Page 1
18/01/2015 Chương II : MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN 2.1 Khái niệm về mạch điện xoay chiều hình sin i I sin( t ) i m i t 1 I i m 0.8 2 f 0.6 0.4 1 f = 50Hz 0.2 t f cb T = 0,02s T 0 -0.2 T -0.4 Biên độ -0.6 i Đặc trưng: Tần số -0.8 -1 Góc pha đầu 0 1 2 3 4 5 6 7 e E sin( t ) u U sin( t ) m e m u 1 2.2 Trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều hình sin a. Định nghĩa: i I R 1 I 0.8 m Sau T: A = RI2T i~ 0.6 o 0.4 0.2 t i I sint p = Ri2 0 m -0.2 0 T -0.4 i T -0.6 Sau T: A = Ri dt2 -0.8 ~ -1 0 T T 1cos(20 1 t) 2 3 4 5 6 7 A~ = RIm2sin (2 t)dt = RIm2 dt 2 10 sin(2t) T 0 A = RI 2 (t ) 1 m Cân bằng 2NL R I 2 T R I 2 T ~ 2 2 m 1 0 2 A R I 2 T ~ 2 m I Trị hiệu dụng I m 2 2 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 2
18/01/2015 U E Tương tự : U m E m 2 2 Đặc trưng cho các đại lượng i 2I sin( t ) xoay chiều hình sin cùng tần i u 2U sin( t ) số : u e 2E sin( t ) - Trị hiệu dụng ( I, U, E) e - Góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) Khi so sánh các đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số : - So sánh về trị hiệu dụng - So sánh về góc pha : Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện : = u i 3 2.3 Biểu diễn các đại lượng xoay chiều hình sin 1. Véc tơ : A Đặc trưng cho 1 véc tơ: A A và 0 x Đặc trưng cho các đại lượng x/chiều hình sin cùng tần số: Trị hiệu dụng ( I, U, E) và góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) Ký hiệu I U E U * Ưu điểm: Trực quan ψ I kn u * Lưu ý: Ik 0 k 1 ψi Định luật o x Kiếc-khốp kn1 kn2 ψ U E e k k E 4 k 1 k 1 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 3
18/01/2015 Giả sử có mạch điện i Biết : i 2.20sin( t 60 ) i i 1 1 2 i 2.10sin( t 30 ) 2 2.I sin( t ) Tìm : i = i1 + i2 I i 1 I I I I I 2 I 2 1 2 1 2 I I 202 102 = 22,36 ψi’ I 10 60 ψi o x ' arctg 2 arctg 0 30o i I 20 1 I ' 26 34 ' 33 26 ' 2 i i Kết quả: i 2.22,36sin( t 33 26 ') 2. Số phức: +j a. Nhắc lại k/n về số phức A A = a + j b jb A a, b : số thực 1 1 +1 j: đơn vị ảo - j 0 j a * Hai dạng biểu thị số phức: Dạng đại số: A = a + j b Dạng lũy thừa: A A ej * Quan hệ giữa 2 dạng: - Biết dạng đại số: a + j b Biết dạng lũy thừa: A A ej A a2 b2 a = A cos b b = A sin arctg a 6 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 4
18/01/2015 * Các phép tính + , - số phức A = a + j b A ej1 A = A1 ± A2 = ? 1 1 1 1 A = a + j b A ej = (a1 ± a2 ) + j (b1 ± b2) = a + j b 2 2 2 2 2 * Các phép tính *, / số phức A = A * A = ?(a a -b * b ) + j (a b + a b ) = a + j b 1 2 1* 2 1 2 1 2 2 1 hoặc A ej1 * A ej2 A A ej( ) A ej 1 2 1 2 1 2 A A A 1 1 ej( 1 2 ) A ej A A 2 2 7 Chú ý : +j 1. Khi làm các phép +,- biểu thị dạng đại số 2. Khi làm phép *, / biểu thị dạng lũy thừa B = A*j 3. Nhân 1 số với j là quay số đó 1 góc 90o = j3 +1 4. Chia 1 số cho j là quay số đó 1 góc (- 90o) A = 3 b. Biểu thị các đại lượng xoay chiều hình sin bằng số phức : Đặc trưng cho số phức : A và Đặc trưng cho đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số : Trị hiệu dụng ( I, U, E) và góc pha đầu ( ψi , ψu , ψe) Qui ước: I Ieji U Ueju E Eeje 8 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 5
18/01/2015 * Các phép tính đạo hàm và tích phân số phức : • Phép đạo hàm : i L IL XL L di u U Dạng tức thời u L L L I L L dt Dạng phức: I I eji d IL jLI ej jX I L L U L i L L L L dt • Phép tích phân : XL 1 i C I XC Dạng tức thời: uC i dtC C C C X C Dạng số phức: 1 uC UC UC IC jX IC jC C Định luật Kiếc - khốp : kn kn1 kn2 Ik 0 Uk Ek 9 k 1 k 1 k 1 2.4 Phản ứng của nhánh với dòng điện xoay chiều hình sin i R 1. Nhánh thuần trở R uR i 2I sint ( 1) R R => uR = RiR 2RI sint (2) R Biểu thức t/q : u 2U sin( t ) (3) R R u UR = RIR ψ = 0 Từ (2) và (3) => u R = ψu - ψi = 0 U R IR • Dạng véc tơ: 10 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 6
18/01/2015 pR • Dạng phức : I , UR R 4 3 PR IR j RI j 2 UR U e u e i R R 1 t 0 i R = ψu - ψi = 0 UR R IR R -1 uR -2 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 • Công suất : pR = uR iR i 2I sint (1) R R p 2U I sin (2 t) u 2RI sint (2) R R R R R U I (1cos(2t)) R R 1 T Công suất trung bình : PR p dtR ?U IR R RIR2 0 T 0 11 iL L 2. Nhánh điện cảm uL i 2I sint (1) UL = XLIL L L di ψu = 90o u L L 2LI cos(t) (2) L dt L XL = ψ - ψ = 90o L u i u 2LI sin(t+90 ) (3) L L u 2U sin( t ) UL T/quát : (4) L L u • Dạng véc tơ: IL • Dạng phức : I , UL L U jX? IL L L • Công suất : pL= uL iL p 2 U I sin ( t )co s( t) = U I sin(2t) L L L L L 12 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 7
18/01/2015 p =U I sin(2t) tiêu thụ NL L L L u i 1 Công suất trung bình : 0.8 0.6 1 T 0.4 p PL p dtL ?0 0.2 T T 0 0 -0.2 phát NL -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 1 2 3 4 5 6 Kết luận : Phần tử điện cảm không tiêu tán năng lượng Đặc trưng cho quá trình tích lũy năng lượng trên điện cảm: biên độ p = ULIL = QL L Công suất phản kháng QL = XL IL2 VAr, kVAr 13 3. Nhánh điện dung i C C i 2I sint C C u C 1 1 u i dt 2 I ( cos t) C C C C C UC = XCIC Xc ψ = - 90o 1 u u 2 I sin(t-90 ) C C C = ψu - ψi = - 90o Biểu thức : u 2U sin( t ) C C u • Dạng véc tơ: IC • Dạng phức : UC jX IC C • Công suất : p = u i UC C C C p 2 U I sin ( t )co s( t) = - U I sin(2t) C C C C C 14 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 8
18/01/2015 tiêu thụ NL p = -U I sin(2t) u C C C i Công suất trung bình: 1 0.8 1 T 0.6 p 0.4 P p dt 0 0.2 C T C 0 0 -0.2 -0.4 phát NL -0.6 -0.8 -1 0 1 2 3 4 5 6 Kết luận : Phần tử điện dung không tiêu tán năng lượng Đặc trưng cho q/t NL trên điện dung : -UCIC = QC Công suất phản kháng QC = -XC IC2 VAr, kVAr 15 i R 4. Nhánh R – L – C nối tiếp uR i 2I sint u = uR + uL + uC u u L L uC u 2U sin( t ) u = z C U U U U U R L C U C L U U 2 +( U -U )2 I R +( X -X )2 2 Iz R L C L C X U z R + X2 2 UR I U -U X -X X arctg L C arctg L C arctg = U R R u R z X Tam giác tổng trở 16 R 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 9
18/01/2015 - Khi X > X X > 0, >0 U UL C L C U U I vượt trước Tính chất điện cảm UR I - Khi X < X X < 0, <0 U C U L L C U chậm sau I U R I Tính chất điện dung - Khi X = X X = 0, = 0 U L C U C U L U trùng pha I cộng hưởng điện áp U U R = U I R U 17 Dạng phức : U U U U R I jX I jX I R L C L C [R j(X X )]I (R jX) I U Z I L C Z Z R jX zej Là tổng trở phức của nhánh I R VD: Biết R = 4 ; XL = 10 ; XC = 7 ; U = 100 V. Tìm Z và I U X L XC 18 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 10
18/01/2015 CÁC SỐ PHỨC ĐẶC BIỆT: Zej 5 4 + j 3 = ? 3 + J4 = 4 3 4 = 4 + 3 e2 2 jarctg = 3 + 4 e2 2 jarctg 4 3 3 = 5ej36 52' 5 = 5ej53 8' 3 4 a b z a b z 3 4 5 53o8’ 4 3 5 36o52’ 6 8 10 nt 8 6 10 nt 9 12 15 nt 12 9 15 nt 12 16 20 nt 16 12 20 nt 19 2.5 Công suất trong mạch điện xoay chiều 1 pha i i 2I sint u 2U sin( t ) u Zt 1. Công suất tức thời p ui 2UIsint sin( t ) UI[cos -cos(2 t+ )] p = Po + p(2t) p 2 p 2 1.5 1.5 Po 1 1 i 0.5 0.5 0 0 -0.5 u -0.5 p -1 (2) 0 1 2 3 4 5 6 -1 20 0 1 2 3 4 5 6 7 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 11
18/01/2015 1 T 2. Công suất tác dụng P pdt ? p(t) UI[cos -cos(2 t+ )] T P UIcos = Ucos I 0 U UL C P RI2 U P = P = r I 2 W, kW UR I ri i ri i i Để đo công suất P dùng đồng hồ Oát kế Chỉ số W = ?UI cos(u-i) I * * W U Z t 21 3. Công suất phản kháng Q = QL + QC = XL IL2 - XC IC2 Q = XI2 = XI. I UX U UL C Q = UI sin U UX UR I Q =(Q + Q ) Li Cj i,j 4. Công suất biểu kiến (toàn phần) S P2 Q2 UI VA, kVA, MVA 22 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 12
18/01/2015 2.6 Nâng cao hệ số cos (bù cos) 1. Sự cần thiết phải nâng cao hệ số cos P Zng,d I I t Ucos E U Z (P , cos) G/t: - P = const t t t - U = const => Cos càng thấp => I càng lớn - Ud, Pd càng lớn - Tiết diện dây sd lớn => chi phí đầu tư đường dây cao => Phải tìm cách nâng cao cos 23 2. Cách nâng cao hệ số cos ( tải mang t/c đ/cảm) I IC It k a) Khi k mở I I U Z t t C U I 1 U C X C bù thừa I U C 2 bù đủ C 2 U I I t 1 I I bù thiếu b) Khi k đóng I I I C t c I t 24 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Page 13
18/01/2015 I IC 3. Cách tính tụ Cb (tải có t/c đ/ cảm) It k Khi chưa bù, tải có Pt , Qt , cos1 thấp U Z t Cb Tìm tụ Cb để bù nâng lên cos2 > cos1 Khi chưa bù Sau khi bù (đóng k) Q Q Q P (tg tg ) Q C sb t t 2 1 C U St Q C U2 t Q UI U C C X b C S’ Qsb 2 P C t (tg tg ) b U2 1 2 P 1 t 25 Ví dụ : Cho mạch điện như hình vẽ : Khi k mở, chỉ số các đồng hồ đo : Io * IC A * W o It k Ao = 20 A Zt C V V = 220 V A A 1 2 W = 3000 W Khi k đóng, chỉ số các đồng hồ đo : Ao = 15 A Tìm : R, X, Z, cos của tải C, XC, IC, QC của tụ P, Q, S, cos toàn mạch sau khi đóng k 26 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Affichage des 13 premières pages. Téléchargez le document pour le voir en entier.
Commentaires (0)
Aucun commentaire pour le moment. Soyez le premier !