h a ............................................................................................. 10 1.2. Bài tập giải m ẫ u ......................................................................................................................................11 1.3. Bài tập vận d ụ n g .................................................................................................................................... 26 C hương 2: P h ư ơ n g pháp cá c thành phần đối xứ ng 41 2.1. Tóm tắt lý th u y ế t.......................................................................................................................................41 2.1.1. Khái niệm về các thành phần đối x ứ n g .................................................................................... 41 2.1.2. Nội dung phưong pháp thành phần đối x ứ n g ..........................................................................41 2.1.3. Công thức tổng h ợ p ....................................................................................................................... 41 2.1.4. Công thức phân tích.......................................................................................................................42 2.1.5. Tính chất của các thành phẩn đối xứng....................................................................................42 2.1.6. Các bước phân tích mạch điện 3 pha không đối xứng với phụ tải đ ộn g..........................42 2.1.7. Các bước phân tích mạch điện 3 pha bị sự c ố ........................................................................ 42 2.1.8. Công suất mạch điện 3 pha theo các thành phẩn đối xứ ng............................................... 43 2.1.9. Sóng hài bậc cao trong mạch điện 3 pha................................................................................ 43 2.2. Bài tập giải m ẫ u .....................................................................................................................................44 2.3. Bài tập vận d ụ n g .................................................................................................................................... 64 C hương 3: Khái niệm v ề quá trình quá độ trong m ạch điện 73 3.1. Tóm tắt lý th u y ế t......................................................................................................................................73 3.1.1. Định nghĩa về quá trình quá đ ộ ..................................................................................................73 3.1.2. Nguyên nhân của quá trình quá đ ộ ...........................................................................................7 3 3.1.3. Ý nghĩa quá trình quá đ ộ ............................................................................................................. 7 3 3.1.4. Điểu kiện đầu của bài toán quá đ ộ ............................................................................................ 7 3 3.1.5. Bài toán chĩnh và bài toán không chĩnh.............................................................................. 74 3.1.6. Các luật đóng m ở .................................................................................................................. 74
3.1.7. Cách xác định các điều kiện đầu.............................................................................................. 75 3.2. Bài tập giải m ẫ u ......................................................................................................................................76 3.3. Bài tập vận d ụ n g .................................................................................................................................... 85 C hương 4: Phân tích quá trình quá độ bẳng phư ơng pháp tích phân kinh điển 87 4.1. Tóm tắt lý th u y ế t.................................................................................................................................... 87 4.1.1. Phân tích đáp ứng quá độ trong mạch điện tuyến tính thành đáp ứng tự do xếp chổng với đáp ứng xác lập m ới................................................................................. 4.1.2. Cách lập phương trình đặc trưng...............................................................................................87 4.1.3. Dạng của đáp ứng tự đ o ............................................................................................................. 8® 4.1.4. Các bước tính quá trình quá độ bằng phương pháp tích phân kinh điển ....................... 88 4.1.5. Quá trinh quá độ trong mạch R C ................................................................................ 89 4.1.6. Quá trình quá độ trong mạch RL................................................................................. 90 4.1.7. Quá trình quá độ trong mạch RLC..............................................................................92 4.2. Bài tập giải m ẫ u ..................................................................................................................................... 96 4.3. Bài tập vận d ụ n g .................................................................................................................................. 146 C hương 5: Toán từ Laplace 173 5.1. Tóm tắt lý th u y ế t.................................................................................................................................. 173 5.1.1. Phép biến đổi Laplace.............................................................................................................. 173 5.1.2. Tinh chất cơ bàn của phép biến đổi Laplace....................................................................... 173 5.1.3. Bảng rút gọn các phép biến đổi Laplace.............................................................................. 175 5.1.4. Bàng ảnh gốc của một số hàm cơ bản..................................................................................176 5.1.5. Tín hiệu đặc b iệt.........................................................................................................................176 5.1.6. Phép biến đổi-Laplace ngược..................................................................................................177 5.1.7. Điểm cực và điểm không của hàm F(s).................................................................................178 5.1.8. Định lý giá trị đắu - giá trị cuối.................................................................................................179 5.1.9. Một ứng dụng của phép biến đổi Laplace: Giải phương trình vi phân........................... 179 5.1.10. Cách tim hàm gốc, hàm ảnh và giải phương trinh vi phàn bằng máy tính................................................................................................................................................180 5.2. Bài tập mẫu và lời g iả i....................................................................................................................... 183 5.3. Bài tập vận d ụ n g ................................................................................................................................. 1 9 7 Chương 6: Phương pháp toán tử Laplace để phân tích bài toán quả đ ộ 205 6.1. Tóm tắt lý th u y ết.................................................................................................................................205 6.1.1. Khái niệm về phương pháp toán tử........................................................................................205 6.1.2. Sơ đồ toán tử Laplace...............................................................................................................206 6.1.3. Các bước thành lập sơ đổ toán tử..........................................................................................207 6.1.4. Hai luật Kirchhoff dạng toán tử...............................................................................................207 6
6.1.5. Các bước tính quá trình quá độ dưới dạng toán tử Laplace............................................. 207 6.1.6. Giải bài toán quá trinh quá độ bằng máy tính...................................................................... 208 6.2. Bài tập giải m ẫ u .....................................................................................................................................209 6.3. Bài tập vận d ụ n g ................................................................................................................................... 250 C hương 7: Mạch phi tuyến ờ ch ế dộ xác lập 267 7.1. Tóm tắt lý th u y ế t................................................................................................................................... 267 7.1.1. Khái niệm về phần tử và mạch điện phi tuyến..................................................................... 267 7.1.2. Điện trở phi tu y ến ........................................................................................................................267 7.1.3. Điện cảm phi tuyến..................................................................................................................... 268 7.1.4. Điện dung phi tuyến.................................................................................................................... 270 7.1.5. Tính chất mạch điện phi tuyến................................................................................................. 270 7.1.6. Các phương pháp phân tích mạch điện phi tuyến một chiều ở ch ế độ xác lậ p ............... ................................ ........... ................’........................................ ......................... 271 7.1.7. Các phương pháp phân tích mạch điện phi tuyến xoay chiều ở ch ế độ xác lập............................................................................................................................................ 271 7.2. Bài tập giải m ẫ u .................................................................................................................................... 273 7.3. Bải tập vận d ụ n g ................................................................................................................................... 285 Tài liệu tham kh ảo......................................................................................................................................... 287 7
CHƯƠNG 1 MẠCH ĐIỆN 3 PHA Ở CHÉ Đ ộ XÁC LẬP ĐIÈU HÒA 1.1 TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.1.1 Định ngh ĩa m ạ c h đ iện 3 ph a M ạch điện 3 p h a là m ột h ệ th ố n g m à n g u ồ n tá c động là ng u ồ n 3 p h a . N guồn 3 p h a gồm 3 nguồn 1 p h a hợp lại, đó là 3 n g u ồ n sức đ iện động có cù n g b iên độ, cù n g tầ n số' v à lệch n h a u về góc p h a là 120°, được ký h iệ u là: eA , eB, ec . eA (t) = EyÍ2 sin£ + 120°) (V) Ẻ c = EZ1200 N guồn 3 p h a có b iên độ b ằ n g n h a u v à các p h a lệch n h a u 120° được gọi là ngu ồ n điện 3 p h a đối xứng. 1.1.2 Mạch điện 3 pha đối xứng M ạch đ iện 3 p h a đốĩ xứng là m ạch điện 3 p h a có ng u ồ n đối xứng, tả i đối xứng (ZA = Z B = Z q) v à đưòng dây đối xứng (có tổ n g trở các p h a đường d ây và h o à n c ả n h các p h a đường dây n h ư n h au ). M ạch đỉện 3 p h a không đảm bảo m ột trong 3 yếu t ố trê n là m ạch điện 3 p h a không đôi xứng. 1.1.3 Đ ạc điểm m ạch điện 3 pha đối xứng nối sao-sao - T ru n g tín h c ủ a ng u ồ n v à tru n g tín h củ a tả i đ ẳ n g th ế với n h a u Ủ0I0 = 0 . - D òng điện d ây về t r ị số b ằ n g dòng đ iện p h a l d = I f . - H ệ th ố n g dòng điện, đ iện áp ò m ọi bộ p h ậ n tro n g m ạch đ iện đ ểu đối xứng. - Q u an hệ giữa đ iện áp d ây v à đ iện áp pha: ủ A B = S Ứ AeJ30° Ù B C = S Ú Be * °° (1.2) ứ CA= S Ù c ei30° 1.1.4 Đ ậc điểm mạch điện 3 pha đối xứng nối tam g iá c - tam giác - Đ iện áp dây về t r ị s ố b ằ n g đ iện áp p h a u d = U f. - H ệ th ố n g dòng điện, đ iện áp ỏ m ọi bộ p h ậ n tro n g m ạch đ iện đ ều đối xứng. - Q u a n h ệ giữa dòng đ iện d ây và dòng đ iện pha:
i A - \ i s I Age j30° I B =y/3 I s c e ■ /3° (1.3) ic = s ic A * -* * 1.1.5 Phãn tích mạch điện 3 pha đối xứng và không đối xứng phụ tài tĩnh Với m ạch điện 3 p h a đối xứng, các trạ n g th á i (điện áp và dòng điện) ỏ m ọi bộ p h ậ n tro n g m ạch điện đều đối xứng, n g h ĩa là c h ú n g có trị số bằng n h a u và lệch n h a u về thờ i gian 120°. Vì vậy với m ạch điện 3 p h a đối xứng, ta chỉ cần tá c h riên g 1 p h a r a để tín h , s a u đó suy ra trạ n g th á i của các p h a khác. Với m ạch điện 3 p h a khô n g đối xứng, trạ n g th á i dòng điện v à đ iện áp ỏ các p h a không đối xứng, ta không th ể suy r a trạ n g th á i của các p h a từ m ột p h a n ào đó đ ã biết. Vì vậy về nguyên tắc ta p h ải tá c h riê n g từ n g p h a r a để tín h . T rong m ột số”trư ờ n g hợp ta coi b à i to á n n h ư có nhiều nguồn tá c động v à áp d ụ n g các phương ph áp đ ã học như: dòng điện các n h á n h , dòng điện vòng, điện th ế các n ú t...đ ể tín h . Đối vối m ạch điện đơn giản, ta thư ờ ng sử dụng phương pháp điện th ế các n ú t để giải. 1.1.6 Công suất trong mạch điện 3 pha 1. M ạch điện 3 p h a đối xứng, ta chỉ cần tín h hoặc đo công s u ấ t m ột p h a (thư ờ ng tín h cho pha A) rồi n h ân 3: S = 3Sa = 2 a Ĩ a = 3 (PA + jQ A ) = P + jQ ủ (1.4) Trong đó: ị P = SPA = S U flf c.osỌf Ị q = 3Qa = 3 Ư fỉf sinộy 2. M uôn tín h hoặc đo công s u ấ t tro n g m ạch điện 3 p h a không đối xứng, t a p h ả i tín h hoặc đo công s u ấ t từ n g p h a riê n g rẽ, rồi cộng lại: s - S A + S B + s c - UAI A +UBI B +UCI C = p + jQ (1.5) Trong đó: P = PA +PB + PC = UAI A C0S(Ì>A + U BI B C0S 0S< C Q = Qa + Qb + Qc - U A sm fPA tì^ũ s m ‘ +UCI C s in ọc Pn 3. Đối vối m ạch điện 3 p h a 4 dây tà i nối Y0 ta có th ể dùng phưdng p h á p 3 w a ttm e t để đo công s u ấ t n h ư h ìn h 1.1. - Đối vối m ạch điện 3 p h a 3 dây nối sao h ay tam giác ta có th ể d ù n g phương p h á p 2 w attm et để đo công s u ấ t n h ư h ìn h 1.2. Hình 1.1: Đo công suất trong mạch Hình 1.2: Đo công suất trong mạch 3 pha bằng 3 wattmet 3 pha bằng 2 wattmet 10
Tổng công s u ấ t tá c d ụ n g c ủ a 2 w a ttm e t đo được: p = Pwx + pw2 = ^ { U a c -I a } + R e{ ĩ/fíC.7B| = Re{(c/A } + R e { (ứ f l -C /c ) . / B } ( 1.6) =Re{ứ ./A} +ReỊứB }+Re{ớc./c ) A ./B 1.2 BÀI TẬP GIẢI MẪU Bài tập 1: Cho m ạch đ iệ n 3 p h a tro n g đó ng u ồ n 3 p h a là đối xứng h ìn h 1.3. Hỏi k h i k h o á K đóng và mở, o ^ > dòng điện tro n g các n h á n h củ a m ạch đ iện có th a y đổi không? C hứng m in h b ằ n g b iểu thức? Giài: D òng điện tro n g các n h á n h có th a y đổi. Cụ thể: Hình 1.3 * K hi K đóng ủ 00, = 0 * K hi K mỏ Ùo tí * 0 cp 1 j ÉA ÈA - ủ oờ o I1 I A R + jcoL tsi R + jũ )L ị e b e b ị ÈB - ú oờ E b -U oớ b zb r h ZB R ■ SI •6? •b b t J c - Ứ 00, o II II c II o z c 1 1 jcoC jcùC Bài tập 2: Cho m ạch đ iện 3 p h a n h ư h ìn h 1.4. B iết ng u ồ n k h ô n g đối xứng, tả i đổi xứng với các số liệu n h ư sau: Ù m = 300n/2Z30° (V) ÙCB = 450Z 900 (V) Z = 30 + j3 0 (n ) T ính dòng đ iện tro n g các p h a khi: a. K đóng b. K mở Giải: a. K hi kh ó a K đóng ta có sơ đồ m ạch đ iện n h ư h ìn h 1.4a. L ần lư ợt sử d ụ n g đ ịn h lu ậ t K irchhoff 2 và 1 có: 8 z 30 + j 30 ị _ ÍJA B _ 300V 2Z300 _ , A ^ co i A = - ( / B + / c ) = l l , 8 2 - j l 2 , 6 8 (A) 11
b. Khi khóa K mở, từ 2 véc tơ điện áp dây ủ M và ỦCB ta chuyển vê' th à n h 3 véc tơ điện áp pha: Ẻ A , Ẻ B và ẺQ n h ư h ìn h 1.4b b ằn g cách: Sử dụng lu ậ t K ữchhoff 2: Ea - E n - u A ÍAB f * Ì 77T o E c - E b - U cb ị f Ị UcB ỉQ C h ọ n Ẻ B = 0 t a có: ìn h l.4 b ---------- *--------------- È A = ứ A B = 300V 2^30° (V) Ẻc = ỦCB = 450Z900 (V) Sử dụng phương p h áp điện th ế các nút: É ạ + É c _ 30072Z30° + 450Z90Ị 122|47 + j2 2 0 n (V) ứ o‘o = 3 3 Dòng điện trong các p h a là: 300V2Z30° -(1 2 2 ,4 7 + j220,71) 1A -----~ ị È* Úứo 3 0 + >30 = 3 ,9 4 -./4 ,2 3 (Ạ) i R - ---- 0'0 122,47 + 7220,71 * = ~ủ --- = - 5 , 7 2 - j l , 6 4 (Ạ) z 30 + j 30 Éc - ử ờ 0 45QZ9Q0 -(1 2 2 ,4 7 + >220,71) = 1,78 + j 5,86 (A) z “ 30 + j3 0 Bài tập 3: Cho m ạch điện 3 p h a n h ư h ìn h 1.5. T ính dòng điện tro n g các p h a của m ạch điện bằng phương pháp n h a n h n h ấ t k h i K đóng và mở. Biết: i? eA = 2 2 0 ^ 2 sin loot (V) ) eB = 220V2 sin(100í - 90° ) (V) L ec = 220yỈ2 sin(100í + 90°) (V) Ỳ ) c R = R q = 100 (n); c = 100 cuF) II - ổ f II L = 1000 (m H ) Ro Giòi: HmA 2.5 a. Khi khóa K đóng t a có sơ đồ m ạch điện n h ư h ìn h 1.5a. ÈA = 220Z00 (V) ẺB = 2 2 0 Z -9 0 0 (V) Éc = 220Z900 (V) ZA = R = 100 (Q) ZB = jũ)L = jio o (Q) Zr - - = - j 100 (Q.) jú)C Z N = R 0 =100 (Q) Hình 1.5a Sử dụng phương p h áp điện th ế các nút: 12
2 2 0 Z 0 0 — + 2 20Z - 90° - A - + 2 20Z 900 - 7— - ^ 5 --------------------------------------------- Ĩ152. = 1 10^180° (V) 1 1 1 J _ 100 + j i o o + -7 1 0 0 + 100 = — — -----—----------- = 3, ZA 100 È B - Ú 0,0 2 2 0 /:- 9 0 ° - 1 1 0 ^ 1 8 0 ° -2 ,2 -7 1 ,1 (A) jio o È c - ủ 0'0 2 2 0 Z 9 0 0 -1 1 0 Z 1 8 0 0 ic - c - j io o j ^ W = n o z i8 < ^ Ea * 100 b. K hi k h ó a K mỏ sơ đồ m ạch điện n h ư h ìn h 1.5b. ° - 0 - É A j - + È B -± - + È c - f ^È c TT & B ° '0 ----------_ L _L J_ ZB z c 220Z 00.— + 220z - 90°.—Ị — + 2 2 0 Z 9 0 V — — ^ 5 2 -------------------j}ữữ_ _ 220Z 1800 (V) Ị 1 1 100 + >100 + - j i o o j È A - Ử Ớ0 220Z 0° -2 2 0 Z 1 8 Q 0 A ZA 100 ’ i B - È? - ú 0'0 = 2 2 0 Z - 9 0 ° - 2 2 0 Z180° = B ZB jio o w /c = - ý o - 220^ 90° - 2 f Z180° = - 2 ,2 + j 2 , 2 (A) „ c zc -./1 0 0 Bài tạp 4: Cho m ạch đ iện 3 p h a h ìn h 1.6. T rong đó tả i tả i đối xứng có: z = 3 + j 4 (Í2), đ iện áp d ây đ ặ t vào tải: ũAB =300V 2Z135° (Y )] Ú b c = 3 0 0 ^ 0 ° (V); ứ CA= 3 0 0 Z -9 0 ° (V). Y êu cầu: A 1. T ính dòng điện v à đ iệ n áp tro n g các pha? 2. T ính công s u ấ t tá c d ụ n g p tro n g m ạch điện 3 p h a B ị— bằng phương p h á p n h a n h n h ấ t? Hình 1.6 °
Giải: 1. Từ sơ đồ m ạch điện h ìn h 1.6a th eo lu ậ t K irchhoff 2 có: \É A - É B U c - ẺB = UCB Chọn Ẻ B = 0 Cỏ: 4 Ẽ ‘ ■ \ tè - Điện áp các pha: TJ r ù _p + E c )Y • (E a + E c ) UA ~ A _ ơ 0 '0 “ E A - EA 3 _ (E ạ +E ạ ~ E c ) _ (U ạ b + ư ạb ~ Uọ b) _ U ạb + u AC 3 3 3 300V2Z I 350 + ,/300 -3 0 0 + j3 0 0 + j 300 1001 J200 ^ 3 3 ý ÚBA+ÙBC -3 0 0 ^ 2 /1 3 5 ° + 300 -( -3 0 0 + >300)+ 300 200 1 0 0 (y ) B 3 3 3 JjỦCA+ÚCB 3 0 0 Z -9 0 °-3 0 0 - 7 3 0 0 - 3 0 0 = _ 100 1 0 0 (V) ° 3 3 3 - Dòng điện tro n g các pha: ŨA -1 0 0 + j 200 - = 20 + >40 = 44,72Z63,43° (A) ZA 3+ji =É b_ 2 0 0 -> 1 0 0 ZB 3+ji Úc -ìo o -ý io o Zc 3 + j4 2. Công su ấ t tác dụng: p3f = R f ( l ị + l ị + l ị ) = 3(44,722 + 44,722 + 28,32) = 14401,9404 (W) Bài tập 5: Cho m ạch điện 3 p h a vối nguồn đối xứng có u đ = 380 (V) n h ư h ìn h 1.7. T ả i 3 pha đối xứng nôì sao có R - 40 (n), X = 30 (n). Yêu cầu h ãy xác định dòng điện, điện áp v à công su ấ t các p h a của tả i trong các trường hợp: 1. M ạch điện 3 p h a làm viêc b ìn h thường. A R 2. Đ ứt dây p h a A. 3. N gắn mạch pha A. Giải: 1. Trường hợp m ạch điện 3 p h a làm việc b ìn h thường: Hình 1.7 Vì nguồn và tả i đối xứng n ên điện áp m ột p h a của tả i là: U f = - ± = 220 (V) 14
220 ... Dòng điện m ột p h a củ a tả i là: I f = r = —— = 4,4 (A) 50 Dòng điện dây: = l f = 4 ,4 (A) Công s u ấ t tá c d ụ n g 3 p h a: P3pha = S R f l f = 3.40.4,42 = 2323,2 (W) Công s u ấ t p h ả n k h á n g 3 p h a: Q3pha = & f l f = 3.30.4,42 = 1742,4 (V ar) x Công s u ấ t b iểu k iến 3 p h a: s 3pha = P3pha + jQ 3pha = 2 3 2 3 ,2 + ^1742,4 (VA) 2. Trường hợp m ạch đ iện 3 p h a đ ứ t d ây p h a A (h ìn h 1.7a): T ả i m ấ t đối xứng, dòng điện p h a A: Ĩ A = 0 , tả i p h a B nối tiế p p h a c đ ặ t vào điện áp dây ủ BC . Do Z B = z c n ê n tro n g trư ờ ng hợp n ày ta có đồ th ị véc tơ n h ư h ìn h 1.7b: Hình 1.7'a UBƠ = U CỜ = l f = 140 w U A Ờ = U A B C O S 300 = = 14 0 v ^ (V) T rị hiệu d ụ n g c ủ a dòng điện p h a B v à p h a C: U bc 380 Ib = Ic = = 3,8 (A) V(2R)Z + (2 i)2 V6400 + 3600 30 Góc lệch p h a giữa đ iện áp v à dòng điện: (pB =(pc = a rctg — = a rctg — = 53°10/ •fi 40 Công s u ấ t tá c d ụ n g củ a tả i: p = Rựị + Iq ) = 40(3, 8 2 + 3 ,8 2 ) = 1155,2 ('w ) Công s u ấ t p h ả n k h á n g c ủ a tải: Q = x ự ị + l ị ) = 30(3,82 + 3,82) = 866,4 (V ar) 3. Trường hợp n g ắn m ạch p h a A (h ìn h 1.7c): Đồ th ị véc tơ trư ờ n g hợp n g ắ n m ạch p h a A: h ìn h 1.7d. Hình 1.7c Điểm tru n g tín h của tả i c h u y ển từ điểm ơ về điểm A . 15
UA * - ° UB0, = U A B = U d = 380 (V) Uc & = U A C = U d = 380 (V) T rị hiệu dụng của dòng điện p h a B v à p h a C: 380 I r - In - = 7,6 (A) J r 2 + x2 V1600 + 900 Góc lệch p h a giữa điện áp v à dòng điện: (pB =
Yêu cầu: T ìm số chỉ các đồng hồ đo tro n g sơ đồ m ạch điện h ìn h 1.9a (Nội trở đồng hồ đo: = 0; Z y = 00). Giòi: T ừ đồ th ị véc tơ h ìn h 1.9b, ta có: ÚBC = 400Z 0° (V); ù MỊ = 3 0 0 Z 9 0 0 (V) Vậy số chỉ đồng hồ Vị là: U y = 400 (V ) Sơ đồ m ạch đ iện b iến đổi tả i ta m giác vê' tả i h ìn h sao tư ơng đương: h ìn h 1.9c. ZaZ o %AC '■ - = 2 ,1 9 - j0 ,8 2 (Q) Z a + z fí+z. %AB =5,62 + j l , 6 4 (Q) Z> + Z r + Zc. A Theo lu ậ t K irchhoff 2 có: Ea - E b = ủab E b - E c = U bc Chọn Ẻ B = 0 (V) t a có: ÉA = Ứ AB = 3 0 0 Z 9 0 ° (V) Ẻ c = -Ứ BC = 40(U 180° (V) Chọn Ộq = 0 (V) ta tín h : - + Er Z,! + Z r ư 0 '0 = - = -8 7 ,6 3 + j l 3 2 , 87 (V) 1 1 1 Z +%C d A + %B Z + A d - Dòng điện tro n g các pha: Ẻ A -ứ „ - = 4 0 - j 0 , 0 1 3 = 4 0 Z - 0 ,0 2 u (A) z „ + z ,A C - ủ n ,„ -5 ,1 5 -^ 1 7 ,5 6 = 1 8 , 3 Z - 106,35° (A) Z j +Z Ă - ú .ờ o i r =- -3 4 ,8 6 + jl7 ,5 4 = 3 9 ,0 2 Z 1 5 3 ,2 9 ° (A) + Zflc - T ừ sơ đồ h ìn h 1.9a,theo lu ậ t K ứ ch h o ff 2 có: 17
i AZ d * ủ ỉ c - i c z ẽ - ú Ac = o => ù Z c = ù AC + z d ự c - i A ì ùz =(400 + j3 0 0 )-j5 (-3 4 ,8 6 + j l 7 ,5 4 -4 0 + j0,013) = 802.86Z15,33° (V) - Cũng theo sơ đồ h ìn h 1.9a,có: ì 7 J V 7 _TT - = n t - ỳ* - A ^ d I Za ^A ~ B d AB — =* 2 j (-5,15 - j l 7,56 - 40 + jũ , 013)j d + 30QZ9Q0 = 1J 4 9 z 4 0 240 (A) ^ ' 10 Vậy số chỉ đồng hồ V2 là: U y = UZc = 802,86 (V) SỐ’chỉ đồng hồ am pe A, là: / ampei = / s = 13,8 (A) S ố c h ỉ đ ồ n g h ồ a m p e A 2 là : / ampe2 = IzA = 1 1 . 4 9 (A) • Bài tập 8: Điện áp quy định cho mỗi dây q u ấn của động cơ không đồng bộ 3 p h a là 220 (V), nếu cho động cơ làm việc trong lưới điện 380/220 (V) th ì p h ải đ ấu động cơ n h ư th ế nào để động cơ làm việc bình thường? Chứng m inh và vẽ sơ đồ? Giòi: 1. Cách đấu động cơ ở lưới điện 380/220 (V): Đ ấu h ìn h sao. 2. Chứng minh: Khi đ ấu h ìn h sao ta có: u d = -J zu f -> ơ f = -ự=- = = 220 (V) Vì vậy điện áp đ ặ t vào một p h a đúng bằn g u đm quy định cho mỗi dây q u ấ n của động cơ do đó động cơ làm việc b ìn h thường. 3. Sơ đồ đấu n h ư h ìn h 1.10. Bài tạp 9: Trên n h ã n h iệu của m ột đông cơ không đồng bộ 3 p h a có ghi: A/Y - 220/380 (V). A nh chị hiểu ký hiệu đó n h ư th ế nào? Cách đấu động cơ đó vào các lưói điện 380/220 (V) và 220/127 (V), vẽ sơ đồ đ ấu động cơ? Giòi: 1. Giải thích ký hiệu. Ký h iệu A/Y - 220/380 (V) cho b iết điện áp cho phép khi động cơ đ ấu A là 220 (V) và điện áp cho phép khi động cơ đ ấu h ìn h Y là 380 (V). Vậy điện áp định mức cho cuộn dây của động cơ không đồng bộ 3 p h a là 220 (V). 18