Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 1: Khái niệm cơ bản về mạch điện

8/2/2012 BMNL 1 KỸ THUẬT ĐIỆN Dựng cho nhúm ngành xõy dựng cụng trỡnh Nguyễn Thế Hoạch, MsC. YM, Skype, Gmail: thehoach103 +84.(0).906198777 +84.(0).982455578 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI BỘ MễN NĂNG LƯỢNG – KHOA Đễ THỊ 8/2/2012 BMNL 2 Tham khảo n Kỹ Thuật Điện – Vương Song Hỉ - NXB Xõy Dựng – Hà Nội 1996 n Cơ sở kỹ thuật điện T1,T2 – Nguyễn Bỡnh Thành-BKHN n Kỹ thuật điện-dựng cho hệ TC và dạy nghề- Lờ Văn Doanh n Giỏo trỡnh mỏy điện T1,T2 - BKHN n Basic Electrical Engineering, Mir Publishers, A.Kasatkin n Catalogue cỏc hóng Schneider, ABB, LS n Tiờu chuẩn, Quy phạm điện: TCVN, 11TCN 2006, IEC n Bài giảng, giỏo trỡnh kỹ thuật điện 8/2/2012 BMNL 3 Học phần: Kỹ Thuật Điện Mó học phần: DT 106 24 1 8/2/2012 BMNL 4 8/2/2012 BMNL 5 8/2/2012 BMNL 6 8/2/2012 BMNL 7 8/2/2012 BMNL 8 8/2/2012 BMNL 9 Mạch điện 8/2/2012 BMNL 10 Chương 1. Những khái niệm cơ bản về mạch điện 1.1. Mạch điện 1.1.1. Định nghĩa Mạch điện là một hệ thống các thiết bị điện ghép lại thành những vòng kín, gồm một số nhánh, trong đó những quá trình truyền động năng lượng điện từ được thực hiện nhờ sự phân bố dòng điện và điện áp trên các nhánh. MFĐ ĐC ĐCu i U1I1 U2 I2 U3 I3 Hỡnh 1.1. Sơ đồ mạch điện 8/2/2012 BMNL 11 √ Quỏ trỡnh năng lượng √ Mạch điện √ Nhỏnh √ Nỳt √ Vũng √ Nguồn điện √ Phụ Tải √ Dõy dẫn Khỏi niệm cơ bản về mạch điện 8/2/2012 BMNL 12 1.1.2. Các thành phần cấu tạo của mạch điện - Nhánh: Là một đoạn mạch gồm những phần tử ghép nối trong đó có cùng một dòng điện chạy qua từ đầu đến cuối. - Nút: Điểm găp nhau của 3 nhánh trở lên. - Vòng hay mạch vòng: Là một lối đi khép kín qua các nhánh. 1.1.3. Thiết bị trong mạch điện Gồm có 3 nhóm: - Nguồn điện: Là thiết bị để biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện. - Phụ tải: Là thiết bị dùng để biến đổi điện năng sang các dạng năng lượng khác. - Dây dẫn: Là dây kim loại dùng để truyền tải dòng điện từ nguồn điện đến phụ tải. 8/2/2012 BMNL 13 1.2. Đại lượng đặc trưng cho quá trình truyền động năng lượng trong mạch điện Gồm các đại lượng: - Dòng điện - Điện áp - Công suất 8/2/2012 BMNL 14 1.2.1. Dòng điện Dòng điện i về trị số bằng tốc độ biến thiên của đại lượng điện tích q qua tiết diện ngang của một vật dẫn bất kỳ trong thời gian: Hình 1.2. Chiều dương của i, u q: Là điện tích qua tiết diện ngang của vật dẫn trong thời gian t, q=f (t). - Nếu q là đại lượng không đổi trong thời gian t ta sẽ có: - Chiều dòng điện quy ước là chiều chuyển động của các điện tích dương trong điện trường. dt dqi = t qi = 8/2/2012 BMNL 15 dt dqi = 8/2/2012 BMNL 16 Cường độ dũng điờn 8/2/2012 BMNL 17 Điện ỏp – Voltage Potential 8/2/2012 BMNL 18 1.2.2 Điện ỏp – Voltage Potential jA = jA - j0 = jA jB = jB - j0 = jB Hiệu số điện thế giữa 2 điểm gọi là điện áp: UAB = jA - jB n Hiệu số điện thế giữa 2 điểm gọi là điện áp: UAB = jA - jB n Về trị số thì điện áp bằng công do lực điện trường sinh ra khi chuyển dịch một đơn vị điện tích dương từ điểm có điện thế cao tới điểm có điện thế thấp. n Chiều quy ước điện áp là chiều đi từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp. Hình 1.3. Điện trường của điện tích q 8/2/2012 BMNL 19 Cấp Điện ỏp 500 kV, 220kV, 110kV, 35kV, 22kV, 10kV, 6kV 220/380V (0,4kV) 8/2/2012 BMNL 20 1.2.3. Cụng suất p(t) dw = u(t).dq W)t(i).t(u dq dt).t(u dt dw)t(p === 8/2/2012 BMNL 21 1.3. Hiện tượng cơ bản n Những hiện tượng năng lượng cơ bản trong mạch điện n Hình 4a. Nêu lên hiện tượng nguồn n Hình 4b. Nêu lên hiện tượng tiêu tán năng lượng n Hình 4c. Nêu lên hiện tượng tích phóng năng lượng từ trường n Hình 4d. Nêu lên hiện tượng tích phóng năng lượng điện trường 8/2/2012 BMNL 22 1.3.1 Cảm khỏng 8/2/2012 BMNL 23 Hỗ cảm 8/2/2012 BMNL 24 Hỗ cảm và ứng dụng 8/2/2012 BMNL 25 1.3.2 Điện dung 8/2/2012 BMNL 26 Điện dung của một cặp u qC = ũ=>-=>-== dt.i C 1udt.i. C 1du dt du.C dt dqi cc c c cc c ccdtr du.u.C dt du.u.dt.Cdt.i.udW === 2 u 0 cc u 0 dtrdtr U 2 Cdu.u.CdWW ũũ === 8/2/2012 BMNL 27 1.4. Luật kirchoff n KH I n KH II 8/2/2012 BMNL 28 8/2/2012 BMNL 29 Trình tự giải một mạch điện như sau: - Bước 1: Giả thiết chiều dòng điện trên các nhánh và chiều các mạch vòng độc lập (là các mắt lưới). - Bước 2: Tính số nhánh và số nút (m, n). - Bước 3: Viết (n-1) phương trình K.K1 còn một phương trình không độc lập được suy từ các phương trình kia. - Bước 4: Viết (m-n+1) phương trình K.K2. Giải hệ thống phương trình đó sẽ xác định được dòng điện trong các mạch nhánh. 8/2/2012 BMNL 30 1.5 Sơ đồ thay thế mạch điện a. Sơ đồ mạch điện b. Sơ đồ tương đương 8/2/2012 BMNL 31 Túm tắt n Dũng điện n Điện ỏp n Cụng suất n Hiện tượng năng lượng: nguồn, tiờu tỏn, tớch lũy n Thụng số cơ bản: e, j, p, R, L, M, C n Sơ đồ thay thế 8/2/2012 BMNL 32 Hệ thống điện – Phạm vi NC 8/2/2012 BMNL 33 8/2/2012 BMNL 34