-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Giáo trình điện công nghiệp | Trường Cao đẳng Kinh tế Công nghiệp Hà Nội
Giáo trình điện công nghiệp / Trường Cao đẳng Kinh tế Công nghiệp Hà Nội. Tài liệu được biên soạn dưới dạng file PDF gồm 70 trang, giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem!
Giáo trình điện công nghiệp | Trường Cao đẳng Kinh tế Công nghiệp Hà Nội
Giáo trình điện công nghiệp / Trường Cao đẳng Kinh tế Công nghiệp Hà Nội. Tài liệu được biên soạn dưới dạng file PDF gồm 70 trang, giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Điện công nghiệp
Trường: Trường Cao đẳng Kinh tế Công nghiệp Hà Nội
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
lOMoARcPSD| 41967345
Chương I: MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU
BÀI 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU
1. Mạch điện. Kết cấu hình học của mạch điện
*Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn (phần tử dẫn) tạo
thành những vòng kín trong đó dòng điện có thể chạy qua.
Mạch điện thường gồm các phần tử: nguồn điện, đường dây, phụ tải điện (tải điện).
-Nguồn điện: là thiết bị phát ra điện năng.
Về nguyên lý, nguồn điện là thiết bị biến đổi các dạng năng lượng như cơ năng, hóa năng,
nhiệt năng thành điện năng, (máy phát điện, ắc qui, pin, pin mặt trời...)
-Đường dây làm bằng kim loại (đồng, nhôm ) để dẫn dòng điện từ nguồn đến tải tiêu thụ
-Tải điện: Để biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác như quang năng,
nhiệt năng, năng lượng cơ học (bóng đèn, bếp điện, bàn là, động cơ, …) 1 lOMoARcPSD| 41967345
Ngoài ra còn có các thiết bị phụ trợ như thiết bị đóng cắt (cầu dao…), thiết bị bảo vệ (cầu
chì…), thiết bị đo lường (đồng hồ đo như ampekế, vônkế….).
*Kết cấu hình học của mạch điện
Mạch điện phức tạp có nhiều nhánh, nhiều nút và nhiều vòng.
-Nhánh (m): Nhánh là một đoạn mạch gồm một hoặc nhiều phần tử ghép nối tiếp nhau,
trong đó có cùng một dòng điện chạy qua.
-Nút (n): Nút là điểm gặp nhau của từ ba nhánh trở lên.
-Vòng (v): Vòng là lối đi khép kín qua các nhánh.
-Mắt lưới (ml): vòng mà bên trong không có vòng nào khác Ví dụ:
Maùy phaùt (MF) cung caáp ñieän cho ñeøn (Ñ) vaø ñoäng cô ñieän (ÑC) goàm coù 3
nhaùnh (1, 2, 3), 2 nuùt (A, B) vaø 3 voøng (a, b, c), trong ñoù 2 voøng a vaø b laø caùc voøng maét löôùi.
2.Phân loại mạch điện theo loại dòng điện trong mạch
-Dòng điện 1 chiều là dòng điện có chiều không đổi theo thời gian (I). Dòng điện có trị
số và chiều không thay đổi theo thời gian gọi là dòng điện không đổi (i = const).
-Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều thay đổi theo thời gian (i)
Dòng điện xoay chiều được sử dụng nhiều nhất là dòng điện hình sin.
-Mạch điện 1 chiều là mạch điện có dòng điện 1 chiều chạy qua -
Mạch điện xoay chiều là mạch điện có dòng điện xoay chiều chạy qua i i I 0 t 0 t
BÀI 2: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO lOMoARcPSD| 41967345
QUÁ TRÌNH NĂNG LƯỢNG TRONG MẠCH ĐIỆN
Để đặc trưng cho quá trình năng lượng trong một nhánh hoặc một phần tử của mạch
điện ta dùng hai đại lượng: dòng điện i và điện áp u. 1.Dòng điện
Dòng điện có trị số bằng tốc độ biến thiên của lượng điện tích q qua tiết diện ngang một
vật dẫn trong 1 đơn vị thời gian: i = dq/dt (A)
Quy ước: chiều dòng điện là chiều di chuyển của các điện tích dương (ngược với chiều
chuyển động của các điện tích âm).
-Đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện gọi là cường độ dòng điện. Cường
độ dòng điện là lượng điện tích qua tiết diện thẳng dây dẫn trong một đơn vị thời gian
(1s), ký hiệu là I; đơn vị là Ampe (A).
Với dòng điện không đổi: R A I B Trong đó: U AB
Q : điện tích qua tiết diện thẳng dây dẫn (C); t : thời gian (s);
I : cường độ dòng điện đo bằng Ampe (A); 1kA = 1000A = 103 A
1mA = 1/1000 A = 10-3A ; 1 A = 10-6A 2. Điện áp 3 lOMoARcPSD| 41967345
-Taïi moãi ñieåm trong maïch điện ñeàu coù moät ñieän theá hay coøn goïi laø ñieän
aùp giöõa ñieåm ñoù vôùi nuùt chuaån cuûa maïch (nuùt chuaån laø nuùt coù ñieän theá baèng 0).
-Hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường gọi là điện áp, kí hiệu u
-Biểu thức uAB = uA - uB (V)
Trong đó: uAB : điện áp giữa hai điểm A, B của điện trường u
: điện thế tại điểm B
A : điện thế tại điểm A uB 1kV = 1000V = 103V;
1mV = 1/1000V = 10-3V, 1 V = 1/1000.000V = 10-6V.
- Chiều dương của điện áp quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điệnthế thấp.
- Điện áp giữa hai cực của nguồn khi hở mạch ngoài I = 0 được gọi là sức điện động E. *Chú ý:
Khi giải mạch điện, ta tùy ý vẽ chiều dòng điện và điện áp trong các nhánh gọi là chiều
dương. Kết quả tính toán nếu có trị số dương, chiều dòng điện (điện áp) trong nhánh ấy
trùng với chiều đã vẽ, ngược lại, nếu dòng điện (điện áp) có trị số âm, chiều của chúng
ngược với chiều đã vẽ. 3. Công suất
Trong mạch điện, một nhánh, một phần tử có thể nhận năng lượng hoặc phát năng lượng.
p = u.i > 0 nhánh nhận năng lượng p
= u.i < 0 nhánh phát nănglượng
Đơn vị đo của công suất là W (Oát)
1KW = 103 W, 1MW = 106 W Ví
dụ: Một bóng đèn ghi 12V, 35W. a)
Giải thích ký hiệu trên bóng đèn.
b) Tính dòng điện qua đèn khi điện áp đặt vào đèn là 12V.
c) Tính dòng điện qua đèn và công suất tiêu thụ của đèn khi điện áp đặt vào đèn là
10V(giả thiết điện trở của đèn không đổi). Giải: a) Giải thích kí hiệu:
- Điện áp định mức của đèn là 12V;
- Công suất định mức của đèn là 35W (khi điện áp đặt vào đèn có giá trị định mức). lOMoARcPSD| 41967345
BÀI 3: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐẶC TRƯNG CHO
QUÁ TRÌNH ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH ĐIỆN
I.Các thông số cơ bản đặc trưng cho quá trình điện từ
1.Điện trở R: đặc trưng cho quá trình tiêu thụ điện năng và biến đổi điện năng sang dạng
năng lượng khác như nhiệt năng, quang năng, cơ năng v…v. Quan hệ giữa dòng điện và
điện áp trên điện trở : uR = R.i (R : Ω - ôm)
Điện dẫn G: G = 1/R (S - Simen) Công suất điện trở tiêu thụ: i
p = u.i = Ri2 = u2/R = G.u2 = i2/G (W - Watt) u[V], i[A], R u R R [Ω] thì p (W)
Điện năng tiêu thụ trên điện trở trong khoảng thời gian t: A = ∫pdt = ∫Ri2 dt
Trong mạch điện 1 chiều i = const ta có A = R i2 t 2.Điện cảm L
Khi có dòng điện i chạy trong cuộn dây W vòng sẽ sinh ra từ thông móc vòng với cuộn dây ψ = Wφ 5 lOMoARcPSD| 41967345
Điện cảm của cuộc dây: L = ψ /i = Wφ./i (H - Henry).
Nếu dòng điện i biến thiên (mạch xoay chiều) thì từ thông cũng biến thiên và theo định
luật cảm ứng điện từ, trong cuộn dây xuất hiện sức điện động tự cảm: eL = - dψ /dt = - L di/dt
Quan hệ giữa dòng điện và điện áp: uL = - eL = L di/dt
Nếu iC = const (mạch 1 chiều) thì khi xác lập uL = 0 hay cuộn dây bị nối tắt, khi đó cuộn
dây chỉ có tác dụng như dây dẫn
Công suất tức thời trên cuộn dây: pL= uL .i = L.i.di/dt Năng
lượng từ trường của cuộn dây:
WL = ∫pL . dt = ∫L.i.di = L.i2/2
Điện cảm L đặc trưng cho quá trình trao đổi và tích lũy năng lượng từ trường của cuộn dây.
3.Điện dung C
Khi đặt điện áp uc hai đầu tụ điện, sẽ có điện tích q tích lũy trên bản tụ điện: q = C .uc
Nếu điện áp uC biến thiên (mạch xoay chiều) sẽ có dòng điện dịch chuyển qua tụ điện: i
= dq/dt = C .duc /dt uC = ∫i.dt/C
Nếu uC = const (mạch 1 chiều) thì khi xác lập i = 0 nghĩa là i không còn dòng qua tụ u C C
Công suất tức thời của tụ điện: pc = uc .i = C .uc .duC /dt Năng
lượng điện trường của tụ điện: W 2
C = ∫pC .dt = ∫C.uC . duC = Cuc / 2
Điện dung C đặc trưng cho hiện tượng tích lũy năng lượng điện trường ( phóng tích điện năng) trong tụ điện.
Đơn vị của điện dung C là F (Fara) hoặc μF lOMoARcPSD| 41967345
Chú ý: Quy ước chiều dòng và áp trên các phần tử điện trở R, điện cảm L và điện dung C là cùng chiều
II. Mô hình mạch điện (Sơ đồ thay thế mạch điện)
1. Mô hình mạch điện (Sơ đồ thay thế mạch điện)
-Khi tính toán người ta thường thay thay mạch thực bằng mô hình mạch điện.
-Mô hình mạch điện còn gọi là sơ đồ thay thế mạch điện, trong đó kết cấu hình học và
quá trình năng lượng giống như ở mạch điện thực, song các phần tử của mạch điện được
mô hình hóa bằng các thông số lý tưởng E, J, R, L, M, C.
Mô hình mạch điện được sử dụng rất thuận lợi trong việc nghiên cứu, tính toán mạch điện và thiết bị điện.
-Một mạch điện thực, cụ thể có nhiều mô hình mạch điện, điều đó là tuỳ thuộc vào mục
đích nguyên cứu và điều kiện làm việc của mạch điện.
-Các phần chính của mô hình mạch điện: + Nguồn điện áp u(t) + Nguồn dòng j(t) + Điện trở R + Điện cảm L + Điện dung C
-Để thành lập được mô hình mạch điện, đầu tiên ta phải liệt kê được các hiện tượng năng
lượng xảy ra trong từng phần tử và thay thế chúng bằng các thông số lý tưởng rồi nối với
nhau tùy theo kết cấu của mạch điện.
2.Mô hình mạch điện 1 chiều
-Đối với mạch điện 1 chiều thì các phần tử được thay bằng các phần tử lý tưởng E, J, R +Nguồn điện:
Thay bằng sức điện động E nối tiếp với điện trở trong Rn hoặc nguồn dòng điện J = E/Rn
mắc song song với điện trở trong Rn 7 lOMoARcPSD| 41967345 +Tải:
Động cơ điện một chiều được thay bằng sức điện động E ngược chiều với dòng điện I
mắc nối tiếp với điện trở trong Rn
Bàn là điện, bếp điện, bong đèn… được thay bằng điện trở R của chúng
Ví dụ: chuyển từ mạch thực sang mô hình mạch điện 1 chiều Rd E f R R f Rd
Ví dụ: Một nguồn điện có sức điện động E = 100 V, điện trở trong Rn = 1 cung cấp điện
cho tải có Rt = 24 . Thiết lập mô hình mạch điện và tính dòng điện tải It. Bài giải:
Cách 1: Sơ đồ thay thế theo nguồn sức điện động như hình bên: Dòng điện tải:
It = E/(Rn + Rt) = 100/(1 + 24) = 4 (A)
-Cách 2: Sơ đồ thay thế theo nguồn dòng điện J như hình vẽ: J = E/Rn = 100/1 = 100 (A) lOMoARcPSD| 41967345
It = E/(Rn + Rt) = 100/(1 + 24) = 4 (A)
BÀI 4. CÁC Đ䤃⌀ NH LUÂT CƠ BẢN. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG̣
I. Các định luật cơ bản 1.Định luật ôm
-Định luât ôm cho nhánh thuần trở:̣
+ Biểu thức tính điên áp trên điệ I R n trở R (̣ ): RI U (V) U U I
+ Biểu thức tính dòng điên qua điện trở: ̣ R (A)
Ví dụ 1: Tính dòng điện trong mạch điện bên, biết U = 8V, R = 100 Giải:
Áp dụng công thức tính dòng điện của định luật Ôm ta có:
- Định luât ôm cho nhánh có sức điệ n động E(V) và điệ n trở R (̣ )
Xét nhánh có E, R như hình vẽ:
+ Biểu thức tính điên áp U:̣ U1 U2 U3 U4 U = U1 + U2 + U3 + U4 = R 1I - E1 + R2I + E2 = (R1 + R2)I - (E1 - E2) U = ( R I) E
Vây : U = ̣ ( R I) E
Quy ước: Sức điên độ ng E và dòng điệ n I có chiều trùng với chiều của U sẽ lấy dấụ dương và ngược lại I U E 9 lOMoARcPSD| 41967345
+ Biểu thức tính dòng điên : ̣ R
với quy ước: Sức điên độ ng E và điệ n áp U có chiều trùng với chiều dòng điệ n sẽ lấỵ dâu
dương, ngược lai lấy dấu âm.
Ví dụ 2: Tính dòng điện trong mạch điện bên, biết E = 24V, Rn = 2 , R = 4 Giải:
Áp dụng công thức tính dòng điện của định luật Ôm cho mạch kín, ta có:
2. Định luât kiêchốp ̣
- Định luật Kiếchốp 1
Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không: Σi = 0
Trong đó Quy ước các dòng điện có chiều đi tới nút mang dấu
dương, và các dòng điện có chiều rời khỏi nút thì mang dấu âm hoặc ngược lại.
Ví dụ: Ở hình vẽ bên thì : I1 + (-I2) + (-I3) = 0
- Định luật Kiếchốp 2
Đi theo một vòng khép kín, theo một chiều dương tùy ý, tổng đại số các điện áp rơi trên
các phần tử bằng tổng đại số các sức điện động có trong vòng đó; trong đó những sức
điện động và dòng điện có chiều trùng với chiều dương của vòng sẽ mang dấu dương,
ngược lại mang dấu âm.
∑(vòng) u = ∑(vòng) e Ví dụ: Ở hình vẽ bên thì :
R1I1 - R2I2 - R3I3 = E1 - E2 - E3
Ví dụ 1: Tìm giaù trò ñieän trôû R treân hình vẽ: lOMoARcPSD| 41967345
Ñaët teân caùc doøng ñieän trong nhaùnh vaø choïn chieàu theo caùc nguyeân taéc ñaõ bieát
Vôùi : i1 = -1A ; i3 = 6 A ; vaø theo ñònh luaät Ohm, doøng qua ñieän trôû 2 laø
i4 = 4/2 = 2A vaø doøng qua ñieän trôû R laø i2 = 12 / R Áp dụng định luật K1 cho nút A:
i1 – i2 + i3 – i4 = 0 <--> -1 – 12/R + 6 – 2 = 0 R = 4
Ví dụ 2: Tính doøng ñieän I3 vaø caùc söùc ñieän ñoäng E1, E2 trong maïch ñieän sau:
Cho bieát I2 = 10A ; I1 = 4 A ; R1 = 1 ; R2 = 2 ; R3 = 5 . Áp dụng đl K1 cho nút A:
I1 – I2 + I3 = 0 4 – 10 + I3 = 0 I3 = 6A
Áp dụng đl K2 cho vòng (a) với chiều vòng chọn như hình vẽ:
I1R1 + I2R2 = E1 4.1 + 10.2 = E1 E1 = 24 V
Áp dụng đl K2 cho vòng (b) với chiều vòng chọn như hình vẽ:
I3R3 + I2R2 = E3 6.5 + 10.2 = E3 E3 = 50 V
II.Biến đổi tương đương 11 lOMoARcPSD| 41967345
Nhằm mục đích đưa mạch điện phức tạp về mạch điện đơn giản hơn để dễ tính toán.
Khi biến đổi tương đương, dòng và áp tại các bộ phận không bị biến đổi.
1.Điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 + ... + Rn = ∑Ri
2.Điện trở mắc song song:
1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn = ∑1/Ri
Ví dụ: Tính dòng điện I trong mạch điện sau: Bài giải:
R2 // R3 Điện trở tương đương 1/R23 = 1/R2 + 1/R3 R23 = 1,8
Sơ đồ mạch điện đơn giản hơn gồm R1 nt R23 nt R4
Điện trở tương đương toàn mạch: Rtđ = R1 + R23 + R4 = 2,2 + 1,8 + 6 = 10
Dòng điện I: I = E/Rtđ = 110 / 10 = 11 A
Chương II: TỪ TRƯỜNG - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
BÀI 1. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ TỪ TRƯỜNG. CÁC ĐẠI LƯỢNG ̣
ĐẶC TRƯNG CHO TỪ TRƯỜNG – VẬT LIỆU TỪ - MẠCH TỪ
I. Khái niệm cơ bản về từ trường
1. Khái niệm từ trường ThÝ nghiÖm lOMoARcPSD| 41967345
+Lùc tõ gi÷a c¸c cùc cña 2 nam ch©m: Cã 2 nam ch©m ®Æt c¹nh nhau, c¸c cùc cïng tªn
th× ®Èy nhau, kh¸c tªn th× hót nhau. Ta nãi nam ch©m cã tõ tÝnh vµ gäi t¬ng t¸c gi÷a c¸c nam ch©m lµ t¬ng t¸c tõ.
+Lùc ®iÖn tõ: Thùc nghiÖm còng chøng tá dßng ®iÖn cã tõ tÝnh vµ t¬ng t¸c tõ nh nam ch©m:
Khi ®Æt mét nam ch©m song song víi mét d©y dÉn cã dßng ®iÖn ch¹y qua th× kim nam
ch©m quay, chøng tá dßng ®iÖn cã tõ tÝnh vµ ®ãng vai trß nh mét nam ch©m.
Hai dßng ®iÖn cïng chiÒu th× hót nhau, ngîc chiÒu th× ®Èy nhau.
Hiện tượng đẩy và hút nhau giữa nam châm với nam châm,
nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện chứng
tỏ xung quanh các nam châm và các dòng điện tồn tại một
dạng vật chất đặc biệt mà biểu hiện của nó là tác dụng lực lên Từ trường
các nam châm hay dòng điện khác đặt trong nó.
Vậy: Từ trường là khoảng không gian (vật chất đặc biệt) bao của thanh nam châm quanh
các nam châm và các dòng điện trong đó tồn tại từ lực tác dụng lên các nam châm hay
dòng điện khác đặt trong nó.
2. Đường sức từ trường
Người ta biểu diễn từ trường bằng các đường sức từ trường
§èi víi nam ch©m: §êng søc tõ trêng ®i ra tõ cùc b¾c (N) tíi cùc nam (S) vµ trë vÒ cùc b¾c (N) qua lâi nam ch©m.
Đặc điểm của các đường sức từ:
+ Qua một điểm bất kì trong từ trường ta luôn vẽ được một và chỉ một đường sức từ. Do
đó, các đường sức từ không bao giờ cắt nhau.
+ Nơi nào từ trường mạnh các đường sức dày, nơi nào từ trường yếu các đường sức thưa. 13 lOMoARcPSD| 41967345
+ Từ trường có các đường sức song song và cách đều nhau gọi là từ trường đều. I
3. Từ trường của dòng điện. Quy tắc vặn nút chai.+ Từ trường của
dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng:
Đường sức từ là những đường tròn đồng tâm
nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn
có tâm là giao điểm giữa dây dẫn với mặt Từ
trường của dòng điện phẳng đó.
trong dây dẫn thẳng
Chiều của đường sức từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng
được xác định theo quy tắc vặn nút chai:
Quay cái vặn nút chai sao cho chiều tiến của nó trùng với chiều dòng điện trong dây dẫn
thì chiều quay của cái vặn nút chai sẽ chỉ chiều của đường sức từ.
Về độ lớn: cường độ từ trường H tại điểm M
cách trục dây dẫn một khoảng cách a là: I H 2 a
+ Từ trường của dòng điện chạy trong vòng
Từ trường của dòng điện dây:
chạy trong vòng dây
Đường sức từ là những đường cong khép kín nằm trong mặt phẳng vuông góc với vòng
dây và đi qua tâm vòng dây đó, đường sức đi qua tâm là đường thẳng trùng với trục vòng dây.
Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc vặn nút chai: Quay cái vặn nút chai
theo chiều dòng điện trong vòng dây thì chiều tiến của cái vặn nút chai chỉ chiều đường sức từ. lOMoARcPSD| 41967345
+ Từ trường dòng điện chạy qua của ống dây hình trụ:
Từ trường bên ngoài ống dây giống như từ
trường của thanh nam châm vĩnh cữu. Nếu
chiều dài ống dây khá lớn so với đường kính
ống thì đường sức từ trong lòng ống dây sẽ song song với nhau.
Chiều đường sức từ được xác định theo
Từ trường dòngđiện
quy tắc vặn nút chai: Quay cái vặn nút chai
chạy trong ống dây
theo chiều dòng điện trong ống dây thì chiều tiến của cái vặn nút chai chỉ chiều đường
sức từ trong lòng ống dây.
Trong trường hợp này cường độ từ trường tại các điểm trong ống đây sẽ bằng nhau.
Từ trường trong ống dây được gọi là từ trường đều và có trị số: I.W H l
Trong đó: I là dòng điện chạy trong dây dẫn.
W là số vòng dây của ống l là
chiều dài của ống dây. II.Các đại lượng
đặc trưng cho từ trường
1. Cường độ từ cảm B.
Cùng một nguồn từ trường sinh ra nhưng đặt trong môi trường khác nhau thì mức độ
tương tác lực điện từ cũng mạnh yếu khác nhau. Đại lượng đặc trưng cho từ trường về
phương diện tác dụng lực là cường độ từ cảm.
Cường độ từ cảm là một đại lượng véc tơ cùng phương chiều với cường độ từ trường H.
Trị số cường độ từ cảm bằng trị số lực điện từ tác dụng lên dây dẫn dài một đơn vị, mang
dòng điện một đơn vị đặt vuông góc với đường sức từ tại điểm đó. F B I l. - Trong hệ SI: 15 lOMoARcPSD| 41967345
F: lực điện từ (N) ; I: cường độ dòng điện (A) ; l:
chiều dài dây dẫn (m) ; B: Cường độ từ cảm (T)
Ngoài đơn vị là Tesla người ta còn dùng đơn vị Gauser (1 gao-xơ = 10-4 Tesla). 1N 1J V.S 1T 2 1A.1m 1A.1m m2
夃Ā nghĩa của tesla như sau: Một điểm của từ trường có cường độ từ cảm 1 Tesla nghĩa
là nếu đặt tại điểm đó một dây dẫn dài 1m, có dòng điện 1A thì lực từ tác dụng lên dây dẫn là 1Niutơn.
2. Cường độ từ trường H. Hệ số từ thẩm
Đại lượng đặc trưng cho khả năng gây từ của dòng điện tại mỗi điểm, được gọi là cường
độ từ trường của điểm đó, kí hiệu là H.
Khi đặt vật liệu như giấy, thủy tinh, gỗ, nhựa vào trong từ trường của một nam châm,
đường sức từ không bị biến dạng, song khi đặt một tấm sắt dẫn từ tốt đường sức từ tập
trung đi vào sắt, từ trường bị biến dạng.
Cường độ từ trường là đại lượng chỉ phụ thuộc vào dòng điện gây từ, không phụ thuộc
vào môi trường. Cường độ từ trường luôn tỷ lệ với dòng điện tạo ra từ trường và phụ
thuộc vào cấu tạo của dây dẫn (dây dẫn thẳng, vòng dây, ống dây), kích thước của dây
dẫn và vị trí điểm đang xét.
Cường độ từ trường H là đại lượng véctơ xác định như sau:
+ Phương của H là phương của tiếp tuyến với đường sức tại điểm xem xét.
+ Chiều của vectơ H cùng chiều với đường sức từ qua điểm xét.
+ Trị số cường độ từ trường tỉ lệ với dòng điện từ hoá và phụ thuộc vào dây dẫn mang
dòng điện cũng như vị trí điểm xét. lOMoARcPSD| 41967345
Đơn vị đo của cường độ từ trường là Ampe/m (A/m). Ngoài ra, người ta còn dùng một
đơn vị khác là ơc-stet, với 1ơc-stet = 80 A/m, tuy nhiên đây không phải là đơn vị đo hợp pháp.
- Hệ số từ thẩm B a
Hệ số từ thẩm tuyệt đối của môi trường: H B a
Vì B và H cùng phương chiều nên ta có: H
Khi đặt vào môi trường vật chất, do ảnh hưởng của từ trường phân tử, cường độ từ cảm
trong môi trường B khác cường độ từ cảm trong chân không B nên ta có hệ số từ thẩm 0
tương đối của môi trường, kí hiệu là:
không có đơn vị. 夃Ā nghĩa của hệ số từ môi tương đối cho biết mức độ ảnh hưởng của
môi trường lên từ trường. Khi đặt từ trường vào môi trường vật chất, cường độ từ cảm sẽ
mạnh lên lần so với khi đặt trong chân không. Vật liệu có >1 gọi là chất thuận từ, ngược lại
< 1 gọi là chất nghịch từ (như đồng, chì, kẽm,...).
Hệ số từ thẫm trong chân không ký hiệu là 0 như vậy cường độ từ cảm trong chân không:
B0 = μ0.H --> B = μ.B0 = μ.μ0.H --> a =
0 μ0 phụ thuộc đơn vị chọn, trong hệ dơn
vị SI người ta xác định được: μ0 = 4.10-7 H/m. a có đơn vị của μ0 3. Từ thông
Để đặc trưng cho số đường sức xuyên qua vuông góc với
diện tích S người ta sử dụng từ thông (ký hiệu là Φ) B.S Trong đó:
Từ thông qua mặt S B: từ cảm (Tesla) 17 lOMoARcPSD| 41967345
S: diện tích từ trường xuyên qua (m2) Φ: Từ thông (Wb - vêbe)
Ngoài vêbe người ta còn sử dụng đơn vị Maxwell (Mắc – Xoen - Mx)
1Mx = 10-8 Wb Khi các đường sức từ
hợp với phương vuông góc với mặt phẳng S một góc ,
phân tích B làm hai thành phần:
+ Thành phần vuông góc với mặt phẳng S: Xác định từ
thông qua mặt S khi các đường sức Bn = Bcos
không vuông góc với mặt phẳng S
+ Thành phần song song với mặt phẳng S: Bt = Bsin
Từ thông qua mặt phẳng S: = BnS = B.S cos
III.Khái niệm và phân loại mạch từ
*Khái niệm: C¸c phÇn tö lµm b»ng vËt liÖu s¾t tõ ghÐp nèi víi nhau ®îc dïng ®Ó dÉn tõ gäi lµ m¹ch tõ.
*Phân loại: Mạch từ gồm bộ phận dẫn từ và nguồn từ hóa
-Bộ phận dẫn từ là các đoạn mạch làm bằng vật liệu sắt từ nối lại với nhau thành một
mạch khép kín để dẫn từ thông.
-Nguồn từ hóa là cuộn dây có dòng điện để tạo ra từ thông trong mạch.
BÀI 2. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Đ䤃⌀ NH LUẬT CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - LỰC ĐIỆN TỪ
I. Hiện tượng cảm ứng điện từ. Định luật cảm ứng điện từ.
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Ta ®· biÕt, bÊt kú dßng ®iÖn nµo còng g©y ra xung quanh nã 1 tõ trêng. VËy tõ trêng cã
thÓ sinh ra dßng ®iÖn kh«ng? N¨m 1831, M.Fara®©y b»ng thùc nghiÖm ®· chøng tá ®îc
r»ng tõ trêng biÕn ®æi cã thÓ sinh ra dßng ®iÖn vµ
gäi lµ dßng ®iÖn c¶m øng. HiÖn tîng ®ã gäi lµ hiÖn
tîng c¶m øng ®iÖn tõ. ThÝ nghiÖm cña M.Fara®©y nh sau:
Ta nèi 1 èng d©y víi 1 ®iÖn kÕ nh¹y G lOMoARcPSD| 41967345
+ Ta ®a thanh nam ch©m NS vµo lßng èng d©y, ta thÊy kim ®iÖn kÕ quay, chøng tá
Thí nghiệm của Farađây.
trong d©y dÉn cã 1 dßng ®iÖn c¶m øng.
+ Khi ta ®a thanh nam ch©m ra xa èng d©y th× kim ®iÖn kÕ quay ngîc l¹i nghÜa lµ dßng ®iÖn cã chiÒu ngîc l¹i.
Thanh nam ch©m chuyÓn ®éng cµng nhanh th× dßng ®iÖn cµng lín.
Thanh nam ch©m ngõng chuyÓn ®éng th× dßng ®iÖn mÊt.
KÕt luËn: Khi tõ th«ng xuyªn qua 1 khung d©y biÕn thiªn th× trong thêi gian tõ th«ng
biÕn thiªn ®ã trong khung d©y dÉn sÏ xuÊt hiÖn mét dßng ®iÖn c¶m øng.
N¨m 1833, Lenx¬ t×m ra quy t¾c vÒ chiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng gäi lµ ®Þnh luËt Lenx¬:
“Dßng ®iÖn c¶m øng ph¶i cã chiÒu sao cho tõ trêng do nã sinh ra trong vßng kÝn cã t¸c
dông chèng l¹i nguyªn nh©n ®· sinh ra nã” -Nguyªn nh©n sinh ra dßng ®iÖn c¶m øng lµ
sù dÞch chuyÓn cùc b¾c cña thanh nam ch©m vµo lßng èng d©y lµm cho tõ th«ng göi
qua èng d©y theo chiÒu tõ trªn xuèng díi ( t¨ng)
+Theo ®Þnh luËt Lenx¬, dßng ®iÖn c¶m øng Ic ph¶i cã chiÒu sao cho tõ trêng B’ do nã
sinh ra ngîc chiÒu víi tõ trêng B cña nam ch©m. V× cã nh vËy, tõ th«ng c do nã sinh ra
míi cã t¸c dông chèng l¹i tõ th«ng sinh ra nã.
2.Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ
“Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên sẽ làm xuất hiện một suất điện động trong
vòng dây gọi là Sđđ cảm ứng. Sđđ cảm có chiều sao cho dòng điện mà nó sinh ra có tác
dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó”
KÕt hîp chiÒu vµ trÞ sè søc ®iÖn ®éng c¶m øng vµ tõ th«ng, c«ng thøc Macxoen cña søc
®iÖn ®éng c¶m øng khi tõ th«ng xuyªn qua vßng d©y biÕn thiªn nh sau: Trong ®ã:
e, lµ lîng ®¹i sè víi quy íc nh sau: NÕu chiÒu d¬ng cña tõ th«ng tuú ý chän tríc, th×
chiÒu d¬ng e phô thuéc vµo chiÒu d¬ng theo quy t¾c vÆn nót chai. 19 lOMoARcPSD| 41967345
Ở thÝ nghiÖm trªn, nÕu chän chiÒu d¬ng tõ th«ng ®i tõ trªn xuèng xuyªn qua vßng
d©y. th× chiÒu d¬ng søc ®iÖn ®éng c¶m øng e sÏ theo chiÒu kim ®ång hå. NÕu tõ th«ng
t¨ng (thanh nam ch©m tiÕn vµo vßng
d©y ) cã nghÜa lµ d > 0 , do ®ã , søc ®iÖn ®éng c¶m
øng sÏ cã chiÒu ngîc víi chiÒu d-
¬ng, tøc ngîc chiÒu kim ®ång Chiều sđđ
cảm ứng trong vòng dây khi từ thông tăng (a), giảm (b)
hå. §iÒu nµy còng ®óng khi tõ th«ng gi¶m.
NÕu cuén d©y cã w vßng d©y, søc ®iÖn ®éng c¶m øng cña cuén d©y sÏ lµ : Trong ®ã:
= w. : gäi lµ tõ th«ng mãc vßng cña cuén d©y (Wb) ; e (V)
II. Lực điện từ
Lực điện từ có ứng dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật, và là cơ sở để chế tạo máy điện và
khí cụ điện .Trường hợp đơn giản nhất là lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng mang dòng điện.
1.Lực tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện
+ Dây dẫn thẳng đặt vuông góc các đường sức từ
Khi đặt một dây dẫn thẳng vuông góc với đường sức từ trong từ trường có cảm ứng từ B,
cho dòng điện chạy qua dây dẫn, ta thấy dây dẫn sẽ chuyển động trong mặt phẳng chứa
dây dẫn và vuông góc với các đường sức từ. Như vậy, từ trường đã tác động lên dây dẫn
có dòng điện chạy qua một lực gọi là lực điện từ . lOMoARcPSD| 41967345
Xác định chiều lực điện từ
Bằng thực nghiệm, người ta đã xác định được: Lực điện từ tỉ lệ với cường độ từ cảm,
cường độ dòng điện, và chiều dài dây dẫn đặt trong từ trường: F = B.I.l Trong đó: I là
cường độ dòng điện trong dây dẫn (A); B là cảm ứng từ (T) l là chiều dài dây dẫn nằm
trong từ trường (m); F là lực điện từ (N)
Phương và chiều của lực điện từ được xác định bằng quy tắc bàn tay trái:
“Xòe bàn tay trái để cho đường sức từ (hoặc vectơ từ cảm B) xuyên vào lòng bàn tay,
chiều bốn ngón tay duỗi thẳng theo chiều dòng điện, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều lực điện từ”.
+ Dây dẫn thẳng đặt không vuông góc các đường sức từ
Trường hợp dây dẫn không đặt vuông góc với vectơ từ cảm B, mà lệch nhau một góc
900, ta phân tích vectơ B thành hai thành phần: thành phần tiếp tuyến Bt song song
với dây dẫn, và thành phần pháp tuyến Bn vuông góc với dây dẫn. Như vậy, chỉ có thành
phần Bn gây nên lực điện từ. Trong trường hợp này, trị số lực F được xác định bởi công thức:
F = Bn.I.l = B.I.l.sin
Phương và chiều các lực F xác định bằng quy tắc bàn tay trái đối với thành phần B 2.Lực n
tác dụng giữa 2 dây dẫn mang dòng điện
- Hai dßng ®iÖn cïng chiÒu th× hót nhau, ngîc chiÒu th× ®Èy nhau.
3. Công của lực điện từ
Khi dây dẫn thẳng đặt vuông góc với các đường sức từ sẽ chịu lực tác dụng: F = BIl. Giả
sử lực F làm dây dẫn dịch chuyển một đoạn là b theo phương của lực. Công của lực sẽ là:
A = F.b = B.I.l.b = B.I.S
Trong đó: S là diện tích của dây dẫn quét qua. Biết BS = , do đó: A = I.
Vậy, khi dây dẫn chuyển động vuông góc với các đường sức từ, công của lực điện từ bằng
tích của từ thông qua diện tích dây dẫn đã quét qua với dòng điện trong dây dẫn.
§3 NGUYÊN TẮC BIẾN ĐỔI CƠ NĂNG – ĐIỆN NĂNG
1.Nguyên tắc biến cơ năng thành điện năng ( Nguyên tắc của máy phát điện) - Nguyên tắc cấu tạo 21 lOMoARcPSD| 41967345
Máy phát điện gồm hai phần chính: phần tĩnh (stato) và phần quay (roto). Phần tĩnh là
nam châm N-S và phần quay là khung dây quấn trên lõi thép tròn, hai đầu khung dây
được nối với phụ tải qua hệ thống vành góp - chổi than. Roto được động cơ sơ cấp kéo
quay với tốc độ n. - Nguyên tắc hoạt động
Khi roto quay, các các cạnh khung dây cắt các đường sức từ cảm ứng ra các sức điện
động: E = Blv. Nhờ hệ thống vành góp - chổi than, sức điện động cảm ứng trong khung
dây được đưa ra ngoài. Nếu mạch ngoài có tải, sức điện động cảm ứng này biến thành
dòng điện cung cấp cho phụ tải, cơ năng biến thành điện năng. Pcơ = F.v = B.I.l.v = E.I = Pđiện E I
Giả sử dây dẫn có điện trở ro ta có: R r0 hay E = IR + I.ro
2. Nguyên tắc biến điện năng thành cơ năng ( Nguyên tắc của động cơ điện) - Nguyên tắc cấu tạo
Động cơ điện gồm hai phần chính: phần tĩnh (stato) và phần quay (roto). Phần tĩnh là nam
châm N-S và phần quay là khung dây quấn trên lõi thép tròn, hai đầu khung dây nối với
nguồn điện qua hệ thống vành góp, chổi than.
- Nguyên tắc hoạt động
Khi cho dòng điện chạy qua khung dây, từ trường nam châm tác dụng lên các cạnh của
khung dây các lực điện từ: F = BIl. Các lực F tạo thành mô men quay làm roto quay, điện
năng biến thành cơ năng.
Gọi r0 là điện trở của dây dẫn ta có:U E I.r0
Nhân cả hai vế với dòng điện ta có: UI EI I r2 0 UI EI I r2 0 tức Pđiện = Pcơ + Po
Chương III: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN 1 PHA
BÀI 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN 1 PHA
I.Nguyên lý tạo ra sức điện động xoay chiều hình sin 1 pha
Để tạo ra sức điện động xoay chiều hình sin 1 pha người ta thường dùng máy phát điện xoay chiều 1 pha.
Máy phát điện xoay chiều 1 pha gồm phần tĩnh là dây quấn đứng yên trong các rãnh của
lõi thép và phần quay là nam châm NS. lOMoARcPSD| 41967345
Khi tác dụng lực cơ học vào trục làm nam châm NS quay, trong dây quấn ở phần tĩnh
sẽ cảm ứng ra sức điện động xoay chiều hình sin. Dây quấn đứng yên nên việc lấy điện
cung cấp cho tải rất an toàn và thuận lợi.
II. Định nghĩa và các đặc trưng của dòng xoay chiều hình sin
1.Định nghĩa dòng điên xoay chiều hình sin. Mạch điện xoay chiều hình siṇ Dòng
điên xoay chiều hình sin là dòng điệ n xoay chiều biến thiên mộ t cách chu kỳ theọ quy
luât hình sin đối với thời gian, được biều diễn bằng biểu thức:̣ i = I0(max) sin(ωt + i) (A)
Mạch điện xoay chiều hình sin là mạch điện xoay chiều có dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua.
2. Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều hình sin
- Trị số của dòng điên, điệ n áp sin ở mộ t thời điểm t gọi là trị số tức thời và được viếṭ
theo biểu thức: i = I0(max) sin(ωt + i) (A) u = U 0( max) sin(ωt + u ) ) (V u i U max u i 0 t
u > 0
i < 0 T
- Biên độ Imax , Umax là trị số cực đại, nó nói lên độ lớn bé của dòng điện và điện áp 23 lOMoARcPSD| 41967345
-Giá trị hiệu dụng: I = (A) ; U = (V) - Góc pha ( t +
) (gọi tắt là pha) nói lên trạng thái của dòng điện, điện áp i ), ( t + u
ở thời điểm t trong quá trình diễn biến. - Tần số góc
(Rad /s) nói lên tốc độ biến thiên của hàm sin . - Góc pha đầu
nói lên trạng thái ở thời điểm t = 0 của dòng điện, điện áp. Góc pha i , u ,
đầu phụ thuộc vào chọn toạ độ thời gian, pha đầu có thể bằng không, âm hoặc dương
- Chu kỳ T (s) là khoảng thời gian ngắn nhất để hàm sin lặp lại trị số và chiều biến
thiênnhư cũ, nghĩa là trong khoảng thời gian T, góc pha biến thiên một lượng là T = 2
- Số chu kỳ của hàm sin trong một giây gọi là tần số f (Hz) được tính theo công thức: f =
- Tần số f và tần số góc có mối quan hệ sau: = 2 f . Tần số góc của mạch điện xoay
chiều trong công nghiệp: f = 50 Hz , = 2 . 50 = 314 Rad /s
- Góc lệch pha giữa các đại lượng là hiệu số pha của chúng. Góc lệch pha giứa điện ápvà
dòng điện thường ký hiệu là được định nghĩa như sau: = u - i
- Góc lệch pha phụ thuộc vào các thông số của mạch - Nếu
> 0 điện áp vượt trước dòng điện (hình a) - Nếu
< 0 điện áp chậm sau dòng điện (hình b) - Nếu
= 0 điện áp trùng pha với dòng điện (hình c) u,i u, i i u u i 0 t 0 t lOMoARcPSD| 41967345 Hình a Hình b u, i u i 0 t Hình c
- Nếu biểu thức tức thời của điện áp là: u = Umaxsin t
Thì dòng điện tức thời là : i = Imax sin ( t - )
Chuù yù : Ñeå phaân bieät, caàn chuù yù caùc kyù hieäu:
i, u –giá trò töùc thôøi, kyù hieäu chöõ thöôøng
I, U – giá trò hieäu duïng, kyù hieäu chöõ in hoa
Imax, Umax – giá trò cöïc ñaïi (bieân ñoä)
BÀI 2.BIỂU DIỄN DÒNG ĐIỆN HÌNH SIN BẰNG ĐỒ TH䤃⌀ HÌNH SIN VÀ VÉCTƠ
I.Đồ thị hình sin
Dòng điện hình sin được xác định khi biết 3 yếu tố: Biên độ (hoặc giá trị hiệu dụng), chu
kỳ (hoặc tần số) và góc pha đầu.
Để biểu diễn dòng điện hình sin i = I
) (A) bằng đồ thị hình msin( t + i) = I√2sin( t + i
sin đầu tiên ta đi biểu diễn dòng điện hình sin i* = Imsin( t + 0) = I√2sin( t + 0)
(A) (có góc pha đầu i = 0)
B1: Dựng hệ trục tọa độ với trục tung là dòng điện i, trục hoành là trục t. Chia trục thành
các đoạn có độ dài /2 thích hợp.
B2: Lấy về 2 phía của gốc tọa độ trên trục i, hai giá trị biểu diễn biên độ I m (-Im và Im)
của dòng điện i với tỷ lệ xích thích hợp. Kẻ 2 đường thẳng song song với trục t đi qua
giá trị -Im và Im
B3: Tại thời điểm k /2 với k lẻ, kẻ các đường thẳng song song với trục dòng điện i. Các
đường này cắt các đường thẳng song song với trục t ở đâu thì đó là cực trị của dòng điện i. 25 lOMoARcPSD| 41967345
Đồ thị hình sin cắt trục t ở các điểm k /2 với k chẵn.
Nối các điểm đồ thị ta được đồ thị hình sin của i*
B4: Để có đồ thị hình sin của dòng điện i, thì từ đồ thị hình sin của i* ta dịch sang trái một đoạn bằng
> 0 hoặc sang phải một đoạn bằng i nếu i i nếu i < 0
*Thông thường ta không cần vẽ i* mà ta chỉ cần dịch các điểm đặc biệt của i* sang trái
( > 0) hay sang phải ( < 0) sau đó vẽ i. i i
Hàm sin là một hàm tuần hoàn vì vậy ta chỉ cần vẽ đồ thị trong một chu kỳ, sau đó dịch
chuyển đồ thị dọc theo trục t.
II.Đồ thị véc tơ
Dùng đồ thị hình sin để biểu diễn dòng điện hình sin có ưu điểm là cho ta biết giá trị của
dòng điện hình sin tại từng thời điểm. Nhưng cách biểu diễn này phức tạp, đặc biệt là khi
cộng hoặc trừ nhiều dòng điện hình sin khác nhau.
Để đơn giản và thuận tiện cho tính toán ta có thể biểu diễn các dòng điện hình sin bằng
cách thay thế chúng bằng các véctơ trên đồ thị véctơ.
Cách biểu diễn dòng điện hình sin i = I ) (A) dưới dạng véctơ msin( t + i) = I√2sin( t + i như sau: I
B1. Dựng hệ trục tọa độ đềcác 0xy. Chọn tỉ lệ xích thích hợp
B2. Trên mặt phẳng tọa độ, Vẽ véctơ có gốc nằm ở gốc tọa độ, hợp với trục hoành một
góc bằng góc pha đầu i (nằm trên trục hoành nếu i > 0, nằm dưới trục hoành nếu i < 0
và độ dài của véctơ bằng biên độ (hoặc giá trị hiệu dụng) theo tỉ lệ xích đã chọn của dòng điện hình sin. lOMoARcPSD| 41967345 Ví dụ1: Ví dụ 2:
Véctơ dòng điện I biểu diễn cho dòng điện:
và véctơ điện áp U biểu diễn cho điện áp: *Chú ý:
-Để tiện cho tính toán, người ta chọn môđun của véctơ OM bằng trị hiệu dụng A 27 lOMoARcPSD| 41967345
-Tổng của hai véctơ được xác định theo quy tắc hình bình hành hay quy tắc đa giác. Phép
trừ véctơ được suy ra từ phép cộng với véctơ đối.
-Sau khi biểu diễn các đại lượng hình sin bằng véc tơ, hai định luật kiếchốp được viết như sau.
Định luật kiếchốp 1 : I 0
Định luật kiếchốp 2 : U 0
-Dựa vào cách biểu diễn các đại lượng và hai định luật kiếchốp bằng véctơ, ta có thể giải
mạch điện bằng đồ thị. Ví dụ: lOMoARcPSD| 41967345 Bài giải:
BÀI 3. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
I.Mạch điện xoay chiều thuần trở R
- Khi cho dòng điện i = Imsin
t chạy qua điện trở R Áp dụng i
định luật Ôm, điện áp rơi trên điện trở là: u R R u sin R = R.i = RImsin t = URm sin t = UR t Trong đó: URmax= R.Imax 29 lOMoARcPSD| 41967345 UR = = R.I
- Quan hệ giữa trị số hiệu dụng của điện áp và dòng điện (định luật Ôm cho trị số hiệu dụng) UR = R.I hoặc I =
- Dòng điện và điện áp có cùng tần và trùng pha nhau. Góc lệch pha giữa dòng điện vàđiện áp = u - i = 0
- Đồ thị véctơ dòng điện và điện áp được vẽ như sau: u R i u R I i 0 t uR
II. Mạch điện xoay chiều thuần cảm L i bằng 0). u L
Khi cho dòng điện xoay chiều hình sin: L i = I max sin t = I. sin
t chạy qua cuộn dây thuần điện
cảm L điện áp trên điện cảm sẽ là: u L = L = L = I Lcos = I Lsin( t + = U L sin( t
- Xét cuộn dây thuần điện cảm L (coi điện trở của cuộn dây +
- Qua hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng điện và điện áp là UL= I. L lOMoARcPSD| 41967345 = hay I = trong đó X gọi là cảm kháng ( L =
- Đồ thị của dòng điện và điện áp là: u L 2 u L i u L i 0 t 2 I
-Dòng điện i và điện áp u có cùng tần số, song điện áp vượt trước dòng điện một góc L
III. Mạch điện xoay chiều thuần dung C
- Khi đặt một điện áp xoay chiều hình sin: u i c = U max sin = U c . sin
vào hai bản cực của một tụ
điện có điện dung C trên mỗi bản cực của tụ điện sẽ tích một u C C lượng điện tích:
Q = C.u c và dòng điện trong mạch là: i = = U c C. = U c C cos = U c C sin( t + = I. sin( t + 31 lOMoARcPSD| 41967345 = = Trong đó I = UcC , XC = gọi là dung kháng (
- Đồ thị của dòng điện và điện áp là: I 2 u c i u i c 0 t 2 UC
- Dòng điện và điện áp có cùng tần số, song điện áp uC chậm sau dòng điện i một góc pha
hay dòng điện i vượt trước điện áp u một góc c
IV. Mạch điện xoay chiều R - L - C mắc nối tiếp R i u R u u L L u C C
- Khi cho dòng điện i = Imax Sin t = I. Sin t chạy
trong nhánh R – L – C mắc nối tiếp, sẽ gây M ra điện
áp rơi trên điện trở u , trên điện cảm u R L, trên điện dung u
U L - U C = U X
C - Trị số tức thời của điện áp u ở hai
đầu mạch điện là: u = uR + uL + uC - Biểu diễn N bằng véctơ ta có : = 0 UC lOMoARcPSD| 41967345
- Xét tam giác 0MN ta có trị số hiệu dụng của điện áp là U = OM = = = = I Z trong đó Z =
gọi là tổng trở toàn mạch ( )
- Đặt X = XL- XC gọi là điện kháng của nhánh (
) - Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện là: tg = = = = = arctg
- Khi XL > XC nhánh có tính điện cảm, > 0 điện áp vượt trước dòng điện một góc
- Khi XL < XC nhánh có tính điện dung, < 0 điên áp chậm sau dòng điện một góc - Khi XL = XC góc
= 0 dòng điện trùng pha với điện áp lúc này xảy ra hiện tượng cộng
hưởng điện áp, dòng điện trong nhánh I =
, tần số góc cộng hưởng là =
V.Mạch điện xoay chiều R – L – C mắc song song
Cho mạch điện gồm điện trở R, điện cảm L, tụ C mắc song song (hình vẽ)
Áp dụng định luật Kiếchốp 1 tại nút A: i = i
hoặc Biểu diễn véctơ I bằng phưong R + iL + iC pháp véctơ:
Trị số hiệu dụng I của dòng điện mạch chính: 33 lOMoARcPSD| 41967345
Mô đun tổng trở z của toàn mạch:
Dòng điện mạch chính I lệch pha so với điện áp U một góc φ:
Chương IV: MẠCH ĐIỆN 3 PHA
BÀI 1. KHÁI NIỆM VỀ MẠCH ĐIỆN 3 PHA. NỐI MẠCH ĐIỆN 3 PHA
I.Khái niệm về mạch điện 3 pha
1.Khái niệm mạch 3 pha: Mạch điện ba pha gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền
tải và các phụ tải ba pha.
- Để tạo ra nguồn điện ba pha gồm 3 sức điện động pha A, B, C ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha.
-Tải 3 pha thực chất bao gồm 3 phụ tải 1 pha
Mỗi pha có đầu đầu và đầu cuối, đầu các pha ký hiệu là A, B, C (nguồn) hoặc a, b, c
(tải), cuối các pha ký hiệu là X, Y, Z (nguồn ) hoặc x, y, z (tải) Ký hiệu nguồn 3 pha Ký hiệu tải 3 pha
2.Phân loại mạch điện 3 pha: -Theo cách nối: lOMoARcPSD| 41967345
+Mạch 3 pha nối riêng rẽ (mạch 3 pha 6 dây) : gồm 3 mạch 1 pha không liên hệ với nhau,
ta dùng 6 dây dẫn nối các nguồn riêng rẽ tới tải. Mạch này không kinh tế nên ít dùng.
+Mạch 3 pha liên hệ: 3 pha của nguồn được nối với nhau, 3 pha của tải cũng được nối với
nhau và có đường dây 3 pha nối liền giữa nguồn và tải, dẫn điện năng từ nguồn đến tải.
Nguồn và tải có thể nối sao (Y) hoặc tam giác (∆) -Theo sự đối xứng:
+Mạch 3 pha đối xứng: là mạch 3 pha có nguồn, tải và đường dây đối xứng
Nguồn 3 pha đối xứng là nguồn gồm 3 sức điện động hình sin có cùng biên độ, cùng tần
số và lần lượt lệch pha nhau 1200 (2 /3). Ví dụ: Sức điện động pha A: eA = E sin
Sức điện động pha B: eB = E sin( - 1200)
Sức điện động pha C: eC = E sin( - 2400)
Đối với nguồn ba pha đối xứng ta có: e A + e B + e C = 0 hoặc
Đồ thị suất điện động ba pha a, Đồ thị
dạng sóng b, Đồ thị véc tơ 35 lOMoARcPSD| 41967345
Tải đối xứng là tải có tổng trở các pha giống hệt nhau ZA = ZB = ZC
+Mạch ba pha không đối xứng: là mạch 3 pha không thoả mãn các điều kiện trên.
*Chú ý: Trong mạch điện ba pha chúng ta cần phân biệt đại lượng dây và đại lượng pha -
Sức điện động, điện áp, dòng điện trong mỗi pha của nguồn (hoặc tải) gọi là sức điện động
pha E , điện áp pha U , dòng điện pha I P P P
- Dòng điện chạy trên đường dây pha từ nguồn đến tải gọi là dòng điện dây I , điện áp d
giữa các đường dây pha ấy gọi là điện áp dây Ud
3.Nguyên tắc tạo ra nguồn điện 3 pha
- Để tạo ra nguồn điện ba pha ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha.
Cấu tạo một máy phát điện đồng bộ đơn giản: * Phần tĩnh (stato)
- Là các lá thép kỹ thuật điện hình trụ tròn ghép lại, phía trong có các rãnh, trong cácrãnh
đặt ba dây quấn AX, BY, CZ có cấu tạo giống hệt nhau và trục các cuộn dây này đặt
lệch nhau một góc 1200 trong không gian. Mỗi dây quấn được gọi là một pha. - Dây quấn AX là pha A - Dây quấn BY là pha B - Dây quấn CZ là pha C * Phần quay (rôto)
- Là một nam châm điện N- S.
* Nguyên lý làm việc
- Khi quay rôto, từ trường của nam châm sẽ lần lượt quét qua dây quấn stato và làm
cảmứng vào trong dây quấn stato các sức điện động hình sin, cung biên độ, cùng tần số
và lệch pha nhau một góc 1200.
- Nếu chọn pha đầu của sức điện động eA của dây quấn AX bằng không thì biểu thức tức thời trong các pha là: lOMoARcPSD| 41967345
- Sức điện động pha A là: eA = E sin
- Sức điện động pha B là: eB = E sin( - 1200)
- Sức điện động pha C là: eC = E sin( - 2400)
- Nguồn điện gồm ba sức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha
nhaumột góc 1200 gọi là nguồn ba pha đối xứng.
II.Cách nối mạch điện 3 pha 1. Nối hình sao A I A I d a I p I p U p U p U d 0 0 ’ I 0 C B c b I B I C
- Muốn nối hình sao ta nối ba điểm cuối của pha lại với nhau tạo thành điểm trung tính.
Nếu điểm trung tính nối với dây dẫn của hệ thống thì có mạch điện 3 pha 4 dây
Nếu điểm trung tính không nối với dây dẫn của hệ thống thì có mạch điện 3 pha 3 dây
+Với nguồn, ba điểm cuối X , Y , Z nối lại với nhau tạo thành điểm trung tính 0 của nguồn
+Với phụ tải, ba điểm cuối x , y , z nối lại với nhau tạo thành điểm trung tính 0’ của tải C U AB U CA U C 0 30 U B 0 U U U A BC A B U AB B
- Căn cứ vào mạch điện và đồ thị véctơ ta có:
+Dòng điện dây Id và dòng điện pha Ip bằng nhau: Id = Ip
+Quan hệ giữa điện áp dây UAB (giữa pha A và pha B), UBC (giữa pha B và pha C), UCA
(giữa pha C và pha A) và điện áp pha UA , UB , UC như sau: 37 lOMoARcPSD| 41967345
Xét tam giác OAB: AB là Ud , OA là Up ta có AB = 2.OA.cos = 2.OA. 0A Vậy Ud =
.Up Về trị số, điện áp Ud lớn hơn điện áp Up lần
Về pha, các điện áp dây , , , lệch pha nhau một góc và vượt trước
điện áp pha tương ứng , , một góc
- Dòng điện trong dây trung tính I0 có chiều từ 0’ về 0 ta có:
- Khi phụ tải đối xứng thì
= 0 , có thể không cần dây trung tính nữa, chúng ta có mạch ba pha ba dây
2. Nối hình tam giác A Id IA a ICA Ip IAB EC EA IAB Ud Up 0 300
- Muốn nốCi hình tam giác ta lấy đầu của pha này nối với cuốB c ICA IBC b
i của pha kia. Ví dụ như: A ICA EB IB
IBC nối với Z , B nối với X , C nối với Y. Cách nối này không có dây trung tính. IA IC
- Ta qui ước: chiều dương của dòng điện các pha ở nguồn ngược chiều kim đồng hồ, chiều
dương của dòng điện ở các pha của phụ tải thuận chiều kim đồng hồ -Căn cứ vào mạch
điện và đồ thị véctơ ta có:
+Điện áp dây và điện áp pha: Ud = Up
+Quan hệ giữa dòng điện dây và dòng điện pha, theo định luật kiếcchôp1 tại các nút: Tại nút a : Tại nút b: Tại nút c :
Về trị số dòng điện I lớn gấp lần dòng điện I d p
Xét tam giác OEF có OE là Ip , OF là Id ta có OF = 2.OE. cos = 2.OE. 0E lOMoARcPSD| 41967345 Vậy Id = .Ip Về pha, dòng điện dây , , lệch pha nhau một góc và chậm sau dòng điện pha tương ứng , , một góc
BÀI 2:CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN 3 PHA. CÁCH GIẢI MẠCH ĐIỆN 3 PHA ĐỐI XỨNG
I.Công suất mạch điện 3 pha
1.Công suất tác dụng: P (W)
- Công suất tác dụng P của mạch ba pha bằng tổng công suất tác dụng của từng pha - Gọi P
, tương ứng là công suất tác dụng của pha A, B, C ta có: A , PB , PC P3P = PA + PB + PC = UAIAcos + UB IB cos + UCICcos
Trong đó UA , UB , UC và IA , IB , IC là điện áp và dòng điện ớ các pha của phụ tải, khi
mạch ba pha đối xứng thì:
Điện áp pha: UA = UB = UC = UP
Dòng điện pha: IA = IB = IC = Ip Hệ số công suất: cos = cos = cos = cos
là góc lệch pha giữa điện áp pha và dòng điện pha tương ứng - Cách nối sao : Id = p Ip ; U = - Cách nối tam giác : Ip ; U d = U = p Ta có P 2 = 3P = 3Up.Ip.cos Ud.Id.cos = 3Rp.Ip R là điện trở pha p
2.Công suất phản kháng: Q (VAr)
- Công suất phản kháng Q của mạch ba pha là: Q3P = QA+ QB + QC = UAIAsin + IBUBsin + UCICsin
- Khi mạch ba pha đối xứng ta có : Q 2 = 3P = 3Up.Ipsin Ud.Id.sin = 3 Xp .Ip Xp là điện kháng pha
3.Công suất biểu kiến (công suất toàn phần): S (VA)
- Khi đối xứng công suất biểu kiến ba pha: S 2 3p = = 3Up.Ip = Ud.Id = 3Zp.Ip 39 lOMoARcPSD| 41967345
II.Cách giải mạch điện 3 pha đối xứng
- Đối với mạch ba pha đối xứng, dòng điện hoặc (điện áp) có giá trị bằng nhau và lệchpha
nhau một góc 1200 . Nếu biết dòng điện (điện áp) của một pha có thể suy ra dòng điện
(điện áp) các pha còn lại. Vì vậy khi giải mạch điện đối xứng ta có thể tách một pha để tính.
Khi tải nối vào nguồn có điện áp dây Ud (bỏ qua tổng trở đường dây), nếu biết tổng trở
tải, các bước tính toán như sau: A U p Id=Ip U d I p B 0 ’ U d A C ’ AA’’ C C B B ’
Phụ tải nối hình sao đối xứng
Phụ tải nối hình tam giác đối xứng
+Bước 1: Xác định xem cách nối dây của phụ tải là nối sao hay nối tam giác đối xứng
+Bước 2: Xác định điện áp đặt lên mỗi pha của tải: Tải nối Y đối xứng: Up =
Tải nối ∆ đối xứng: Up = Ud
+Bước 3: Xác định tổng trở pha Zp và hệ số công suất của tải Tổng trở pha của tải: Zp = Hệ số công suất: cos trong đó R , là điển trở
pha và điện kháng pha mỗi tải, p , Xp đơn vị là
+Bước 4: Tính dòng điện pha và dòng điện dây của tải
Dòng điện pha của tải: Ip =
Dòng điện dây của tải: Tải nối hình sao: Id = Ip Tải nối tam giác: Id = Ip
+Bước 5: Tính công suất tải tiêu thụ lOMoARcPSD| 41967345 P 2 3P = 3Up.Ip.cos = Ud.Id.cos = 3Rp.Ip Q 2 3P = 3Up.Ipsin = Ud.Id.sin = 3 Xp .Ip S 2 3p = = 3Up.Ip = Ud.Id = 3Zp.Ip Ví dụ :
Bài giải: Phụ tải đã cho là phụ tải 3 pha nối Y đối xứng. Ta có:
Chương V: CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN THƯỜNG DÙNG
BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN I.Khái niệm
Khí cụ điện (KCĐ) là những thiết bị dùng để đóng - ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động
điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong các trường hợp sự cố.
Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích thước khác
nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
II.Phân loại khí cụ điện:
Khí cụ điện thường được phân loại theo chức năng, theo nguyên lý, theo nguồn điện, điện
áp, theo môi trường làm việc… 1. Theo chức năng: 41 lOMoARcPSD| 41967345
- Nhóm khí cụ đóng - cắt: Có chức năng chính là đóng cắt bằng tay hoặc tự động các
mạch điện (Cầu dao, Áptômát CB, dao cách ly, các bộ chuyển đổi nguồn …)
- Nhóm khí cụ hạn chế dòng điện, điện áp: Có chức năng hạn chế dòng điện, điện áp
trong mạch không quá cao (Kháng điện, van chống sét … )
- Nhóm khí cụ khởi động, điều khiển: các bộ khởi động, khống chế, cotactor, khởi động từ …
- Nhóm khí cụ kiểm tra theo dõi: Có chức năng kiểm tra, theo dõi sự làm việc của các đối
tượng và biến đổi các tín hiệu không điện thành tín hiệu điện (Các rơle, các bộ cảm biến …)
- Nhóm khí cụ tự động đóng – ngắt, khống chế duy trì chế độ làm việc, các tham số của
đối tượng như: Các bộ ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ …
- Nhóm khí cụ biến đổi dòng điện, điện áp cho các dụng cụ đo: Các máy biến áp đo lường, biến dòng đo lường …
2.Theo nguyên lý làm việc:
- Khí cụ điện làm việc theo nguyên lý điện từ.
- Khí cụ điện làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt.
- Khí cụ điện có tiếp điểm.
- Khí cụ điện không có tiếp điểm.
3.Theo nguồn điện, điện áp:
- Khí cụ điện một chiều.
- Khí cụ điện xoay chiều.
- Khí cụ điện hạ áp (Có điện áp <1000 V).
- Khí cụ điện cao áp (Có điện áp > 1000 V).
4. Theo điều kiện môi trường, điều kiện bảo vệ:
- Khí cụ điện làm việc trong nhà, KCĐ làm việc ngoài trời.
- Khí cụ điện làm việc trong môi trường dễ cháy, dễ nổ.
- Khí cụ điện có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ …
III.Yêu cầu đối với khí cụ điện
Các khí cụ điện cần thoả mãn các yêu cầu sau:
- Phải đảm bảo làm việc lâu dài với các thông số kỹ thuật định mức. Nói một cách khác
nếu dòng điện qua các phần dẫn điện không vượt quá giá trị cho phép thì thời gian lâu
bao nhiêu cũng được mà không gây hư hỏng cho khí cụ điện. lOMoARcPSD| 41967345
- Khí cụ điện phải có khả năng ổn định nhiệt và ổn định điện động. Vật liệu phải có khả
năng chịu nóng tốt và cường độ cơ khí cao vì khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải dòng
điện lớn có thể gây hư hỏng cho khí cụ.
- Vật liệu cách điện phải tốt để khi xảy ra quá áp trong phạm vi cho phép cách điện không bị chọc thủng.
- Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc chính xác, an toàn, xong phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ
gia công lắp đặt, kiểm tra sửa chữa.
- Ngoài ra khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện khí hậu, môi trường khác nhau.
BÀI 2: CÁC LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN I.Rơ le 1.Rơ le điện từ
Rơ le điện từ là loại rơ le điện cơ làm việc theo nguyên lý điện từ 43 lOMoARcPSD| 41967345
Khi cho dòng điện i đi vào cuộn dây 2 của nam châm điện 1 thì nắp 3 của nam châm điện
sẽ chịu một lực hút điện từ Fđt . Khi dòng điện i lớn hơn dòng điện tác động Itđ thì lực điện
từ Fđt lớn hơn lực Flx của lò xo 4, làm tiếp điểm 5 đóng lại.
Khi dòng điện i nhỏ hơn dòng điện trở về Itv , lực Flx > Fđt , rơ le nhả, cắt tiếp điểm 5. 2.Rơ le nhiệt II. Cầu dao
*Cầu dao là khí cụ điều khiển bằng tay dùng để đóng, cắt mạch điện của hệ thống điện có điện áp xoay chiều Uđm
V, hoặc điện áp một chiều Uđm V, khi làm việc không
yêu cầu thao tác đóng cắt nhiều.
*Phân loại: Có thể phân loại cầu dao theo các cách khác nhau -Theo
kết cấu ta có loại 1cực, 2 cực, 3cực.
-Theo điện áp định mức: 250V,500V.
-Theo dòng điện định mức có loại: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A,75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A….
-Theo vật liệu cách điện có: Đế sứ, đế đá, đê nhựa bakêlít.
-Theo điều kiện bảo vệ: loại có hộp loại không có hộp
-Theo yêu cầu sử dụng có loại: có cầu chì bảo vệ, loại không có cầu chì bảo vệ.
-Ngoài ra còn có loại cầu dao một ngả (cầu dao) và cầu dao 2 ngả (cầu dao đảo). lOMoARcPSD| 41967345
Cầu dao 1 ngả (cầu dao)
Cầu dao 2 ngả (cầu dao đảo) *Cấu tạo: 1.
Lưỡi dao chính (thân dao – tiếp điểm động) 2.
Tiếp điểm tĩnh (má dao – ngàm hệ thống kẹp) 3. Löôõi dao phuï 4. Loø xo baät nhanh
5.Tay cầm bằng vật liệu cách điện 6.Đế cách điện *Nguyên lý:
Các tiếp điểm của cầu dao thường làm bằng đồng đỏ.
Khi đóng, thân dao chém vào má dao, nhờ lực đàn hồi của má dao ép vào thân dao nên
điện trở tiếp xúc bé. Tiếp điểm tĩnh của cầu dao có dạng kẹp. Với dòng điện lớn, để giảm
điện trở tiếp xúc tiếp điểm tĩnh còn có thêm lò xo tiếp điểm.
Trong quá trình ngắt, hồ quang xuất hiện giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh. Để tăng
khả năng ngắt của cầu dao, ở một vài loại người ta có lắp thêm dao phụ và buồng dập hồ
quang. Khi đóng dao phụ tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh trước, khi ngắt dao phụ ngắt sau.
Bằng cách này hồ quang không xuất hiện trên lưỡi dao chính, bảo vệ được lưỡi dao chính. *Ký hiệu cầu dao: 45 lOMoARcPSD| 41967345
Cầu dao không có cầu chì
Cầu dao có cầu chì *Chú ý:
Khi chọn cầu dao cần quan tâm đến 2 thông số chính là Iđm và Uđm của cầu dao.
Nếu gọi Itt là dòng tính toán của mạch điện.
Unguồn là điện áp nguồn của lưới điện sử dụng.
Thì ta cần chọn cầu dao theo công thức sau: Iđm cầu dao ≥ Itt Uđm cầu dao ≥ Unguồn III.Nút ấn
*Nút ấn còn gọi là nút điều khiển bằng tay, là loại khí cụ dùng để đóng cắt từ xa các thiết
bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và để chuyển đổi các mạch điện điều khiển,
tín hiệu, liên động, bảo vệ. *Phân loại:
-Theo hình dáng bên ngoài: Loại hở, loại bảo vệ, loại chống nước chống bụi, loại chống nổ.
-Theo yêu cầu điều khiển: Loại một nút, hai nút, ba nút. -Theo
kết cấu bên trong: loại có đèn và loại không có đèn -Theo
chức năng trạng thái hoạt động:
+Nút ấn đơn: chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)
+Nút ấn kép: Có 2 trạng thái (ON và OFF) lOMoARcPSD| 41967345
*Cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý làm việc: 47 lOMoARcPSD| 41967345 Nóm (1) Lß xo nh¶ (2) TiÕp ®iÓm thưêng ®ãng (3) TiÕp ®iÓm ®éng (4) TiÕp ®iÓm thưêng më (5) B¶ng ®Êu d©y (6) -Nút ấn thường hở: Tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh
Nút ấn thường hở Lò xo phản
Khi có tác động của người điều khiển theo chiều mũi tên thì tiếp điểm kín nối mạch điện,
khi bỏ lực tác dụng, nhờ lò xo phản thì tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu là hở mạch N - út ấn thường kín: Tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm động Nút ấn
thường kín Lò xo phản
Khi có tác động của người điều khiển theo chiều mũi tên thì tiếp
điểm hở ra cắt mạch điện, khi bỏ lực tác động, nhờ lò xo phản các tiếp điểm ở trạng thái ban đầu là kín mạch. -Nút ấn kép: lOMoARcPSD| 41967345
*Chú ý: Khi chọn nút ấn cần quan tâm đến - Kiểu nút nhấn.
- Dòng điện định mức của nút ấn Iđm : Iđm thường < 6A.
- Điện áp định mức của nút ấn Uđm : Uđm thường < 500V.
- Khả năng đóng cắt, tần số đóng cắt, độ cách điện... VI.Cầu chì
*Cầu chì là một khí cụ điện chỉ tác động một lần, dùng để bảo vệ mạch điện khỏi bị ngắn
mạch hoặc quá tải, cầu chì sẽ tự động cắt mạch khi có sự cố quá tải (lớn) hoặc ngắn mạch.
Về nguyên tắc cầu chì gồm một dây chảy bằng chì đặt trong một vỏ kín mắc nối tiếp với mạch cần bảo vệ . Cầu chì Nguồn Tải 49 lOMoARcPSD| 41967345 1-Vá cÇu ch× 2-N¾p cÇu ch× 3-D©y ch¶y cÇu ch× 4-§Çu nèi tiÕp xóc 5-ChÊt dËp hå quang -
Dòng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ toả nhiệt theo định luật Jun – Lenxơ,
làmdây chảy nóng lên. Nếu dòng điện vượt quá giá trị cho phép thì nhiệt độ dây chảy
chưa đạt nhiệt độ nóng chảy, mạch điện vẫn liền. Khi dòng điện tăng cao, nhiệt độ của
dây chảy đạt đến mức chảy, đứt dây chì chảy, ngắn mạch dòng điện. -
Ưu điểm của cầu chì là kết cấu và vận hành đơn giản, kích thước nhỏ và có khả
năngcắt lớn nó có khả năng cắt dòng điện cỡ miliampe đến hàng nghìn ampe ở những điện áp khác nhau.
*Phân loại: Dựa vào kết cấu người ta chia cầu chì thành những loại sau: -
Loại hở: Loại này không có vỏ, chỉ gồm dây chảy được bắt chặt vào đế cách điện nhờcác vít -
Loại vặn (Xoáy): Dây chảy được nối với nắp ở phía trong. Nắp có dạng răng vít
đểvặn chặt vào đế. Dây chảy làm bằng đồng hoặc bạc -
Loại ống, hộp: Hộp và nắp đều làm bằng sứ cách điện và được bắt chặt vào các
tiếpđiểm bằng đồng, dây chảy được bắt chặt bằng vít vào các tiếp điểm. Dây chảy làm
bằng dây chì có tiết diện tròn hoặc dẹt. -
Loại kín không có chất nhồi: Dây chảy được đặt trong một ống phíp, hai đầu có
nắpđồng, có răng vít để vặn chặt kín. Dây chảy được nối với các cực tiếp xúc bằng các
vít hoặc vòng đệm đồng. Dây chảy loại cầu chì này làm bằng kẽm là vật liệu có nhiệt độ
nóng chảy thấp, có khả năng chống rỉ. Khi xảy ra ngắn mạch dây chảy sẽ đứt ở chỗ có
tiết diện hẹp và phát sinh hồ quang. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao do hồ quang sinh ra, lOMoARcPSD| 41967345
vỏ xenlunô của ống bị đốt nóng bốc hơi, làm áp lực khí trong ống tăng lên rất lớn sẽ dập tắt hồ quang. -
Loại kín có chất nhồi: Loại này có đặc tính bảo vệ tốt hơn loại trên. Loại này thường
làcầu chì ống sứ.Vỏ cầu chì làm bằng sứ hoặc Stealít, có dạng hình hộp rỗng để đặt dây
chảy hình lá, sau đó đổ đầy cát thạch anh, dây chảy được hàn dính vào đĩa và được bắt
chặt vào phiến có cực tiếp xúc. Các phiến được bắt chặt vào ống sứ bằng vít. Dây chảy
làm bằng đồng lá dày 0,2mm có dập lỗ dài để tạo tiết diện hẹp. Để giảm nhiệt độ nóng
chảy của đồng người ta hàn các giọt thiếc vào các đoạn hẹp. Cầu chì hở Cầu chì xoáy
Đế lắp cầu chì xoáy 51 lOMoARcPSD| 41967345
Cầu chì ống, hộp *Ký hiệu: *Chú ý: Chọn cầu chì
Trong thực tế khi quá tải không lớn (1,5 – 2) Iđm, sự phát nóng của cầu chì diễn ra rất chậm
và phần lớn nhiệt lượng đều toả ra môi trường xung quanh. Do đó cầu chì không bảo vệ
được quá tải nhỏ. Trị số dòng điện mà tại đó dây chảy bắt đầu bị chảy đứt gọi là dòng
điện tới hạn I . Để dây chảy không bị chảy đứt ở dòng điện định mức cần thoả mãn điều th kiện I đm < Ith
Còn để bảo vệ được thiết bị, dòng điện tới hạn Ith > dòng định mức Iđm Theo kinh nghiệm:
Ith / Iđm = 1, 6 – 2 đối với đồng.
Ith / Iđm = 1,25 – 1,45 đối với chì.
Ith / Iđm = 1,15 đối với hợp kim chì thiếc.
Dòng điện giới hạn nóng chảy được tính gần đúng nhờ công thức sau:
trong đó: Ith dòng điện tới hạn (A).
d : Đường kính dây chảy (mm).
a: Hằng số của vật liệu, được cho trong bảng sau: lOMoARcPSD| 41967345
VII. Áptômát (Liên xô) hay CB (Circuit Breaker - Anh)
*Áptômát là khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện khi có sự cố: quá tải, ngắn mạch,
sụt áp…, nó thường được sử dụng trong các mạch điện hạ áp có điện áp định mức tới
660V xoay chiều và 330V một chiều, dòng điện định mức tới 6000A. -
Áptômát chống quá tải tự động cắt mạch điện khi quá tải. Có nghĩa là Ipt > Iđm thì
áptômát tác động, do vậy phải mắc áptômát nối tiếp với tải -
Áptômát chống sụt áp nghĩa là khi Upt < Uđm thì áptômát tác động, vì vậy phải mắc
phụ tải song song với điện áp vào áptômát, trong đó Uđm, Iđm là điện áp và dòng điện định
mức mà áptômát chịu được để làm việc lâu dài *Phân loại:
-Theo kết cấu: Loại một cực, hai cực, ba cực.
-Theo thời gian tác động: loại tác động không tức thời và loại tác động tức thời. -Theo
công dụng: Loại vạn năng, dòng cực đại, dòng cực tiểu, điện áp thấp, công suất ngược.
-Ngoài ra ta còn có loại định hình MCB (Minature Circuit Breaker), MCCB (Molded
Case Circuit Breaker), cắt trong không khí ACB (Air Circuit Breaker), cắt trong chân
không VCB (Vaccum Circuit Breaker)… Áptômát 3 pha Áptômát 1 pha 53 lOMoARcPSD| 41967345 *Cấu tạo:
CB gồm các bộ phận chính: Hệ thống tiếp điểm, hệ thống dập hồ quang, cơ cấu truyền
động đóng cắt CB và các móc bảo vệ. Với: 1. HÖ thèng truyÒn ®éng 2-3 TiÕp ®iÓm chÝnh ; 4. TiÕp ®iÓm trung gian; 5.TiÕp ®iÓm hå quang; 6 .Buång dËp hå quang
* Sơ đồ nguyên lý của áptômát bảo vệ dòng điện cực đại lOMoARcPSD| 41967345 -
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện áptômát được giữ ở trạng thái đóng
tiếpđiểm nhờ móc răng 1 khớp với cần răng 5 cùng một cụm với tiếp điểm động 6 -
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, dòng điện chạy trong cuộn dây 2 lớn, lực
hútđiện từ tăng lên thắng lực lò xo 3 kéo phần ứng 4 xuống làm nhả móc 1, cần 5 được tự
do, tiếp điểm động 6 của áptômát được mở ra do lực của lò xo 7, mạch điện bị cắt. 3 i 1 4 4 6 5 7 2 i A Hai pha Ba pha Một pha Ký hiệu áptômát *Chú ý: Lựa chọn CB
Nếu gọi dòng điện tính toán đi trong mạch là Itt và dòng điện tính toán đi trong dây dẫn là
I , dòng cắt định mức là I Z u thì Itt < Iu < IZ
Nếu gọi ISCB là dòng tính toán ngắn mạch của tải, Isc là dòng cắt > 75% Iu thì ISCB >= ISC
Ngoài ra việc lựa chon CB còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải là CB không
được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường 55 lOMoARcPSD| 41967345
của thiết bị như dòng điện khởi động, dòng điện đỉnh trong quá trình công nghệ. Cũng như
cần quan tâm đến tính chọn lọc khi có nhiều CB trong mạch. Ví dụ:
Moät loø nung duøng ñieän 3 pha coù coâng suaát 18KW caàn baûo veä quaù taûi vaø
ngaén maïch baèng caàu chì. Nguoàn ñieän 3 pha cung caáp laø 230V/400V ; doøng
ñieän ngaén maïch cho pheùp ñoái vôùi maùy bieán aùp nguoàn laø 10KA (xem sô ñoà
ñôn tuyeán cuûa heä thoáng).
Choïn caàu chì F1 duøng baûo veä caùc söï coá neâu treân. Bài giải:
Doøng ñieän ñònh möùc qua moãi daây daån ñeán loø nung laø:
Khi choïn caàu chì F1, caên cöù vaøo giaù trò doøng ñieän ñònh möùc, ñieän aùp nguoàn,
chöùc naêng baûo veä, tính chaát phuï taûi, kích thöôùc voû hoäp chöùa caàu chì… -
Doøng ñònh möùc laø 26A.
- Ñieän aùp nguoàn (ñieän aùp daây) 400V.
-Baûo veä quaù taûi vaø ngaén maïch.
- Phuï taûi thuaàn trôû (loø nung).
Ta choïn loïai caàu chì F1 có doøng ñònh möùc Iđm = 32A
Chương 6: CHIẾU SÁNG
§1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG
1. Khái niệm ánh sáng
Mọi vật thể ở nhiệt độ > 00K (-2730C) đều không ngừng bức xạ năng lượng dưới dạng sóng điện từ.
- Các sóng điện từ có bước sóng λ từ 10–10 m đến 3 km.
- Các sóng mang hạt năng lượng cực nhỏ gọi là Photon lOMoARcPSD| 41967345
- Có thể chia bước sóng thành các phạm vi sau:
• Từ 3000 m đến 10 m Sóng radio
• Từ 10 m đến 0,5 m Sóng TV, FM
• Từ 500 mm đến 1,0 mm Sóng rada
• Từ 1000 m đến 0,78 m Sóng hồng ngoại
• Từ 780 nm đến 380 nm ánh sáng
• Từ 380 nm đến 10 nm Tia cực tím
( 1 m = 10-6 m; 1 nm = 10-9 m) -
Các sóng điện từ có bước sóng ở từ 780nm đến 380nm mà “mắt - não” con người
cóthể cảm nhận được gọi là ánh sáng.
-Trong dải từ 780 đến 380 nm mắt người cảm nhận từ màu đỏ đến tím (đỏ, da cam,
vàng, lục, lam, tràm, tím)
-Trong các công trình phục vụ cho sản xuất và đời sồng, ngoài ánh sáng tự nhiên, còn cần
phải dùng đến ánh sáng nhân tạo.
Để chiếu sáng nhân tạo, phổ biến nhất là dùng đèn điện, vì thiết bị chiếu sáng điện đơn
giản, giá thành thấp, sử dụng thuận tiện và nhất là tạo ra được ánh sáng gần giống nhất với ánh sáng tự nhiên. -
Ánh sáng điện là ánh sáng nhân tạo được sử dụng rộng rãi và ngày càng có tầm
quantrọng trong sản xuất và đời sống. -
Ánh sáng điện giúp cho sản xuất và sinh hoạt tiến hành bình thường về ban đêm
vàban ngày khi điều kiện chiếu sáng tự nhiên bằng mặt trời bị hạn chế, nâng cao năng suất làm việc.
2. Phân loại chiếu sáng theo hình thức chiếu sáng 57 lOMoARcPSD| 41967345
- Chiếu sáng sản xuất: Là loại chiếu sáng để phục vụ sản xuất và công tác, gồm chiếu
sáng của các phân xưởng, bệnh viện , phòng thiết kế.....
Chiếu sáng sản xuất có tầm quan trọng lớn, quyết định năng suất làm việc và hiệu quả
kinh tế đồng thời có ý nghĩa bảo đảm an toàn tính mạng con người, như chiếu sáng ở các
hầm mỏ, phòng mổ bệnh viện.....
-Chiếu sáng sinh hoạt: Bao gồm tất cả các loại chiếu sáng phục vụ cho sinh hoạt tập thể hay gia đình
-Chiếu sáng công cộng: chiếu sáng đường phố, nhà ga, bến xe......
§2: MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG DÙNG TRONG TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG.
CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG
1.Một số đại lượng thường dùng trong tính toán chiếu sáng
*Quang thông , lumen (lm)
Năng lượng bức xạ được tính bằng oát (W), cùng một năng lượng bức xạ nhưng bước
sóng khác nhau sẽ gây hiệu quả khác nhau đối với mắt người. Như vậy, cần phải hiệu
chỉnh đơn vị đo độ nhạy cảm phổ của mắt người, đơn vị hiệu chỉnh đấy là quang thông,
ký hiệu là , đơn vị Lumen.
Quang thông của một nguồn sáng là năng lượng ánh sáng của nguồn sáng phát ra trong một đơn vị thời gian.
Hay có thể hiểu rằng, Quang thông chính là công suất phát sáng mà mắt người có thể cảm
nhận được lượng bức xạ.
Hiệu suất phát quang của một nguồn sáng: lOMoARcPSD| 41967345 Bài giải:
*Cường độ sáng I - candela, cd
Đó là đại lượng mới nhất đưa vào hệ đơn vị S.I. hợp lý hóa (M.K.S.A) từ khái niệm về quang thông. 59 lOMoARcPSD| 41967345
-Góc khối, ký hiệu , là góc trong không gian.
Cường độ sáng của các nguồn sáng thông dụng :
Ngọn nến : 0,8 cd (theo mọi hướng).
Đèn sợi đốt 40W/220V : 35 cd (theo mọi hướng).
Đèn sợi đốt 300W/220V : 400 cd (theo mọi hướng).
*Độ rọi - E, lux, lx:
Là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng
-Độ rọi E thông thường:
Ngoài trời, buổi trưa trời nắng: 100.000lx
Phòng làm việc: 400 đến 600 lx
Trời có mây: 2000 đến 10.000 lx Nhà ở: 150 đến 300 lx Trăng tròn: 0,25 lx lOMoARcPSD| 41967345
Đường phố có đèn chiếu sáng: 20 đến 50lx Bài giải:
*Độ chói - L, cd/m2:
Là mật độ phân bố I trên bề mặt theo một phương cho trước:
Độ chói của một bề mặt bức xạ phụ thuộc vào hướng quan sát bề mặt đó và không phụ
thuộc vào khoảng cách từ mặt đó đến điểm quan sát.
2.Các loại đèn chiếu sáng
Có 3 loại bóng đèn thường được sử dụng chủ yếu trong chiếu sáng: Bóng đèn sợi đốt; đèn
huỳnh quang và đèn phóng điện. * Đèn sợi đốt (đèn dây tóc, đèn nung sáng)
-Đèn sợi đốt do Thomas Edison phát minh năm 1879 , làm việc theo nguyên lý: khi có
dòng điện chạy qua sợi đốt - sợi đốt sẽ bị đốt nóng đến nhiệt độ rất cao ( ~ 2700 – 31000K), đèn phát sáng. 61 lOMoARcPSD| 41967345
-Đèn sợi đốt có cấu tạo rất đơn giản, gồm 1 sợi đốt đặt trong bóng thủy tinh trong suốt
hoặc mờ, phía dưới có đuôi để gắn vào đui đèn nối với nguồn điện.
Sợi đốt là 1 dây kim loại (thường là vofram hay tungsten) có độ bền cơ, điện, nhiệt cao,
khả năng phát xạ tốt. Ngày nay, nhờ công nghệ, sợi đốt được xoắn kép hoặc xoắn ba để
giảm tổn thất nhiệt, tăng hiệu suất phát quang, và tăng tuổi thọ của bóng.
Bên trong bóng thủy tinh trước đây là chân không (dây tóc bóng đèn không bị ôxy hóa
nhanh ở nhiệt độ cao, song hiệu suất phát quang thấp và ở nhiệt độ cao sự bốc hơi kim
loại tăng làm dây tóc dễ bị đứt,), sau đó là khí trơ (Nitơ, argon, krypton) và khí halogen
(Iốt, brôm…) nhằm giảm sự bốc hơi của dây kim loại, tăng hiệu suất phát quang.
Bóng đèn thông thường được làm bằng thủy tinh pha chì, để giảm độ chói người ta quét
1 lớp bột trơ vào bề mặt trong của bóng thủy tinh.Trong các đèn có lớp phản chiếu người
ta tráng một lớp bạc hoặc nhôm cho phép định hướng chùm tia sáng. Đối với đèn halogen,
bóng làm bằng thạch anh hoặc bóng 2 vỏ (đèn xe ô tô, xe máy, đèn chiếu phim,…) Kiểu đuôi xoáy Kiểu đuôi ngạnh -Đặc điểm:
Ưu điểm: Nối trực tiếp vào lưới điện; Kích thước nhỏ, dễ sử dụng, bố trí, lắp đặt; Bật sáng
ngay; Giá rẻ; Tạo ra màu sắc ấm áp, các bóng đèn sợi đốt rất thuận tiện cho việc chiếu
sáng cục bộ, chiếu sáng mức thấp và mức trung bình ở các khu vực dân cư. Nhược điểm:
hiệu quả ánh sáng thấp, tốn điện và phát nóng, tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo
sự thay đổi điện áp nguồn.
Quan hệ quang thông , dòng điện I, công suất P và tuổi thọ bóng đèn sợi đốt D theo điện áp sử dụng U: lOMoARcPSD| 41967345
Khi điện áp đặt vào đèn thay đổi thì dòng điện qua đèn sẽ thay đổi kéo theo quang thông,
sự phát nóng, tuổi thọ đèn thay đổi. Bài giải: *Đèn huỳnh quang
-Đèn huỳnh quang có 2 loại: dạng ống (đèn tuýp) và dạng bóng -Cấu tạo
1. Vỏ ống (bóng) bằng thủy tinh bền ( Nếu loại ống: dài tiêu chuẩn 0,6 ; 1,2 ; 1,5 ; 2,4 m)
2. Lớp bột chất huỳnh quang (chủ yếu là phốt pho) phủ bề mặt trong của ống
3. Hơi khí trơ argon trộn với thủy ngân ở áp suất thấp được bơm vào trong ống
4. Điện cực bằng Vofram có phủ lớp ôxit bari kích thích phát xạ điện tử ở 2 đầu ống 5. Tắc te 63 lOMoARcPSD| 41967345 6. Chấn lưu 7. Điện cực phụ
Khi đèn làm việc, xuất hiện hiện tượng phóng điện giữa 2 điện cực trong môi trường có
hơi thủy ngân, ở áp suất thấp làm iôn hóa hơi thủy ngân và phát ra các tia tử ngoại (gọi là
tia sơ cấp – tia này mắt thương không nhìn thấy được). Tia sơ cấp đập vào lớp bột huỳnh
quang (chủ yếu là phốt pho) ở thành ống, một phần năng lượng của nó biến thành nhiệt
năng, phần năng lượng còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục các bức xạ thứ cấp
là ánh sáng. Màu của ánh sáng phụ thuộc vào bản chất và liều lượng của lớp bột huỳnh quang. - Đặc điểm
So với đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang có tuổi thọ, hiệu suất phát quang và tiết kiệm điện
hơn do đó nó được dùng phổ biến để chiếu sáng dân dụng và công cộng (trong nhà, lớp
học, công sở, nhà máy...)
Tuy nhiên nó có nhược điểm là ánh sáng không liên tục, giá thành cao, cần nhiều phụ
kiện, bố trí, lắp đặt phức tạp, cần mồi phóng điện, tuổi thọ đèn phụ thuộc vào điện áp nguồn.
§3: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu:
- Độ sáng phải phù hợp với yêu cầu, tính chất và hoàn cảnh công tác
- Ánh sáng phân bố đều và ổn định trên bề mặt được chiếu sáng
- Mầu ánh sáng phải phù hợp với điều kiện công tác, nói chung ánh sáng càng gần ánhsáng
tự nhiên thì điều kiện công tác càng thuận lợi - Giá thành hạ, dễ bảo quản và sử dụng.
Đảm bảo an toàn, kinh tế, thẩm mĩ, có kế hoạch cho sự phát triển tương lai.
1.Chiếu sáng sinh hoạt
Ta thiết kế chiếu sáng sinh hoạt bằng phương pháp hệ số sử dụng ksd
Hệ số sử dụng quang thông:
s – Quang thông nhận được trên bề mặt làm việc S
t – Quang thông tổng của tất cả các nguồn sáng lOMoARcPSD| 41967345 65 lOMoARcPSD| 41967345
Các bước thiết kế:
B1:Xác định kích thước của địa điểm lOMoARcPSD| 41967345
Hình a, b) a.Chiều rộng ; b: chiều dài ; H: chiều cao từ trần đến nền h’:
chiều cao từ trần đến đèn
h ~ H - h’ – 0,85 : chiều cao từ đèn đến bề mặt làm việc
B2: Xác định chỉ số địa điểm K
B3: Xác định hệ số phản xạ trần , hệ số phản xạ tường , độ rọi cần thiết E (Tra bảng) 1 3
Hệ số phản xạ của trần và tường phụ thuộc vào màu sắc, thường lấy:
Trắng sáng, thạch cao trắng: 0,8 Màu sáng, màu nhạt 0,7
Vàng, lục sáng, xi măng 0,5
Màu rực rỡ, gạch đỏ 0,3 Màu tối, kính 0,1
Hệ số phản xạ của sàn, lấy gần đúng từ 0,1 đến 0,3
Sàn màu tối, bê tông xỉn 0,1 Sàn trải platstic 0,3
B4: Xác định nguồn sáng điện, kiểu chiếu sáng và cách bố trí bộ đèn Kiểu chiếu sáng: •
Kiểu chiếu sáng trực tiếp hẹp thường dùng trong nhà có độ cao lớn. Đây là kiểu
chiếusáng có hiệu quả cao nhất nhưng trần và tường bị tối. 67 lOMoARcPSD| 41967345 •
Chiếu sáng trực tiếp rộng và nửa trực tiếp cho phép tạo một môi trường sáng tiện
nghihơn. Trần và nhất là tường đều được chiếu sáng. •
Chiếu sáng nửa gián tiếp và gián tiếp thường ưu tiên nhà công cộng có nhiều
ngườiqua lại. Nói chung những nơi không yêu cầu độ rọi cao nhưng cần môi trường sáng tiện nghi.
Khi chọn loại đèn chiếu sáng ngoài mặt kỹ thuật cần phải chú trọng cả về thẩm mỹ.
B5: Xác định quang thông tổng t S: Diện tích chiếu sáng Ksd : Tra bảng
: Hệ số bù quang thông.Do quang thông của đèn giảm theo thời gian, nên = 1,2 – 1,6
B6: Xác định số bóng đèn, số bộ đèn và cách bố trí phân bố đèn Số bóng đèn:
Số bộ đèn: n = N/số đèn trong 1 bộ B7: Kiểm tra lại: lOMoARcPSD| 41967345
Để đảm bảo độ rọi đồng đều thì khoảng cách giữa 2 bộ đèn không được vượt quá 1,5h
Sau khi tính toán nếu số lượng đèn N tìm được lớn hơn số lượng đèn tối thiểu, thì N là số
lượng đèn cần lắp đặt.
Nếu N ít hơn số lượng đèn tối thiểu thì dùng số lượng đèn tối thiểu và lúc đó: Bài giải: -Chỉ sô kích thước: -Hệ số phản xạ: Trần trắng sáng : 1 =0,7
Tường xanh nhạt : 3 = 0,5
-Độ rọi: Lớp học E = 300 lx
-Nguồn sáng: Đèn ống huỳnh quang
-Chọn bộ đèn ống huỳnh quang chôn vào trần nhà, chiếu sáng trực tiếp. -Quang thông tổng:
Diện tích lớp học S = a.b = 6,85.8,6
Chọn hệ số bù quang thông = 1,3 69 lOMoARcPSD| 41967345
Từ K = 1,25 ; 1 =0,7 ; 3 = 0,5 Tra bảng ta được hệ số sử dụng Ksd = 0,46
-Xác định số bóng đèn N, số bộ đèn
Tra bảng , chọn đèn huỳnh quang thế hệ 2, ánh sáng ban ngày : đ = 3200 lm
Chọn bộ đèn có 2 ống, số bộ đèn là : N/2 = 16/2 = 8 bộ đèn -Bố
trí các bộ đèn như hình vẽ: -Kiểm tra lại:
Để đảm bảo độ rọi đồng đều thì khoảng cách giữa 2 bộ đèn không được vượt quá 1,5h mmax = 1,5 . 3,05 = 4,575 (m)
Trong thiết kế ta có khoảng cách này là 3,8 (m) như vậy là thỏa mãn điều kiện
2.Chiếu sáng xưởng sản xuất nhỏ
Thiết kế chiếu sáng xưởng sản xuất nhỏ gồm 2 bước:
Bước 1. Thiết kế sơ bộ nhằm xác định các giải pháp hình học và các thông số cơ bản của
phương án. Như: kiểu chiếu sáng, loại đèn, độ cao treo đèn, số lượng đèn cần thiết, nhằm
đảm bảo độ đồng đều ánh sáng cũng như độ rọi cần thiết trên mặt phẳng làm việc. Bước
này cần phối hợp giữa kỹ sư kiến trúc và kỹ sư chiếu sáng để tìm ra một giải pháp chung hợp lý nhất.
Bước 2. Tính toán kiểm ra mức độ chiếu sáng theo tiêu chuẩn quốc gia, kiểm tra mức độ
tiện nghi môi trường sáng của đề án.