TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC.
1.Nội dung:
Chương 1: Đại cương về mạch điện
Chương 2: Máy phát điện
Chương 3: Động cơ điện
Chương 4: Máy biến áp
Chương 5: Khí cụ điều khiển và bảo vệ trong mạch điện
2.Mục đích yêu cầu của môn học.
+Cung cấp một số kiến thức cơ bản nhất về mạch điện, máy điện.
+Sinh viên có thể mô tả được cấu tạo nguyên lý hoạt động của mạch điện, máy điện, khí cụ điện
3.Thời gian thực hiện: 45 tiết.
1
CHƯƠNG1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN.
1. Mạch điện một chiều
2. Các khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều
3. Các khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều ba pha
4. Cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha
2
3
BÀI 1. MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1. Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện một chiều
a. Cấu tạo: Xét một máy phát điện một chiều đơn giản, dây quấn phần ứng chỉ có một
khung dây abcd, hai đầu được nối với hai phiến góp, hai chổi điện A, B

4
5
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi khung dây quay, các thanh dẫn ab, cd sẽ cắt các đường sức của từ trường.
Theo định luật cảm ứng điện từ, trong các thanh dẫn sẽ xuất hiện sức điện động (s.đ.đ) cảm ứng, trị số tức thời của s.đ.đ cảm ứng là:
e = B.l.v
B - Cảm ứng từ nơi thanh dẫn quét qua,
l - Chiều dài than dẫn nằm trong từ trường,
v - vận tốc quét của thanh dẫn
U = Eư - Iư.Rư (V).

KL:Dòng điện 1 chiều là dòng điện mà trị số và dòng không thay đổi theo thời gian,Tên quen gọi là nguồn DC (Drect Current)
6
1.2. Các định luật và đại lượng đặc trưng của dòng điện một chiều
1.2.1. Các định luật
+ Định luật ôm


Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một hiệu điện thế U, có dòng điện chạy qua đoạn mạch
Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch tỷ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó :
7

+ Định luật Ôm cho toàn mạch.
* Xét mạch điện như hình vẽ
- Điện áp đặt vào phụ tải: Ut = I.Rt
- Điện áp đặt vào đường dây (sụt áp trên đường dây): Ud = I.Rd
- Điện áp đặt vào nội trở (sụt áp trong nguồn): U0 = I.r0
- Sức điện động nguồn bằng tổng các điện áp trên các đoạn mạch
E = Ut + Ud + U0
= I.Rt + I.Rd + I.r0 = I.(Rt + Rd + r0)
8
b. Các khái niệm( nhánh, nút, vòng )
Nhánh: lá một bộ phận của mạch điện, gồm các phần tử nối tiếp nhau trong đó có cùng một dòng điện chạy qua.
Ví dụ: nhánh AB, CD & EF như hình vẽ.
Nút: là chổ gặp nhau của 3 nhánh trở lên.
Ví dụ: nút A, nút B như hình vẽ.
Vòng: là tập hợp các nhánh bất kì tạo thành một vòng kín.
Ví dụ: vòng I (CABD), vòng II (AEFB) như hình vẽ.
9
c. Các định luật kircchoff
+ Định luật kirchoorr 1.
Định luật: Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không.

Quy ước: dòng điện đi tới nút mang dấu ( + ), dòng điện đi ra khỏi nút mang dấu( - )
Ví dụ: viết phương trình kirchooff 1 cho nút A của mạch điện hình 2- 10. I1 – I­2 - I3 = 0

I1 = I­2 + I3
Do đó định luật kirchooff 1 có thể phát biểu theo cách khác như sau: tại một nút, tổng các dòng điện đi tới nút bằng tổng các dòng điện đi ra khỏi nút
10
+Định luật kirchoorr 2.
Định luật: Đi theo một vòng kín với chiều tùy ý, tổng đại số
các sức điện động bằng tổng đại số các điện áp rơi trên các phần tử có trong mạch vòng.
Để viết được phương trình định luật K2 phải chọn chiều dương cho
mạch vòng (thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ).
Quy ước: Những dòng điện và sức điện động cùng chiều dương quy ước
thì mang dấu (+), ngược chiều dương quy ước mang dấu (-).
11
1.2.2. Các đại lượng đặc trưng
a.Dòng điện
Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của vật dẫn.
b.Điện áp
Tại mỗi điểm trong mạch điện có một điện thế . Hiệu điện thế giữa 2 điểm gọi là điện áp U, đơn vị là vôn, V.
Điện áp giữa 2 điểm A và B là:
UAB = A - B
c.Công suất
Công suất của nguồn sức điện động là:P = EI
Công suất của mạch ngoài là:
P = UI = RI­2
Đơn vị của công suất là oát, W.
BÀI 2 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀDÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
12
BÀI 2 CÁC KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

13
2.1. Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện xoay chiều
2.2. Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều
2.3. Biểu diễn các đại lượng xoay chiều bằng đồ thị vectơ
2.4. Ý nghĩa hệ số công suất và cách nâng cao hệ số công suất
max  ec = 0  i = 0
a
b
c
d
N
M
N
S
d
c
b
a
N-
  0  ec  0 (dcba)  i  0 (MN)
M+
 = 0  ec max (dcba)  i max (MN)
a
b
c
d
N-
M+
max  ec = 0  i = 0
a
b
c
d
N
M
a
b
c
d
 = 0  ec max (abcd) i max (NM)
M-
N+
max  ec = 0  i = 0
a
b
c
d
N
M
S
N
A
B
X
Y
21
2.1 Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều hình sin là dòng điện biến đổi một cách chu kỳ theo qui luật hình sin với thời gian, được biểu diễn bằng đồ thị hình sin
i = Imaxsin (t + i)
C1. Nhắc lại nguyên tắc chung tạo ra dòng điện xoay chiều
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
Máy phát điện xoay chiều một pha được cấu tạo bởi hai bộ phận chính:
1. Phần cảm: tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay có p cặp cực, tốc độ quay là n vòng/giây. Phần cảm quay gọi là rôto
2.Phần ứng: gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. Phần ứng đứng yên gọi là stato.
Khi rôto quay suất điện động xoay chiều sinh ra trong phần ứng có tần số f = pn
Phần cảm(rôto)
Phần ứng (stato)
2.2.Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện sin.
2.2.1.Biên độ dòng , điện áp tức thời.

u,i là trị số tức thời .
Um,Im Trị cực đại.
2.2.2.Pha của dòng, áp:
Pha đàu của dòng, áp:
2.2.3.Chu kỳ của dòng sin.
Là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại trị số và chiều biến thiên.
2.2.4.Tần số của dòng điện sin.
Số chu kỳ của dòng điện trong một giây.
Quan hệ giữa tần số góc và tần sô f:
24
2.2.5.Khái niệm về trị hiệu dụng.
Để đánh giá tác động hiệu quả của dòng sin tương đương với tác động của dòng một chiều khi sinh nhiệt .
Các đại lượng hiệu dụng của dòng sin thường được viết hoa như :I,U,E,P.
Giá trị của các đại lượng hiệu dụng:
Địên áp hiệu dụng:

Dòng điện hiệu dụng:

Suất điện động hiệu dụng:

b25
26
2.3. Biểu diễn các đại lượng xoay chiều bằng đồ thị vectơ
.
Từ biểu thức trị số tức thời dòng điện
i = Imaxsin(t + i) = I
sin(t+i)

Ta thấy khi tần số đã cho, nếu biết trị số hiệu dụng I và pha đầu i, thì dòng điện i hoàn toàn xác định
Độ dài của vectơ biểu diễn trị số hiệu dụng.
Góc của vectơ với trục ox biểu diễn góc pha đầu. Ta ký hiệu như­ sau:
Vectơ dòng điện:
Vectơ điện áp:


27




2.4. . Ý nghĩa hệ số công suất và cách nâng cao hệ số công suất
a.Định nghĩa.
Trong biểu thức công suất tác dụng P = UIcos,
cos được gọi là hệ số công suất, nó là một chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật quan trọng.cos có thể tính theo tam giác trở kháng:
cos phụ thuộc vào kết cấu của mạch:
Mạch thuần trở: X = 0, R  0  cos = 1

- Mạch thuần điện kháng: R = 0, X  0  cos = 0
Thực tế cos nằm trong khoảng từ 0 đến 1: 0  cos  1
b. Ý nghĩa.
Trong thực tế, người ta tìm mọi cách để nâng cao cos của phụ tải vì:
+ Nâng cao cos sẽ tận dụng được khả năng làm việc của máy điện và thiết bị điện: P=S cos
Ví dụ: Một máy phát điện có Sđm = 1.000KVA
- Nếu cos = 0.7 thì công suất định mức phát ra: Pđm = Sđmcos = 7.000KW
- Nếu nâng cos =0.9 thì Pđm = 9.000KW
+ Nâng cao cos sẽ tiết kiện được vốn đầu tư xây dựng đường dây và giảm tổn thất điện năng truyền tải.
Mỗi phụ tải cần một công suất tác dụng P nhất định, khi đó dòng điện chạy trên đường dây là:
Bài 3: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA
28
3.1 Khái niệm.
3.1.1.Khái niệm về dòng ba pha.
Dòng ba pha là tổng hợp ba dòng điện một pha nhưng lệch nhau về pha tuần tự là 120 độ.
3.1.2.Nguyên lý sản sinh ra dòng điện 3 pha
Dòng điện ba pha được tạo ra trong máy phát điện ba pha.
Phần stato chứa 3 cuộn dây giống hệt nhau, được bố trí phân cách nhau về không gian là 120 độ.
Phần roto là nam châm vĩnh cửu được làm quay bằng sức nước, gió, nhiệt.v.v.
Khi roto quay thì trên các cuộn dây suất hiện các suất điện động có giá trị như nhau nhưng lệch nhau về pha là 120 độ.


29
30
- Phần cảm (Roto): là một nam châm điện.
- Phần ứng (stato): gồm có 3 dây quấn AX, BY, CZ giống hệt nhau đặt lệch nhau một góc 2л/3 trong không gian. Mỗi dây quấn là một pha: AX - pha A, BY –pha B, CZ - pha C.
a. Cấu tạo máy phát điện 3 pha:
1. Nguồn điện 3 pha:
Quan sát mô hình: thảo luận và trình bày cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha?
Để tạo ra dòng điện 3 pha người ta dùng máy phát điện xoay chiều 3 pha
Roto
Stato
Khi nam châm điện quay với tốc độ không đổi → từ thông gởi qua các cuộn dây AX, BY, CZ biến đổi làm xuất hiện trong đó các sđđ cảm ứng tương ứng là: eA, eB, eC bằng nhau về biên độ, tần số nhưng lệch pha nhau một góc 2л/3
Quan sát mô hình: thảo luận và trình bày nguyên lí làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha?
eA = Em sin(ωt)
eB = Em sin(ωt-2л/3)
eC =Em sin(ωt-4л/3)
- Thường là: động cơ điện 3 pha, lò điện 3 pha.....
- Tổng trở của các pha A, B, C của tải ký hiệu là ZA, ZB, ZC.
Nhược điểm của mạch điện ba pha không liên hệ?
Bài 4 : CÁCH ĐẤU DÂY MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA
Thông thường người ta thường nối 3 pha của nguồn điện, 3 pha của tải thành hình sao hoặc tam giác
Cách nối hình sao (Y): nối 3 điểm cuối X, Y, Z của 3 pha thành điểm tung tính(O)
Cách nối hình tam giác (∆): điểm đầu của pha này được nối với điểm cuối của pha kia theo thứ tự pha
0
Thế nào là nối hình sao, nối hình tam giác?
Quan sát 2 hai hình vẽ: cho biết hai nguồn điện dưới đây được nối theo cách gì?
Nguồn điện nối hình sao không có dây trung tính
Nguồn điện nối hình sao có dây trung tính
1. Cách nối nguồn điện 3 pha:
1. Cách nối nguồn điện 3 pha:
Quan sát hình vẽ: cho biết nguồn điện dưới đây được nối theo cách gì?
Nguồn điện nối hình tam giác
Nguồn điện trong thực tế thường được nối theo cách gì?
1. Cách nối nguồn điện 3 pha:
Quan sát 2 hình vẽ: cho biết 2 tải dưới đây được nối theo cách gì?
2. Cách nối tải 3 pha:
Tải nối hình tam giác
Tải nối hình sao
Nguồn điện và tải ba pha 1, 2, 3 dưới đây được nối hình gì?
Thế nào là nối hình sao, nối hình tam giác?
Nguồn: nối Y có dây trung tính
Tải 1: nối Y không có dây trung tính
Tải 2: nối ∆
Tải 3: nối Y có dây trung tính
nguon VI OLET