CHƯƠNG I MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1 LỜI GIỚI THIỆU Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, công nghệ ô tô đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam Sửa chữa, thay thế và lắp ráp ô tô[.]
LỜI GIỚI THIỆU Cùng với công đổi công nghiệp hóa đại hóa đất nước, cơng nghệ ô tô phát triển mạnh mẽ Việt Nam Sửa chữa, thay lắp ráp ô tô trở nên quen thuộc đời sống sản xuất, phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên Cùng với phát triển công nghệ ô tô, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề Đảng, Nhà nước, Nhà trường công dân quan tâm sâu sắc để làm chủ máy móc, trang thiết bị nghề Được quan tâm sâu sắc Đảng, Nhà nước đặc biệt Cơ quan chuyên môn Tổng cục dạy nghề - Bộ lao động, Thương binh Xã hội giáo trình nghề Công nghệ ô tô biên soạn sở Chương trình dạy nghề áp dụng cho trường đạt chuẩn quốc gia nghề Điện kỹ thuật mơn học sở chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề công nghệ ô tô Việc học tập tốt môn học giúp học sinh, sinh viên có điều kiện để tiếp thu nội dung kiến thức, kỹ chuyên môn phần điện nghề Giáo trình mơn học gồm chương với thời lượng 45 tiết Giáo trình đề cập tới kiến thức nhất, để học sinh sinh viên hiểu tượng điện, từ xảy phần tử mạch điện giải toán phạm vi nghề mạch điện Mặc dù cố gắng, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên giáo trình khơng thể tránh khỏi sai sót Nhóm tác giả mong góp ý đồng nghiệp Xin trân trọng cám ơn! Tam Điệp, ngày… tháng… năm…… Tham gia biên soạn Chủ biên: Lê Thị Kim 2……… 3……… MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU DÒNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm dòng điện chiều 1.2 Bản chất dịng điện mơi trường 1.3 Mạch điện, phần tử tạo thành mạch điện 1.4 Các đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG MẠCH ĐIỆN 11 2.1 Định luật Ôm 11 2.2 Định luật Jun- Lenxơ 12 GHÉP ĐIỆN TRỞ VÀ GHÉP NGUỒN THÀNH BỘ 12 3.1 Ghép điện trở 12 3.2 Ghép nguồn thành 14 CHƯƠNG 2: ĐIỆN TỪ VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 17 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TỪ TRƯỜNG 17 1.1 Từ trường dòng điện 17 1.2 Đường sức từ 19 1.3 Lực từ trường tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện 20 2.HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 22 2.1 Định luật cảm ứng điện từ 22 2.2 Sức điện động cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường 25 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM, HỖ CẢM 25 3.1 Hệ số tự cảm 25 3.2 Sức điện động tự cảm 26 3.3 Hệ số hỗ cảm 27 3.4 Sức điện động hỗ cảm 28 CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 29 ĐỊNH NGHĨA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 29 1.1 Định nghĩa 29 1.2 Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều hình sin 30 1.3 Sự lệch pha 32 MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG NHÁNH THUẦN ĐIỆN TRỞ, ĐIỆN CẢM, ĐIỆN DUNG 32 2.1 Mạch điện xoay chiều nhánh trở (R) 32 2.2 Dòng điện xoay chiều nhánh cảm (L) 33 2.3 Dòng điện xoay chiều nhánh điện dung (C) 36 Dòng điện xoay chiều nhánh R - L - C nối tiếp 37 3.1 Quan hệ dòng điện, điện áp 37 3.2 Định luật Ôm 39 3.3 Cơng suất dịng điện hình sin 39 HỆ SỐ CÔNG SUẤT, Ý NGHĨA, BIỆN PHÁP NÂNG CAO NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 41 4.1 Định nghĩa hệ số công suất 41 4.2 Ýnghĩa 41 4.3 Biện pháp nâng cao hệ số công suất 41 HỆ THỐNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 42 5.1 Định nghĩa 42 5.2 Ý nghĩa hệ thống dòng điện xoay chiều pha 44 PHƯƠNG PHÁP NỐI DÂY MẠCH ĐIỆN BA PHA 44 6.1 Nối hình 44 6.2 Nối tam giác 46 Bài tập chương 47 CHƯƠNG IV: VẬT LIỆU ĐIỆN 50 VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 50 1.1 Khái niệm 50 1.2 Tính chất 50 1.3 Một số loại vật liệu dẫn điện thông dụng 51 VẬT LIÊU CÁCH ĐIỆN 56 2.1 Khái niệm 56 2.2 Tính chất 56 2.3 Một số loại vật liệu cách điện thông dụng 59 CHƯƠNG V: DỤNG CỤ VÀ KỸ THUẬT ĐO ĐIỆN 60 KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 60 1.1 Khái niện ý nghĩa đo lường điện 60 1.2 Phân loại ký hiệu dụng cụ đo 60 MỘT SỐ DỤNG CỤ THÔNG DỤNG 62 2.1 Ampe kế 62 2.2 Vôn kế 63 2.3 Công tơ điện 64 PHƯƠNG PHÁP ĐO MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN 65 3.1 Đo điện áp (một chiêu, xoay chiều) 65 3.2 Đo cường độ dòng điện (một chiều, xoay chiều) 66 3.3 Đo điện 68 CHƯƠNG VI: MÁY ĐIỆN 69 MÁYBIẾN ÁP 69 1.1 Định Nghĩa 69 1.2 Phân loại máy biến áp 69 1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy biến áp pha 70 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 72 2.1 Định nghĩa 72 2.2 Cấu tạo 72 2.3 Nguyên lý hoạt động máy phát điện đồng 74 ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 74 3.1 Định nghĩa 74 3.2 Phân loại 74 3.3 Cấu tạo 75 3.4 Nguyên lý làm việc 76 4 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 78 4.1 Định nghĩa 78 4.2 Phân loại 78 4.3 Cấu tạo 79 4.4.Nguyên lý làm việc 80 CHƯƠNG 7: THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ 83 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 83 1.1 Nút bấm 83 1.2 Công tắc 84 1.3 Công tắc tơ 86 THIẾT BỊ BẢO VỆ 89 2.1 Cầu chì 89 2.2 Áp tô mát 90 2.3 Rơle điện từ 93 CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH 07- 01 Giới thiệu: Mạch điện chiều ứng dụng thực tế không nhiều, chủ yếu thiết bị điện di động có cơng suất nhỏ Song nghiên cứu kỹ mạch điện làm sở tư cho mạch điện xoạy chiều ứng dụng phổ biến sản xuất đời sống Mục tiêu: Học xong chương người học có khả năng: - Trình bày khái niệm, chất dòng điện môi trường, đại lượng định luật mạch điện chiều; - Trình bày cách ghép điện trở ghép nguồn thành bộ; - Thực nghiêm túc nhiệm vụ học tập, rèn luyện tính cẩn thận xác Nội dung: DÒNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm dòng điện chiều Dòng điện chiều dịng điện có chiều trị số khơng thay đổi theo thời gian I q t (1.1) Trong đó: q điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn tính C ( Cu lơng ) t thời gian tính S (giây) I cường độ dịng điện tính A ( Ampe) 1.2 Bản chất dịng điện mơi trường 1.2.1 Bản chất dòng điện kim loại Kim loại thể rắn có cấu trúc mạng lưới tinh thể nút mạng Iôn dương dao động xung quanh nút vị trí cân chúng Giữa khoảng cách Iôn Êlêctrôn tự chuyển động hỗn loạn Khi có Hiệu điện hai đầu dây dẫn ( Điện trường E ) Êlêctrôn tự chuyển rời theo hướng định tạo dịng điện Hình 1.1: Dịng điện kim loại Vậy: Bản chất dòng điện kim loại dịng Êlêctrơn tự chuyển rời theo hướng xác định tác dụng hiệu điện 1.2.2 Bản chất dịng điện chất khí Khi chập que hàn vào vật hàn chỗ tiếp xúc nung nóng đồng thời khơng khí vùng cịng bị tác dụng nhiệt Một số phân tử khí Êlêctrôn tư trở thành Iôn dương Một số Êlêctrơn tự kết hợp với phân tử khí trung hồ tạo thành Iơn âm Khi tách que hàn khỏi vật hàn khoảng vài milimét tức đặt vào chất khí hiệu điện cọc Iôn dương chạy vật hàn ( Cực âm ) Các Iôn âm chạy que hàn ( Cực dưong ) tức chúng chuyển động có hướng tác dụng hiệu điện Hình 1.2: Thí nghiệm dịng điện chất khí khíkhíkhí Vậy: Bản chất dịng điện chất khí chuyển rời có hướng Iơn Êlêctrơn tự tác dụng hiệu điện 1.2.3 Bản chất dòng điện chất điện phân Nhúng hai điện cực than vào dung dịch điện phân CuSO4 ( SunfatĐồng ) mắc qua MiliAmpe kế vào nguồn điện MiliAmpe kế giá trị dòng điện Mấy phút sau ta thấy điện cực âm ( - ) xuất lớp Cu ( Đồng ) Hình 1.3: Thí nghiệm dịng điện chất điện phân Vậy Iôn Cu++ chạy cực âm (- ) thu Êlêctrôn Iôn SO4 - - chạy cực dương ( + ) nhường Êlêctrơn Vậy: Dịng điện chất điện phân dịng chuyển rời có hướng Iôn tác dụng hiệu điện 1.3 Mạch điện, phần tử tạo thành mạch điện 1.3.1 Định nghĩa mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn tạo thành vịng khép kín dịng điện chạy qua Mạch điện thường gồm phần tử sau: nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn Hinh 1.4 ví dụ mạch điện nguồn điện máy phát điện MF, tải gồm động điện ĐC bóng đèn Đ, dây dẫn truyền tải điện từ nguồn tới tải Dây dẫn MF A Đ a c b B Hình 1.4: Mơ hình mạch điện ĐC 1.3.2 Nguồn điện: Là thiết bị phát điện Về nguyên lí, nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng năng, hoá năng, nhiệt năng… thành điện Ví dụ: pin, ắc quy biến đổi hoá thành điện năng, máy phát điện biến đổi thành điện năng, pin mặt trời biến đổi lượng xạ mặt trời thành điện năng… 1.3.3 Dây dẫn: Nối nguồn điện với phụ tải 1.3.4 Phụ tải: Là thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, hoá năng, nhiệt năng, quang năng… Ví dụ: động điện tiêu thụ điện biến điện thành năng, bàn là, bếp điện biến điện thành nhiệt năng, bóng điện biến điện thành quang năng… 1.3.5 Các thiết bị phụ trợ: Cầu dao, cơng tắc, cầu chì, pin hay ắc quy… 1.4 Các đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện Để đặc trưng cho trình lượng nhánh phần tử mạch điện ta dùng hai đại lượng: dòng điện i điện áp u Công suất nhánh phần tử (hình 1.6) là: p = ui 1.4.1 Dịng điện Dòng điện i trị số tốc độ biến thiên lượng điện tích q qua tiết diện ngang vật dẫn i dq dt (1.2) A B i UAB Hình 1.5: Mạch điện phần tử Chiều dịng điện quy ước chiều chuyển động điện tích dương điện trường 1.4.2 Điện áp Tại điểm mạch điện có điện Hiệu điện (hiệu thế) hai điểm gọi điện áp Như điện áp hai điểm A B có điện A B là: u AB = ( A - B ) (1.3) Chiều điện áp quy ước chiều từ điểm có điện cao đến điểm có điện thấp 1.4.3 Cơng cơng suất a Cơng dịng điện Nếu đặt hiệu điện U vào hai đầu đoạn mạch tiêu thụ điện năng, cường độ dịng điện qua đoạn mạch I sau khoảng thời gian t, công lực điện làm di chuyển điện lượng mạch là: A = U q Nên A = U.I.t mà q = It (1.4) A cơng dịng điện tính J ( Jun ) U hiệu điện hai đầu mạch điện tính V ( Vơn ) q điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn tính C ( Cu lơng ) I cường độ dịng điện chay qua đoạn mạch tính A ( Ampe ) t thời gian dòng điện chạy qua mạch điện tính s ( giây ) Vậy: Cơng dịng điện sản đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dong điện thời gian dòng điện chạy qua b Cơng suất dịng điện Cơng suất dịng điện đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh cơng dịng điện, có độ lớn cơng dòng điện sản giây P= A t mà A = Uit Nên P = U.I (1.5) P cơng suất dịng điện mạch điện tính W ( t ) A cơng dịng điện sản mạch điện tính J ( Jun) U hiệu điện hai đầu mạch điện tính V ( Vơn ) I cường độ dịng điện chay qua đoạn mạch tính A ( Ampe ) t thời gian dòng điện chạy qua mạch điện tính S ( giây ) Cơng suất dịng điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện chay qua đoạn mạch 10 ... LỤC CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU DÒNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm dòng điện chiều 1.2 Bản chất dịng điện mơi trường 1.3 Mạch điện, phần tử tạo thành mạch điện. .. 90 2.3 Rơle điện từ 93 CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH 07- 01 Giới thiệu: Mạch điện chiều ứng dụng thực tế không nhiều, chủ yếu thiết bị điện di động có cơng suất... hiệu điện 1.3 Mạch điện, phần tử tạo thành mạch điện 1.3.1 Định nghĩa mạch điện Mạch điện tập hợp thiết bị điện nối với dây dẫn tạo thành vịng khép kín dịng điện chạy qua Mạch điện thường gồm