| LÝ THUYẾT CĂN BẢN CHƯƠNG 3 ĐIỆN XOAY CHIỀU | ||
|
1. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Là dòng điện có cường độ hoặc điệp áp biến thiên điều hòa theo hàm sin hay cosin.
Các đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian: + Cường độ dđ: $i={{I}_{0}}\cos (\omega t+{{\varphi }_{i}})$ + Điện áp: $u={{U}_{0}}c\text{os}(\omega t+{{\varphi }_{u}})$ + Suất điện động: $e={{E}_{0}}c\text{os}(\omega t+\varphi )$ Với $\omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi f$ (T: chu kỳ (s); f: tần số (Hz ). Trong một giây dòng điện đổi chiều 2f lần 2. GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG : được xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện + Cường độ hiệu dụng $I=\frac{{{I}_{0}}}{\sqrt{2}}$ + Điện áp hiệu dụng $U=\frac{{{U}_{0}}}{\sqrt{2}}$ + Suất điện động hiệu dụng $E=\frac{{{E}_{0}}}{\sqrt{2}}$ Khi đo bằng các thiết bị ampe kê, vôn kế,… ta nhận được giá trị hiệu dụng 3. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ + Từ thông : $\phi =NBS\cos \omega t={{\Phi }_{0}}\cos \omega t$ với ${{\phi }_{0}}=NBS$ + Suất điện động : $e=NBS\omega \sin \omega t={{E}_{0}}\sin \omega t$ với ${{E}_{0}}=NBS\omega ={{\phi }_{0}}\omega $ 4. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU + Đoạn mạch chỉ có điện trở R: u và i cùng pha ${{\varphi }_{R}}=0$ + Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L: u sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với i ${{\varphi }_{L}}=\frac{\pi }{2}$ + Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u chậm pha $\frac{\pi }{2}$ so với i ${{\varphi }_{C}}=-\frac{\pi }{2}$ - Cảm kháng: ${{Z}_{L}}=\omega L=2\pi fL$ L là độ tự cảm (H) - Dung kháng: ${{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{2\pi fC}$ C là điện dung (F) - Tổng trở : $Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})}^{2}}}$ - Điện áp : $U=\sqrt{U_{R}^{2}+{{({{U}_{L}}-{{U}_{C}})}^{2}}}$ - Độ lệch pha: $\tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=\frac{{{U}_{L}}-{{U}_{C}}}{{{U}_{R}}}$ Khi ${{Z}_{L}}>{{Z}_{C}}$: mạch có tính cảm kháng. u sớm pha hơn i $\varphi $ > 0 Khi ${{Z}_{L}}<{{Z}_{C}}$: mạch có tính dung kháng. u trễ pha hơn i $\varphi $ < 0 - Định luật Ohm: ${{I}_{0}}=\frac{{{U}_{0}}}{Z}$ $=\frac{{{U}_{0R}}}{R}$$=\frac{{{U}_{0L}}}{{{Z}_{L}}}$$=\frac{{{U}_{0C}}}{{{Z}_{C}}}$ - Công suất: P = UIcosφ = RI2 - Hệ số công suất : $\cos \varphi =\frac{R}{Z}=\frac{{{U}_{R}}}{U}$ Nếu hệ số công suất cosφ nhỏ thì hao phí trên đường dây sẽ lớn và ngược lại. Độ lệch pha giữa điện áp u và cđdđ i là $\varphi ={{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}$ Điện năng tiêu thụ W = Pt =$R{{I}^{2}}t$ Điện năng chỉ thiêu thụ trên điện trở R. không tiêu thụ trên L và C VIẾT BIỂU THỨC u, i Thực hiện chế độ CMPLX: MODE 2 ; Rad: SHIFT MODE 4 ; i: ENG Viết i: Bấm $\frac{{{U}_{0}}\angle {{\varphi }_{u}}}{R+({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})i}$ SHIFT 2 3 = Viết u: Bấm ${{I}_{0}}\angle {{\varphi }_{i}}\times (R+({{Z}_{L}}-{{Z}_{C}})i)$ SHIFT 2 3 = 5. CỘNG HƯỞNG + ${{Z}_{L}}={{Z}_{C}}\,\,hay\,\,\,\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}$ hoặc $f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ + Tổng trở nhỏ nhất Zmin = R + Dòng điện lớn nhất Imax$=\frac{U}{R}$ + $\varphi =0$: u và i cùng pha . + Hệ số công suất cực đại cos$\varphi $ = 1 + Công suất cực đại P =$\frac{{{U}^{2}}}{R}=UI$ + ${{U}_{R.m\text{ax}}}=U$ + ${{U}_{L}}={{U}_{C}}$ 6. Khi R thay đổi mà công suất cực đại thì $R=\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|$ 7. MÁY BIẾN ÁP + Máy biến áp dùng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. + Nguyên tắc hoạt động Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. + Công thức $\frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{1}}}=\frac{{{N}_{2}}}{{{N}_{1}}}=\frac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}}$= k k: hệ số máy biến áp k >1 $\Rightarrow $ N2 > N1 nên U2 > U1 : máy tăng áp. k <1 $\Rightarrow $ N2 < N1 nên U2 < U1 : máy hạ áp. + Để giảm hao phí trong MBA thì lõi thép được ghép bởi nhiều lá thép mỏng cách điện nhau để tránh dòng điện Phuco + Để giảm hao phí khi truyền tải điện ta dùng MBA để tăng điện áp trước khi truyền tải Công suất hao phí khi truyền tải : Phaophí = rI2 = $\frac{r{{P}^{2}}_{ph\acute{a}t}}{{{({{U}_{ph\acute{a}t}}c\text{os}\varphi )}^{2}}}$ 8. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU + MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 PHA: Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. - Phần cảm: là nam châm, tạo ra từ trường. - Phần ứng: gồm các cuộn dây, tạo ra suất điện động cảm ứng. Một trong hai phần sẽ quay gọi là roto, phần còn lại đứng yên gọi là stato. - Tần số dòng điện xoay chiều: f = pn, với p số cặp cực, n tốc độ quay (vòng /giây) + MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA: nguyên tắc cảm ứng điện từ và dùng từ trường quay - Máy phát điện xoay chiều ba pha tạo ra 3 suất điện động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau 2π/3 là 1200 - Sato: gồm 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một vòng tròn lệch nhau 1200 - Roto: nam châm quay quanh tâm tạo ra từ trường quay. 9. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. và dùng từ trường quay Cho dòng điện ba pha vào động cơ : khung dây quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ từ trường |
||
