Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện

 Mạch điện

Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn tạo thành

những vòng kín trong đó dòng điện có thể chạy qua. Mạch điện gồm 3 phần tử cơ bản

là nguồn điện, thiết bị tiêu thụ điện, dây dẫn ngoài ra còn có các thiết bị phụ trợ như:

thiết bị đóng cắt, đo lường, bảo vệ, tự động

Ví dụ: Sơ đồ mạch điện đơn giản như hình vẽ:

a. Nguồn điện

- Là các thiết bị để biến đổi các dạng năng lượng như: Cơ năng, hoá năng, nhiệt năng,

thuỷ năng, năng lượng nguyên tử thành điện năng.

- Nguồn điện có thể là nguồn một chiều hoặc xoay chiều.

+ Nguồn một chiều: Pin, acquy, máy phát điện một chiều,.

+ Nguồn xoay chiều: Lấy từ lưới điện, máy phát điện xoay chiều,

- Các nguồn điện công suất lớn thường được truyền tải từ các nhà máy điện (nhiệt

điện, thủy điện, điện nguyên tử.).

- Các nguồn điện một chiều thường được đặc trưng bằng sức điện động E, điện trở

trong r. Với nguồn xoay chiều thường biểu diễn bằng công suất P (công suất máy phát)

và điện áp ra u.5

b. Thiết bị tiêu thụ điện (Phụ tải)

Là các thiết bị sử dụng điện năng để chuyển hóa thành một dạng năng lượng

khác, như dùng để thắp sáng (quang năng), chạy các động cơ điện (cơ năng), dùng để

chạy các lò điện (nhiệt năng). . Các thiết bị tiêu thụ điện thường được gọi là phụ tải

(hoặc tải) và ký hiệu bằng điện trở R hoặc bằng tổng trở Z.

c. Dây dẫn

Có nhiệm vụ liên kết và truyền dẫn dòng điện từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ.

Thường làm bằng kim loại đồng hoặc nhôm và một số vật liệu dẫn điện có điện dẫn

suất cao khác.

d. Các thiết bị phụ trợ:

- Dùng để đóng cắt như: Cầu dao, công tắc, aptômát, máy cắt điện, công tắc tơ.

- Dùng để đo lường: Ampe mét, vôn mét, oát mét, công tơ điện

- Dùng để bảo vệ: Cầu chì, rơ le,

1.1.2. Dòng điện và chiều qui ước của dòng điện

Khi đặt vật dẫn trong điện trường, dưới tác dụng của lực điện trường, các điện

tích dương sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn, còn các

điện tích âm (các điện tử) sẽ di chuyển ngược lại từ nơi có điện thế thấp đến nơi có

điện thế cao hơn và tạo thành dòng điện.

Vậy: Dòng điện là dòng các điện tử chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực

điện trường.

* Chiều quy ước của dòng điện:

Theo quy ước: chiều dòng điện là chiều chuyển rời của các điện tích dương.

Hình 1.3: Một số loại phụ tải thông dụng

Hình 1.2: Một số loại nguồn điện6

+ Trong kim loại : Dòng điện là dòng các điện tử chuyển dời có hướng. Vì điện

tử di chuyển từ nơi có điện thế thấp hơn đến nơi có điện thế cao hơn nên dòng điện tử

ngược với chiều quy ước của dòng điện.

+ Trong dung dịch điện ly : Dòng điện là dòng các ion chuyển dời có hướng.

Nó gồm có hai dòng ngược chiều nhau đó là: Dòng ion dương có chiều theo chiều quy

ước của điện trường và dòng ion âm có chiều ngược chiều quy ước. Các ion dương sẽ

di chuyển từ Anốt (cực dương) về Catôt (cực âm) nên gọi là các Cation, các ion âm di

chuyển từ catốt về Anôt nên gọi là các Anion.

+ Trong môi trường chất khí bị ion hoá : Dòng điện là dòng các ion và điện tử

chuyển dời có hướng. Nó gồm có dòng ion dương đi theo chiều của điện trường từ

Anốt về Catốt, và dòng ion âm và điện tử đi ngược chiều điện trường từ Catốt về Anốt.

Như vậy trong vật dẫn, dòng điện sẽ đi từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện

thế thấp, trong nguồn điện thì ngược lại dòng điện đi từ cực có điện thế thấp đến cực

có điện thế cao.

 

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 1

Trang 1

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 2

Trang 2

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 3

Trang 3

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 4

Trang 4

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 5

Trang 5

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 6

Trang 6

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 7

Trang 7

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 8

Trang 8

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 9

Trang 9

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 81 trang baonam 15701
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện

Giáo trình Cơ điện nông thôn - Kỹ thuật điện
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI 
TRƢỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI 
GIÁO TRÌNH NỘI BỘ 
MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN 
NGHỀ ĐÀO TẠO: CƠ ĐIỆN NÔNG THÔN 
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP 
LƢU HÀNH NỘI BỘ 
Năm 2017 
1 
LỜI GIỚI THIỆU 
Bài giảng Kỹ thuật điện đƣợc biên soạn trên cơ sở chƣơng trình chi tiết môn 
học Kỹ thuật điện của nghề điện công nghiệp, đƣợc viết cho đối tƣợng đào tạo hệ cao 
đẳng và trung cấp có thể sử dụng đƣợc. Bài giảng Điện kỹ thuật là một trong những 
tập bài giảng kü thuËt cơ sở nghề quan trọng trong chƣơng trình đào tạo cao đẳng và 
trung cấp nghề.Vì vậy nội dung đã bám sát chƣơng trình khung của nghề nhằm đạt 
mục tiêu đào tạo của nghề đồng thời tạo điều kiện cho ngƣời sử dụng tài liệu tốt và 
hiệu quả. Bài giảng đƣợc xây dựng với sự tham gia của các giáo viên trong khoa Điện- 
Điện tử Trƣờng CĐ Lào cai. 
Giáo trình đƣợc chia làm 03 chƣơng, trong đó: 
 Chƣơng 1: Cung cấp các kiến thức về các phần tử tạo thành mạch điện và các 
phép biến đổi tƣơng đƣơng trong mạch điện . 
Chƣơng 2: Cung cấp các kiến thức về các điṇh luật và phƣơng pháp giải trong 
mạch điện một chiều. 
 Chƣơng 3: Cung cấp các kiến thức về từ trƣờng, lực từ, đƣờng sức từ trƣờng; vận 
dụng để xác định đƣợc phƣơng, chiều, độ lớn của lực điện từ, của véc tơ sức điện động 
cảm ứng, từ thông. 
 Chƣơng 4: Cung cấp các kiến thƣ́c về các đaị lƣợng và tính chất của mạch điện 
xoay chiều một pha. 
 Chƣơng 5: Cung cấp các kiến thƣ́c về các đaị lƣợng và tính chất của mạch điện 
xoay chiều ba pha. 
Tác giả bày tỏ sự cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa 
Điện – Điện tử đã tạo điều kiện để bài giảng đƣợc hoàn thành. Bài giảng biên soạn khó 
tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ các đồng nghiệp và các 
bạn đọc để bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn. 
. 
2 
MỤC LỤC 
LỜI GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 1 
CHƢƠNG I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN .......................................... 4 
1. MẠCH ĐIỆN VÀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN. .................................................... 4 
2. CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TƢƠNG ĐƢƠNG ....................................................... 9 
CHƢƠNG II: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU ........................................................... 16 
1. CÁC ĐIṆH LUẬT CƠ BẢN. ......................................................................... 16 
2. CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢI MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU ............................ 21 
CHƢƠNG III: TỪ TRƢỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ .................................... 25 
1. TỪ TRƢỜNG ................................................................................................. 25 
2. LỰC ĐIỆN TỪ...39 
3. KHÁI NIỆM VỀ MẠCH ĐIỆN TỪ ................................................................ 42 
4. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ..................................................................................... 44 
CHƢƠNG IV: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA .................................... 38 
1. NGUYÊN LÝ SINH RA SỨC ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU HÌNH SIN MỘT 
PHA .................................................................................................................... 38 
2. CÁC ĐẠI LƢỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU . .............................. 39 
3. BIỂU DIỄN LƢỢNG HÌNH SIN BẰNG ĐỒ THỊ ........................................ 41 
4.TÍNH CHẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU .................................................... 44 
5.HỆ SỐ CÔNG SUẤT ....................................................................................... 65 
CHƢƠNG V: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA ......................................... 67 
1. NGUYÊN LÝ SINH RA SỨC ĐIỆN ĐỘNG BA PHA ................................... 67 
2. ĐẤU DÂY HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN BA PHA ........................................... 69 
3. CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN BA PHA ĐỐI XỨNG ........................................ 73 
3 
TẬP BÀI GIẢNG MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN 
Tên môn học: Kỹ thuật điện 
Mã môn học: MH 07 
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC: 
- Vị trí môn học: Môn học đƣợc bố trí song song hoặc sau khi học sinh học xong các 
môn học chung và trƣớc các môn học/ mô đun chuyên môn. 
- Tính chất của môn học: Là môn học lý thuyết cơ sở bắt buộc. 
II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: 
1. Kiến thức: 
- Trình bày đƣợc các khái niệm, điṇh luật, điṇh lý trong mạch điện một chiều, xoay 
chiều một pha, ba pha. 
- Vẽ đƣợc sơ đồ nguyên lý mạch điện, phân tích và tính toán đƣợc các đại lƣợng điện 
mạch điện một chiều; xoay chiều. 
- Giải thích đƣợc các hiện tƣợng điện từ và cảm ứng điện từ. 
2. Kỹ năng: 
- Vận dụng các công thức tính toán cho mạch điện cụ thể tính toán các thông số của 
mạch điện cụ thể nhƣ mạch điện một chiều; xoay chiều một pha, xoay chiều ba pha. 
- Vận dụng để xác định đƣợc phƣơng, chiều, độ lớn của lực điện từ, của véc tơ sức 
điện động cảm ứng, từ thông. 
3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: 
- Nghiêm túc, chủ động trong học tập. Ứng dụng các kiến  ... ông suất lớn đều sử dụng mạch điện ba pha 
do tính ƣu việt của nó về kỹ thuật và kinh tế. 
Hệ thống điện 3 pha là tập hợp ba hệ thống điện một pha đƣợc nối với nhau tạo 
thành một hệ thống năng lƣợng điện từ chung, trong đó sức điện động ở mỗi mạch đều 
có dạng hình sin, cùng tần số, lệch pha nhau một phần ba chu kỳ. 
Nguồn điện gồm có ba sức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tần số, lệch 
nhau về pha 
2
3
, gọi là nguồn ba pha đối xứng (hay nguồn cân bằng). Đối với nguồn 
đối xứng ta có : 
eA + eB + eC = 0 (1.99) 
EA + EB + EC = 0 
Tải ba pha có tổng trở phức của các pha bằng nhau : ZA = ZB = ZC gọi là tải ba 
pha đối xứng. 
Mạch điện ba pha gồm có nguồn, tải và đƣờng dây đối xứng đƣợc gọi là mạch 
điện ba pha đối xứng (còn đƣợc gọi là mạch ba pha cân bằng). Nếu không thỏa mãn 
điều kiện đã nêu thì gọi là mạch ba pha không đối xứng. 
1.2. NGUYÊN LÝ SINH RA SỨC ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU BA PHA. 
Hệ thống điện ba pha đuợc tạo ra từ máy phát điện đồng bộ ba pha, hoạt động 
dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Cấu tạo nguyên lý của máy phát điện 3 pha gồm 
hai phần : 
Hình 1.42: Nguyên lý máy phát điện ba pha 
68 
a) Stator (phần tĩnh). Gồm ba cuộn dây giống nhau (gọi là các cuộn dây pha) 
đặt lệch nhau 1200 trong các rãnh của lõi thép stator. Các cuộn dây ba pha thƣờng ký 
hiệu tƣơng ứng là AX, BY, CZ. 
b) Rotor (phần quay). Là một nam châm điện N-S. 
Khi rotor quay, từ trƣờng của nó lần lƣợt quét qua các cuộn dây pha, sinh ra các 
sức điện động hình sin có cùng biên độ, cùng tần số, nhƣng lệch pha nhau một góc 
120
0. Nếu chọn pha ban đầu của sức điện động eA trong cuộn dây AX bằng không ta 
có biểu thức các sức điện động trong các pha là : 
)120sin(2)240sin(2
)120sin(2
sin2
00
0
tEtEe
tEe
tEe
C
B
A



 (1.100) 
Nếu biểu diễn hệ thống SĐĐ 3 pha trên bằng số phức ta đƣợc: 
00
0
0
120240
120
0
  
  
 
EEE
EE
EE
C
B
A
 (1.101) 
Hình 1.43: Đồ thị dạng sóng và đồ thị vectơ mạch điện ba pha 
1.3. Ý NGHĨA CỦA HỆ THỐNG BA PHA. 
Hệ thống điện 3 pha có nhiều ƣu điểm hơn hẳn hệ thống điện một pha. Để 
truyền tải điện một pha ta cần dùng 2 dây dẫn, nhƣng để truyền tải hệ thống 3 pha chỉ 
cần dùng 3 hoặc 4 dây dẫn do vậy tiết kiệm và kinh tế hơn. Hệ 3 pha dễ dàng tạo ra từ 
trƣờng quay, làm cho việc chế tạo động cơ điện đơn giản. Các động cơ công suất lớn 
đều phải sử dụng nguồn điện 3 pha. 
Nếu nối riêng rẽ từng pha với tải ta đƣợc 3 hệ thống một pha độc lập, hay hệ 
thống 3 pha không liên hệ với nhau (hình 4.3). Hệ thống này ít sử dụng trong thực tế 
do không kinh tế vì cần tới 6 dây dẫn. 
69 
Thông thƣờng 3 pha nguồn đƣợc nối với nhau, 3 pha tải cũng đƣợc nối với 
nhau và có đƣờng dây 3 pha nối giữa nguồn và tải. Có 2 phƣơng pháp nối mạch 3 pha 
thƣờng sử dụng trong công nghiệp là nối hình sao (Y) và nối hình tam giác (Δ). 
A
C
B
X
Y
Z
IA
IB
IC
ZA
ZB ZC
Hình 1.44: Hệ thống mạch điện ba pha độc lập 
2. ĐẤU DÂY HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN BA PHA. 
Mỗi pha của nguồn và tải đều có điểm đầu và điểm cuối. Ta thƣờng ký hiệu các 
điểm đầu pha là A, B, C, các điểm cuối pha là X, Y, Z. 
Để nối hình sao ngƣời ta nối 3 điểm cuối của các pha lại với nhau tạo thành 
điểm trung tính. 
Đối với nguồn, 3 điểm cuối X, Y, Z của các cuộn dây máy phát điện đƣợc nối 
lại với nhau tạo thành điểm trung tính O. 
Đối với tải, 3 điểm cuối X’, Y’, Z’ đƣợc nối lại với nhau tạo thành điểm trung 
tính O’. 
Ba dây nối các điểm đầu của nguồn và tải AA’, BB’, CC’ gọi là các dây pha. 
Dây dẫn nối các điểm trung tính OO’ gọi là dây trung tính. 
Để nối hình tam giác ngƣời ta nối đầu pha này với cuối pha kia, ví dụ A nối với 
Z, B nối với X, C nối với Y. 
2.1. ĐẤU DÂY HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN BA PHA THEO HÌNH SAO. 
2.1.1. Nguyên tắc nối 
Để nối hình sao ngƣời ta nối 3 điểm cuối của các pha lại với nhau tạo thành 
điểm trung tính. 
Đối với nguồn, 3 điểm cuối X, Y, Z của các cuộn dây máy phát điện đƣợc nối 
lại với nhau tạo thành điểm trung tính O. 
Đối với tải, 3 điểm cuối X’, Y’, Z’ đƣợc nối lại với nhau tạo thành điểm trung 
tính O’. 
Ba dây nối các điểm đầu của nguồn và tải AA’, BB’, CC’ gọi là các dây pha. 
Dây dẫn nối các điểm trung tính OO’ gọi là dây trung tính. 
70 
Hình 1.45: Sơ đồ đấu dây hình sao 
a) Sơ đồ đấu dây ; b) Đồ thị vectơ 
2.1.2. Quan hệ giữa dòng điện dây Id và dòng điện pha Ip 
Dòng điện pha Ip là dòng điện chạy trong mỗi pha của nguồn (hoặc tải). Dòng 
điện dây Id là dòng chạy trong các dây pha nối giữa nguồn và tải. Từ hình 1.45 ta thấy 
dòng điện dây Id có giá trị bằng dòng điện chạy trong các pha Ip. 
Id = Ip (1.102) 
2.1.3. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha 
Điện áp pha Up là điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi pha (hoặc giữa 
dây pha và dây trung tính). 
Điện áp dây Ud là điện áp giữa 2 dây pha : 
AB A B
BC B C
CA C A
U U U
U U U
U U U
 (1.103) 
Để vẽ đồ thị vectơ điện áp dây, trƣớc hết ta vẽ đồ thị vectơ điện áp pha UA, UB, 
UC , sau đó dựa vào công thức (1.103) ta dựng đồ thị vectơ điện áp dây nhƣ trên hình 
1.45 b. Ta có : 
Hình 1.46: Đồ thị vectơ mạch điện đấu sao 
71 
Về trị số, điện áp dây Ud lớn hơn điện áp pha Up là 3 lần. Thật vậy, xét tam giác 
OAB từ đồ thị hình 1.45 b ta có : 
o 32AH=2OAcos30 2OA 3
2
3d P
AB OA
U U
 (1.104) 
Dễ thấy rằng, khi điện áp pha đối xứng, thì điện áp dây đối xứng. 
- Về pha, các điện áp dây UAB, UBC, UCA lệch pha nhau một góc 120
o
 và vƣợt 
trƣớc điện áp pha tƣơng ứng một góc 300. 
Khi tải đối xứng, dòng điện qua dây trung tính bằng không : 
0o A B CI I I I
 (1.105) 
Trong trƣờng hợp này có thể không cần dây trung tính, ta có mạch ba pha ba 
dây. Thông thƣờng trong thực tế, tải ba pha là không cần bằng, khi đó dòng điện qua 
dây trung tính là khác không, do đó bắt buộc phải có dây trung tính. 
Ví dụ : 
Một nguồn điện áp ba pha đối xứng hình sao, điện áp pha nguồn Upn = 220V. 
Nguồn cung cấp điện cho tải R ba pha đối xứng. Biết dòng điện chạy trên dây Id =10A. 
Tính điện áp Ud, điện áp pha của tải, dòng điện pha của tải và của nguồn, vẽ đồ thị 
vectơ. 
Giải: 
Nguồn nối hình sao, áp dụng công thức (1.105) điện áp dây là : 
3 3.220 380d fU U V 
Tải nối hình sao, biết Ud = 380V, theo công thức (1.105) ta có điện áp của tải là: 
380
220
3 3
d
f
U
U V 
O
Ipn
Up
n
A
B
C
O
Ipt
A
B
C
Up
tR
R R
Ud
Id
IA
IB
IC
CU
 
BU
 
AU
 
AI
BI
CI
a) b)
Hình 1.47: Mạch điện và đồ thị vectơ 
72 
Nguồn nối sao, tải nối sao nên ta có : 
Dòng điện pha nguồn: Ipn = Id = 10A 
Dòng điện pha tải: Ipt = Id = 10A 
Vì tải thuần trở nên điện pha của tải trùng pha với dòng điện pha của tải. 
2.2. ĐẤU DÂY HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN BA PHA THEO HÌNH TAM GIÁC. 
2.2.1. Nguyên tắc nối 
Để nối hình tam giác ngƣời ta nối đầu pha này với cuối pha kia, ví dụ A nối với 
Z, B nối với X, C nối với Y (hình 1.48). 
Hình 1.48: Mạch điện ba pha nối tam giác 
2.2.2. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha 
Từ hình vẽ ta thấy khi nối tam giác thì điện áp giữa hai dây chính là điện áp pha 
 Ud = Up (1.106) 
2.2.3. Quan hệ giữa dòng điện dây Id và dòng điện pha Ip 
Áp dụng định luật Kirchhoff 1 cho các nút, ta có : 
 Tại nút A: A AB CAI I I
 Tại nút B: B BC ABI I I
 Tại nút C: C CA BCI I I
Đồ thị vectơ các dòng điện dây IA, IB, IC và dòng điện pha IAB, IBC, ICA vẽ trên 
hình 1.48b: Ta có : 
- Về trị số, dòng điện dây lớn gấp 3 lần dòng điện pha. Thật vậy, xét tam giác 
OEF từ đồ thị hình 1.48b ta có : 
0 3EF = 2OEcos30 2OE 3
2
OE 
Từ đó: 3d pI I (1.107) 
73 
Ví dụ: Một mạch điện ba pha, nguồn điện nối sao, tải nối tam giác. Biết điện áp pha 
của nguồn Upn = 2kV, dòng điện pha của nguồn Ipn = 20A. 
 a) Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch ba pha và trên sơ đồ ghi rõ các đại lƣợng pha và 
dây. 
 b) Hãy xác định dòng điện và điện áp pha của tải Ipt, Upt. 
Giải: 
a) Sơ đồ đấu dây cho trên hình 1.49 
b) Vì nguồn nối hình sao, nên dòng điện dây bằng dòng điện pha 
Id = Ipn = 20A 
 Điện áp dây bằng 3 lần điện áp pha nguồn : 
 3 3.2 3,646d pnU U kV 
O
Ipn
Upn
A
B
C
A
Z
Upt
Ud
Id
Id
Id
Z Z
Z
I p
t
Hình 1.49: Sơ đồ đấu dây mạch điện 
Vì tải nối hình tam giác, nên điện áp pha của tải Upt bằng điện áp dây : 
Upt = Ud = 3,464kV 
Dòng điện pha của tải nhở hơn dòng điện nhỏ hơn dòng điện dây 3 lần 
20
11,547A
3 3
d
pt
I
I 
3. CÔNG SUẤT MẠCH BA PHA ĐỐI XỨNG 
3.1. Công suất tác dụng P 
Gọi PA, PB, PC tƣơng ứng là công suất tác dụng của các pha A, B,C, ta có công 
suất tác dụng của mạch ba pha bằng tổng các công suất tác dụng của từng pha : 
P = PA + PB + PC = UAIAcos A+ UBIBcos B + UCICcos C 
Khi mạch ba pha đối xứng ta có : 
UA = UB = UC = UP 
IA = IB = IC = IP 
cos A = cos B = cos C 
74 
Từ đó: P = 3UpIp cos (1.110) 
Hoặc : P = 3RpIp2 (1.111) 
Trong đó Rp là điện trở pha. Nếu thay đại lƣợng pha bằng đại lƣợng dây : 
Trong cách nối hình sao : 
;
3
d
p d p
U
I I U 
 Trong cách nối tam giác : 
;
3
d
p d p
I
U U I 
Ta có công suất tác dụng trong mạch ba pha viết theo đại lƣợng dây áp dụng 
cho cả hai trƣờng hợp nối hình sao và tam giác đối xứng : 
P = 3 UdIdcos (1.112) 
Trong đó là góc lệch pha giữa điện áp pha và dòng điện pha tƣơng ứng : 
p
2 2
p
R
os =
R p
c
X
3.2. Công suất phản kháng Q 
Công suất phản kháng của mạch ba pha là : 
Q = QA +QB+QC=UAIAsin A +UBIBsin B+UCICsin C 
Khi mạch đối xứng ta có : 
Q =3UpIpsin (1.113) 
Hoặc: Q = 3XpIp
2
 (1.114) 
Trong đó Xp là điện kháng của pha. Nếu biểu diễn theo các đại lƣợng dây ta 
cũng có : 
Q = 3 UdIdsin (1.115) 
3.3. Công suất biểu kiến 
Khi đối xứng, công suất biểu kiến ba pha là : 
2 2 3 3p p d dS P Q U I U I (1.116) 
75 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Lập bảng so sánh 2 cách đấu song song và nối tiếp điện trở (định nghĩa, công thức 
xác định điện trở tƣơng đƣơng, dòng áp chung và trên mỗi phần tử, công suất...). Hai 
điện trở bằng nhau khi đấu song song và đấu nối tiếp trị số Rtđ thay đổi nhƣ thế nào ? 
2. So sánh 2 cách đấu nguồn điện (đấu song song và đấu nối tiếp). 
3. Giải thích hai sơ đồ tƣơng đƣơng của nguồn điện (Nguồn dòng và nguồn áp). 
4. Phát biểu hai định luật Kirchoff. Cách viết các phƣơng trình Kirchoff ? Cho ví dụ. 
5. Nêu cách giải mạch điện bằng phƣơng pháp biến đổi điện trở ? Đặc điểm của 
phƣơng pháp này. 
6. Nêu cách giải mạch điện bằng phƣơng pháp dòng điện nhánh, phƣơng pháp dòng 
điện vòng? So sánh đặc điểm của hai phƣơng pháp này. 
7. Thế nào là dòng điện xoay chiều hình sin ? Phân biệt trị số tức thời, biên độ và hiệu 
dụng của lƣợng hình sin. 
8. Thế nào là pha, góc pha đầu, sự lệch pha ? Hai lƣợng hình sin cùng pha có đặc điểm 
gì, muốn 2 lƣợng hình sin bằng nhau phải thỏa mãn điều kiện gì ? 
9. Nêu cách biểu diễn lƣợng hình sin bằng đồ thị véc tơ ? 
10. Công suất biểu kiến là gì ? Phân biệt công suất biểu kiến và công suất tác dụng. 
11. Thế nào là hiện tƣợng cộng hƣởng điện áp. Điều kiện để có cộng hƣởng là gì ? Ý 
nghĩa của hiện tƣợng cộng hƣởng ? 
12. Nêu nhƣ̃ng ƣu điểm của mac̣h ba pha. 
13. Điṇh nghiã điêṇ áp pha , điêṇ áp dây, dòng điện dây và quan hê ̣giƣ̃a chúng khi nối 
sao và nối tam giác. 
14. Trình bày các bƣớc giải mạch điện ba pha đối xứng. 
15. Các biểu thức của công suất P, Q, S trong mac̣h ba pha đối xƣ́ng. 
76 
BÀI TẬP 
Bài 1: Cho mạch điện cầu nhƣ hình vẽ. Biết: E = 4,4V, R1 = 20; R2 = 60; R3 = 
120; R4 = 80; R5 = 44. Tính điện trở tƣơng đƣơng của toàn mạch. 
Đáp số: Biến đổi 1 trong 2 tam giác ABD hoặc CBD thành hình sao tƣơng đƣơng, giả 
sử biến đổi ABD, khi đó: RA = 6; RB = 12; RD = 36; RCO = 16; Rtm = 22. 
Bài 2: Cho mạch điện nhƣ hình vẽ, có: E = 30V; R2 = R3 = 20; R1 = Rt = 10. 
Tính điện trở tƣơng đƣơng của toàn mạch và dòng điện trong mạch ? 
Đáp số: Rtm = 7,3 ; I = 4,1A 
Bài 3: Cho mạch điện nhƣ hình vẽ, có: R1 = 12. ; R2 = 4; R3 = 3; R4 = 8; 
R5 = 6; R6 = 8. Tính điện trở tƣơng đƣơng của toàn mạch? 
E 
R2 
R1 R3 Rt 
77 
Đáp số: Rtđ = 2  
Bài 4: Cho mạch điện nhƣ hình vẽ, có: R1 = 10. ; R2 = 3; R3 = 1; R4 = 6; 
R5 = 12; R6 = 4; R7 = 1; R8 = 5. Tính điện trở tƣơng đƣơng của toàn mạch? 
Đáp số: Rtđ = 11,2  
Bài 5: Dùng phép biến đổi tƣơng đƣơng, tính dòng điện trong các nhánh trên sơ đồ 
hình B1.2. Tính công suất nguồn và công suất trên các điện trở. Biết U = 80V; R = 
1,25 ; R1 = 6; R2 = 10. 
 Hình B1.2 
Đáp số: I1 = 10A; I2 = 6A; I = 16A; P = 1280W; PR = 320W; PR1 = 600W; PR2 = 
360W; 
R2 
R5 
R3 
R1 
R6 
R4 
R5 
R3 
R1 
R6 
R4 
R2 
R8 
R7 
+ 
R 
R1 R2 
- 
I1 I2 
I 
78 
Bài 6: Cho mạch điện trên sơ đồ hình B2.2. Biết nguồn E = 15V; R1 = 6; R2 = 12; 
R3 = 10; R4 = 40. Tính dòng điện trong các nhánh. 
Đáp số: I1 = 0,833A; I2 = 0,417A; I3 = 1A; I4 = 0,25A . 
Bài 7: Cho mạch điện trên sơ đồ hình. Hãy giải mạch điện bằng 2 phƣơng pháp sau: 
a, Phƣơng pháp dòng điện nhánh. 
b, Phƣơng pháp dòng điện vòng 
Cho biết E1 = 200V; R1 = 2; E2 = 170V; R2 = 10; R3 = 20. 
Đáp số: I1 = 10A; I2 = -1A; I3 = 9A.. 
Bài 8: Mạch điện gồm điện trở R = 7,5 mắc nối tiếp với tụ điện C = 320F, đặt vào 
điện áp xoay chiều U = 125V. f = 50Hz. Tính dòng điện và các thành phần của tam 
giác điện áp, vẽ đồ thị véctơ. 
 Đáp số: I = 10A; UR = 75V; UX = -100 V; tg = -1,333 = -53
0
 Bài 9: Mạch điện gồm điện trở R = 12, C = 127F, L = 160mH nối tiếp vơi nhau, 
đặt vào điện áp xoay chiều U = 127V. f = 50Hz. Tính dòng điện và các thành phần của 
tam giác điện áp, tam giác công suất. Vẽ đồ thị véctơ. 
 Đáp số: I = 4,6A; UR = 55,2V; UX = 115V; tg = 2,08 = 60
020’ 
 P = 254 W; Q = 529VAr; S = 584VA. 
R1 
I1 
I2 
R2 
E1 
I3 
R3 
E2 
A 
B 
E 
a 
R2 
R3 R4 
I3 I4 
I 
R1 
I2 
I1 
79 
Bài 10: Mạch điện có điện trở R = 2, C = 64F, L = 160mH nối tiếp vơi nhau, đặt 
vào điện áp xoay chiều U = 220V. Với tần số nguồn điện bao nhiêu sẽ sảy ra cộng 
hƣởng điện áp. Xác định hệ số phẩm chất và các thành phần tam giác điện áp trong 
trƣờng hợp cộng hƣởng. 
Đáp số: f0 = 50Hz; q = 25; UR = U = 220V; UL = UC = 5500V. 
Câu 11: Một mạch điện 3 pha, nguồn nối Y, tải nối ∆. Nguồn và tải đều đối xứng. Biết 
dòng điện pha của tải IPt = 50 A, điện áp pha của tải UPt = 220 V. 
 a. Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch ba pha và trên sơ đồ ghi rõ các đại lƣợng pha và 
dây. 
 b. Hãy xác định dòng điện pha và điện áp pha của nguồn. 
Câu 12: Mạch điện gồm R = 30, L = 0,8H, C mắc nối tiếp. Điện áp nguồn u = 120 
2 Sin 100t (V). 
 a, Xác định C để mạch cộng hƣởng nối tiếp. Tính dòng điện cộng hƣởng. 
 b, Với C = 25. 10-5 F. Tính hệ số UR, UL, UC, hệ số Cos , P, Q, S. 
C, Vẽ đồ thị véc tơ dòng điện và điện áp. 
80 
XÁC NHẬN KHOA 
Bài giảng môn học “Kỹ thuật điện” đã bám sát các nội dung trong chương 
trình môn học, mô đun. Đáp ứng đầy đủ các nội dung về kiến thức, kỹ năng, năng lực 
tự chủ trong chương trình môn học, mô đun. 
Đồng ý đưa vào làm Bài giảng cho môn học: Kỹ thuật điện thay thế cho giáo trình. 
Ngƣời biên soạn 
( Ký, ghi rõ họ tên) 
 Lãnh đạo Khoa 
( Ký, ghi rõ họ tên) 

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_co_dien_nong_thon_ky_thuat_dien.pdf