Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG 1

Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

CHƯƠNG 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ
BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1. MẠCH ĐIỆN VÀ MÔ HÌNH:

Khoa Điện-Điện tử


Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1.1. Mạch điện:
Mạch điện là 1 hệ thống gồm các phần
tử nối với nhau bằng các dây dẫn tạo thành
các vòng kín trong đó dòng điện có thể chạy
qua mạch.
Mạch điện gồm 2 phần tử chính:
- Nguồn
- Phụ tải.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

VD: Cho mạch điện như hình 1.1 sau:
Daây daãn

MF

ÐC

Nguồn điện: Máy phát (MF)
Tải: Gồm: Bóng đèn, Động cơ (ĐC)
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện


Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1.1. Mạch điện:
a. Nguồn điện :
là các phần tử dùng để cung cấp năng
lượng điện hoặc tín hiệu điện cho mạch.
VD: Máy phát điện (biến đổi cơ năng
thành điện năng). Pin, acquy (biến đổi hóa
năng thành điện năng), . . .

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1.1. Mạch điện:
b. Phụ tải :
là thiết bị nhận năng lượng điện hay tín
hiệu điện các vòng kín trong đó dòng điện
có thể chạy qua mạch.
VD: Động cơ điện (biến đổi điện năng thành
cơ năng): Quạt điện. Bóng đèn điện (biến
đổi điện năng thành quang năng). Bàn ủi
điện, bếp điện, … (biến đổi điện năng thành
quang năng)
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1.2. Mô hình mạch điện:
Mạch điện gồm nhiều phần tử. khi làm
việc nhiều hiện tượng điện xảy ra trong
phần tử. khi tính toán người ta thay thế
mạch điện thực bằng mô hình mạch. Mô
hình mạch gồm nhiều phần tử lý tưởng đặc
trưng cho quá trình điện từ trong mạch và
được nối ghép với nhau tùy theo kết cấu
của mạch.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.1.2. Mô hình mạch điện:

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2. CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ ĐẶC
TRƯNG TÍNH CHẤT MẠCH ĐIỆN:

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.1. Điện áp :
- Điện áp trên 2 đầu của 1 phần tử là công
cần thiết làm dịch chuyển 1 đơn vị điện tích
(coulomb) qua phần tử đó. Ký hiệu là u, Đơn
vị là vôn (V).
- Điện thế chênh lệch (hay còn gọi hiệu điện
thế) giữa 2 điểm A và B được định nghĩa là:
uAB = uA – uB
(1.1)
Trong đó :
+ uAB : Hiệu điện thế giữa 2 điểm A và B.
+ uA : Điện thế tại điểm A.
+ uB : Điện thế tại điểm B.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.1. Điện áp :

A
+

u

B
-

A

B
u

Hình 1.2: Phương pháp biểu diễn điện áp trên
phần tử tải

- Lưu ý: Chiều điện áp quy ước là chiều từ
điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế
thấp và uAB = - uBA
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.1. Điện áp : Phần tử thực của nguồn áp

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.2. Dòng điện :
- Dòng điện là dòng chuyển dời có
hướng của các điện tích (điện tích là hạt
mang điện). Ta có công thức :

dq
i(t) 
dt

(1.2)

trong đó:
+ i : Dòng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ q : Điện tích, đơn vị là Coulomb (C).
+ t : Thời gian, đơn vị thường là giây (s).
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.2. Dòng điện :

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.2. Dòng điện :

i

i

Hình 1.3: Phương pháp biểu diễn dòng điện trên
phần tử mạch điện

- Lưu ý : Chọn chiều dòng điện tùy ý. Chiều
dòng điện ký hiệu bằng mũ tên gọi là chiều
dương của dòng điện.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.3. Công suất:
- Khi một phần tử của mạch điện có
điện áp giữa hai đầu là u và dòng qua phần
tử là i, khi đó ta có công suất P của phần tử
được định nghĩa là :
P(t) = u(t).i(t)
(1.3)
trong đó:
+ P : Công suất, đơn vị là Watt (W).
+ i : Dòng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ u : Điện áp, đơn vị là Vôn (V).
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.3. Công suất:
- Chúng ta cần chú ý thêm qui ước dấu như
sau cho công suất :

i

i

u
P = u.i > 0

u
P = u.i < 0

Hình 1.3: Hình vẻ mô tả trạng thái phát và thu
năng lượng trên phần tử mạch điện.
Nghĩa là:
+ P > 0 : Phần tử tiêu thụ công suất.
+ P < 0 : Phần tử phát ra công suất.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.2.4. Điện năng:
t

t

W   P(t)dt   u(t).i(t)dt
t0

(1.4)

t0

trong đó:
+ W : Điện năng, đơn vị là Joule (J).
+ P : Công suất, đơn vị là Watt (W).
+ i : Dòng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ u : Điện áp, đơn vị là Vôn (V).
+ t : Thời gian, đơn vị thường là giây (s).
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.3. CẤU TRÚC CỦA MẠCH ĐIỆN:

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

1.3. CẤU TRÚC CỦA MẠCH ĐIỆN:
* Nhánh : Là bộ phận của mạch điện gồm
một hay nhiều phần tử nối tiếp nhau trên
đó có cùng dòng điện chạy qua (các phần
tử có thể là phần tử nguồn hay phần tử
tải).
* Nút : Là giao điểm của tối thiểu 3 nhánh .
* Vòng : Là tập hợp của nhiều nhánh tạo
thành hệ thống kín và nó có tính chất là
nếu bỏ đi 1 nhánh bất kỳ thì tập hợp còn
lại không tạo thành vòng kín nửa.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

VD: Cho mạch điện như hình 1.4 sau:
i1

R1

R2

i2

i5

R3

R4

-

-

i3

e2

R5

+

+

e1

i4

i6
R6

Hãy xác định số nhánh, nút và vòng?
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Có 6 nhánh:

i1

R1

R2

+ Nhánh 1: e1 và R1
nối tiếp.

i3

e2

R5
R4

R3

-

-

+ Nhánh 5: R5

e1

+

+ Nhánh 4: R4

i5
+

+ Nhánh 2: e2 và R2
nối tiếp.
+ Nhánh 3: R3

i2

i4

i6
R6

+ Nhánh 6: R6
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Nút: có 4 nút:

i1

R1

A

+ Nút A: gồm : nhánh
1; 2; 5.

i3
i6

e2

R5
R4

R3

-

e1

+

-

Khoa Điện-Điện tử

i2

i5
+

+ Nút B: gồm : nhánh
1; 3; 6.
+ Nút C: gồm : nhánh B
3; 4; 5.
+ Nút D: gồm : nhánh
1; 4; 6.

R2

i4

C
R6

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài

D


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Vòng: có 7 Vòng:

i1

R1

R2

+ Vòng I: gồm: nhánh
1; 3; 5.

i3
i6

(IV)R5 (II) e2
R4

R3

-

e1 (I)

+

-

Khoa Điện-Điện tử

i5
+

+ Vòng II: gồm: nhánh
2; 4; 5.
+ Vòng III: gồm: nhánh
3; 4; 6.
+ Vòng IV: gồm: nhánh
1; 2; 3; 4.

i2

i4

(III)

R6

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Vòng: có 7 Vòng:

i1

R1

+ Vòng V: gồm nhánh
:
1; 4; 5; 6.

i2

(VI)

e2

R4

i4

i5

(V)

i3

R3

R5

(VII)

-

e1

+

+
-

+ Vòng VI: gồm :
nhánh 2; 3; 4; 5.
+ Vòng VII: gồm :
nhánh 1; 2; 6.

R2

i6
R6

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×