CHƯƠNG 2 :
NAM CHÂM ĐIỆN
(CƠ CẤU ĐIỆN TỪ)


CH NG 2:ƯƠ NAM CHÂM ĐI N (NCĐ)Ệ
2.1. Đại cương về NCĐ
2.2. Từ dẫn ở khe hở không khí
2.3. Mạch từ một chiều
2.4. Mạch từ xoay chiều
2.5. Lực hút điện từ của NCĐ một chiều
2.6. Lực hút điện từ của NCĐ xoay chiều
2.7. Lực hút điện từ của NCĐ xchiều 3 pha
2.8. Đặc tính động của NCĐ
2.9. Bài tập

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
1) νη νγη α ΝΧĐị ĩ Đ
2) Χ υ τ οấ ạ
3) Νγυψν λ
4) Πην λο ι
5) Χ〈χ τηνγ σ χ β ν χ α µ χη τố ơ ả ủ ạ ừ
6) Χ〈χ νη λυ τ χ β ν τρονγ µ χη τđị ậ ơ ả ạ ừ

2.1. I CNG V NC
1) :
.
thióỳt bở nhổ
rồle, cọng từc tồ, khồới õọỹng tổỡ, aùptọmaùt,
, à, õóửu coù bọỹ

phỏỷn laỡm nhióỷm vuỷ bióỳn õọứi tổỡ õióỷn nng ra cồ nng.

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
2) Χ υ τ ο:ấ ạ
1. Χυ ν δψộ
2. Μ χη τạ ừ
3. Ν π µ χη τắ ạ ừ
4. Λ∫ ξο πη ν λ χả ự

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
3) Νγυψν λ: κηι  ⌠νγ Κ, δ∫νγ  ι ν Ι χη ψ θυα
χυ ν δψ σ τ ο σ χ τ νγ Φ=ι.ω, σινη ρα τ ộ ẽ ạ ứ ừ độ ừ
τηνγ Φ. Τ τηνγ ν◊ψ χ⌠ 2 τη◊νη πη ν: ừ ầ
+ Φδ : ι θυα κηε η κκη λ◊µ ϖι χ, τ ο νν λ χ ητ đ ở ệ ạ ự
 ι ν τ (Φ τ)  κηε η δ ητ ν π ϖ πηα λ⌡ι ắ ề
χ α ΝΧ .
+ Φρ : κηπ τ την ν◊ψ θυα την κια χ α µ χη τ ,
γλ◊ τ τηνγ ρ∫.
Κηι µ Κ, λ∫ ξο   α ν π ϖ ϖ τρ βαν   υ.

2.1. I CNG V NC
4) Phõn loi:

Phỏn theo tờnh chỏỳt cuớa nguọửn õióỷn

Cồ cỏỳu õióỷn mọỹt chióửu.

Cồ cỏỳu õióỷn tổỡ xoay chióửu.

Theo caùch nọỳi cuọỹn dỏy vaỡo nguọửn õióỷn


Nọỳi nọỳi tióỳp (gi l cun dũng)

Nọỳi song song (gi l cun ỏp)

Theo hỗnh daỷng maỷch tổỡ:

Maỷch tổỡ huùt chỏỷp (thúng).

Maỷch tổỡ huùt xoay (quanh mọỹt truỷc hay mọỹt caỷnh),
maỷch tổỡ huùt kióứu pittọng.

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
5) Các thông số cơ bản của mạch từ
1) Σ χ τ   νγ (στ ): Φ = ι . ω [Αµπε ϖ∫νγ].
2) Τ τηνγ (δ∫νγ τ ): φ (Ωβ).
3) Μ τ   τ χ µ:
Β (Τ − τεσλα) [Ωβ/µ2] ϖ ι 1Τ = 104 Γαυσσ.ớ
4) Χ νγ τ τρ νγ ườ độ ừ ườ Η = Φ/λ [Α/µ].
λ: χηι υ δ◊ι    νγ σ χ τ (µ).
5) Η σ τ δ ν ( τ τη µ ệ ố ừ ẫ độ ừ ẩ µ): χ τρ νγ χηο τνη δ ν Đặ ư ẫ
τ χ α ϖ τ λι υ τ [Η/µ]. µ = Β/Η (Η/µ)
µκκ = µ0 = 4π. [ Η/µ ] ;
)
m
Wb
(T (T);
S
B
2

==
φ
7
10
−

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
5) Các thông số cơ bản của mạch từ
6) Τ τρ µ χη τ :
λ: χηι υ δ◊ι µ χη τ (µ);ề ạ ừ
Σ: τι τ δι ν µ χη τ (µế ệ ạ ừ
2
).
7) Τ δ ν µ χη τ :
8) Τ 〈π ρ ι τρν 1  ο ν µ χη τ :
)(.
1
1−
= H
S
l
R
µ
µ
)(.
1
H
l
S
R

G
µ
µ
µ
==
µ
U

2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NCĐ
5) Các thông số cơ bản của mạch từ
Μ χη τ :ạ ừ
1) Σ χ τ νγ (στ ): ứ ừ độ đ Φ
2) Τ τηνγ (δ∫νγ τ ): φ
(Ωβ).
3) Μ τ τ χ µ: ậ độ ừ ả Β (Τ )
4) Χ τ τρ νγ độ ừ ườ Η = Φ/λ
[Α/µ].
5) Η σ τ δ ν: ệ ố ừ ẫ µ
6) Τ τρ µ χη τ :ừ ở ạ ừ Ρµ
7) Τ δ ν µ χη τ : Γµ
8) Τ 〈π: Υµ
Μ χη ι ν:ạ đ ệ
1) Σ χ ι ν νγ: ứ đ ệ độ Ε (ς)
2) ∆∫νγ  ι ν: Ι (Α)
3) Μ τ δ∫νγ ι ν: ậ độ đ ệ ϑ
4) Χ ι ν τρ νγ: độ đ ệ ườ Η
(ς/µ)
5) ι ν τρ συ τ: Đ ệ ở ấ ρ
6)  ι ν τρ : Ρ
7) ι ν δ ν: Đ ệ ẫ Γ

8)  ι ν 〈π: Υ

2.1. I CNG V NC
6) Cỏc nh lut c bn ca mch t
1. ởnh luỏỷt m : Trong mọỹt phỏn õoaỷn cuớa maỷch tổỡ, tổỡ aùp
rồi trón noù bũng tờch giổợa tổỡ thọng vaỡ tổỡ trồớ hoỷc thổồng giổợa
tổỡ thọng vaỡ tổỡ dỏựn :
2. ởnh luỏỷt Kióỳckhọỳp I: Trón moỹi õióứm cuớa maỷch tổỡ, tọứng
tổỡ thọng vaỡo bũng tọứng tổỡ thọng ra :
3. ởnh luỏỷt Kióỳckhọỳp II: Trong mọỹt maỷch tổỡ kheùp kờn,
tọứng tổỡ aùp cuớa caùc õoaỷn maỷch t bũng tọứng sổùc tổỡ õọỹng
G
RU


àà
== .
0
1
=

n
i


=
n
ii
n
i

FR
1
.
1
à


2.1. I CNG V NC
6) Cỏc nh lut c bn ca mch t
4. ởnh luỏỷt baớo toaỡn doỡng õióỷn : Tờch phỏn õổồỡng cuớa
cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng theo voỡng tổỡ kheùp kờn bũng tọứng s.t.õ
cuớa voỡng tổỡ õoù :
ởnh luỏỷt toaỡn doỡng õióỷn coù thóứ bióỳn õọứi nhổ sau :
hoỷc :
vaỡ õỏy cuợng chờnh laỡ õởnh luỏỷt Kióỳckhọỳp II vồùi maỷch tổỡ
kheùp kờn.


=
l
i
FdlH.



====
l l l
i
l
FdR

S
dl
dl
S
SB
dlH
à

à

à
.

.
.



==
l
i
l
FdRdlH
à



2.2. Từ dẫn ở khe hở không khí
Κηι τ τηνγ χη ψ τρονγ µ χη τ ϖ◊ θυα ừ ạ ạ ừ
κηε η κκη. Τα χ⌠ τ τρ µ χη τ : β νγ ở ừ ở ạ ừ ằ

τ τρ σ τ τ ϖ◊ τ τρ κηε η κκη ừ ở ắ ừ ừ ở ở δ.
Ρµ = ΡµΦε + Ρδ δο µΦε >> µο νν β θυα Ρỏ µΦε
≈ 0
Συψ ρα: Ρµ = Ρδ → τµ Ρδ ?
Ηαψ:

Τµ Γδ ?
τµ Để Γδ τα πη ι ξ〈χ νη σ πην ả đị ự
β τ τρ νγ τρονγ µ χη.ố ừ ườ ạ
δ
δ
G
1
R =

2.2. T dn khe h khụng khớ
Khi cho dõióỷn chaỷy qua cuọỹn dỏy thỗ trong cuọỹn dỏy coù tổỡ thọng õi
qua, tổỡ thọng naỡy cuợng chia laỡm 3 thaỡnh phỏửn:
Tổỡ thọng chờnh c: laỡ tổỡ thọng õi qua khe hồớ lvi c , t o nờn l c hỳt
i n t . Gl t thụng lvi c.
Tổỡ thọng taớn t : laỡ tổỡ thọng õi ra ngoaỡi khe hồớ khọng khờ v song song
v i t thụng chớnh .
Ta cú: = c + t : t thụng khe h kkhớ
Tổỡ thọng roỡ
r
: laỡ tổỡ thọng khọng õi qua khe hồớ kkhờ maỡ kheùp kờn
trong khọng gian giổợa loợi vaỡ thỏn maỷch tổỡ.

2.2. Từ dẫn ở khe hở không khí
Γι〈 τρị φ

r
є κ τ χ υ µ χη τ , µ χ βο η∫α µ χη τ ế ấ ạ ừ ứ độ ạ ừ
ϖ◊ κηε η ở δ. δ χ◊νγ λ νớ τη φ
r
χ◊νγ λ ν.
ς ψ: ậ φ = φc + φt + φ
r
= φδ + φ
r

Γι〈 τρ φ
r
νη η νγ ρ τ λ ν ν σ λϖι χ χ α ΝΧ . ả ưở ấ ớ đế ự ệ ủ Đ
Ν υ φ
r
λ ν τη φδ γι µ Φ τ γι µ.

2.2. Từ dẫn ở khe hở không khí
Χνγ τη χ τνη τ δ ν κηε η κηνγ κη:ứ ừ ẫ ở

µκκ = µ0 = 4π.10
−7
[ Η/µ ]
Σ: τι τ δι ν κηε η κκη = Σế ệ ở χ χ τự ừ (µ
2
)
δ: χηι υ δ◊ι κηε η κκη (µ).ề ở
δ
S
.μG

δ
S
.μ
.δH
.SB
U
G
0δ0
δ
δ
δ
δ
δ
=⇒===
φ

2.3. Mạch từ một chiều
1. χ ι µ χ α µ χη τ µ τ χηι υ:Đặ đ ể ủ ạ ừ ộ ề

∆∫νγ ι ν χη ψ τρονγ χυ ν δψ λ◊ δ∫νγ µ τ đ ệ ạ ộ ộ
χηι υ, νν σ.τ. ϖ◊ τ τηνγ κηνγ βι ν ι ề đ ừ ế đổ
τηεο τη ι γιαν, δο ⌠ κηνγ χ⌠ τ ν ηαο τ τρ ờ đ ổ ừ ễ
ϖ◊ δ∫νγ ξο〈ψ → µτ λ◊µ β νγ τηπ κη ι → δ για ừ ằ ố ễ
χνγ χη τ ο.

Τα χ⌠: νν Ι κο πη τηυ χ ụ ộ δ. Τ χ λ◊ ứ
κηι δ

τηαψ   ι τη Ι = χονστ.
R

U
I =

2.3. Mạch từ một chiều
2. Χ〈χ πη νγ πη〈π τνη µ χη τ 1 χηι υ:ươ ạ ừ ề
-
ς σ νγ τρ χ α µ χη τ : δ α ϖ◊ο κ τ χ υ ẽ ơ đồ đẳ ị ủ ạ ừ ự ế ấ
µ χη τ ϖ◊ σ πην β τ τηνγ χ α µτ .ạ ừ ự ố ừ ủ ừ
-
Τνη Γδ ϖ◊ Γµ
-
Γι ι β◊ι το〈ν τµ χ〈χ τηνγ σ χη α βι τ: τη νγ γ π ả ố ư ế ườ ặ
2 β◊ι το〈ν σαυ:
+ Βτο〈ν τηυ ν (Βτο〈ν Τκ ): βι τ φ τµ ιω
+ Βτο〈ν νγ χ (Βτο〈ν Κτρα): βι τ ιω τµ ượ ế φ

2.3. Mạch từ một chiều
3. Τνη µ χη τ 1 χηι υ ạ ừ ề
κηνγ ξτ τ τηνγ ρ∫:
(φ
r
= 0)
Để φ
r
= 0 πη ι τη α χ〈χ ả ỏ
κι ν: + κηε η đ ệ ở δ
νη
+ χυ ν δψ ρι υ ộ đề
τρν µ χη τ .
+ τι τ δι ν µ χη τ : Σ ế ệ ạ ừ

= χονστ
ς δ :ụ ξτ µτ ηνη
ξυψ ν χ⌠: κηε η
κκη δ; τι τ δι ν Σ;
χηδ◊ι λ.
U
l
δ

2.3. Mạch từ một chiều
3. Τνη µ χη τ 1 χηι υ κηνγ ξτ τ τηνγ ρ∫:ạ ừ ề ừ
Γι ι ϖ δ : ả ụ
α) Β◊ι το〈ν τηυ ν: βι τ ậ ế φ τµ ιω
− Σ νγ τρ : ơ đồ đẳ ị
Τα χ⌠: φ = φδ + φ
r
µ◊ φ
r
= ο
→ φ = φδ
Rδ
RµFe
F=iw
φ

2.3. Mạch từ một chiều
Τα χ⌠: ΙΩ= ΙΩΦε + ΙΩδ
→ ΙΩ= φ.ΡµΦε + φδ.Ρδ
→ ΙΩ = φ.(ΡµΦε + Ρδ ) = φ.(ΡµΦε + 1/Γδ )
Τρονγ  ⌠: ΙΩΦε: σ.τ. σ τ τđ ắ ừ

ΙΩδ : σ.τ. κηε ηđ ở δ

2.3. Mạch từ một chiều
β) Βτο〈ν νγ χ:ượ βι τ ιω ế
τµ φ
Τ πτρνη: ΙΩ = ừ φ.(ΡµΦε +
Ρδ )
Χηο φ1 ξ〈χ νη ΙΩđị 1
φ2 ξ〈χ   νη ΙΩ2
……….
φn ξ〈χ   νη ΙΩν
∆ νγ νγ χονγ:ự đườ φ =
f(IW)
T IW cho ừ → φ
∆ νγ νγ χονγ: ự đườ φ =
f(IW)
φ
0
IW
φ = f(IW)
IW
φ

2.3. Mạch từ một chiều
4. Τνη µ χη τ 1 χηι υ χ⌠ ξτ τ τηνγ ρ∫:
IW
Gc
Gt
Gr
φt

φc
φ
φr
Gδ
IW
Gr
φ
φr
φδ
IW
G∑
Vì Gc; Gt;Gr song song nên cùng một stđ IW
Gδ = Gc + Gt → ϕδ = ϕc + ϕt
G∑ = Gδ + Gr → ϕ∑ = ϕδ + ϕr ; ϕδ = IW.Gδ
Từ dẫn rò qui đổi của mạch từ 1 chiều: Gr = g.l/2
Với: g: từ dẫn rò trên 1 đơn vị chiều dài.
l: chiều dài cuộn dây.

2.3. Mạch từ một chiều

〈νη γι〈 µ χ τ τηνγ ρ∫, νγτα α ρα Để đ ứ độ ừ đư
η σ τ ρ∫:ệ ố ừ
Τρονγ  ⌠:
σρ∫ − κηι µ ν π: ở ắ δ λ ν νν ớ σρ∫ = 2 ÷ 4
− κηι ν π  ⌠νγ: δ νη (χνγ νγη ) ỏ ệ σρ∫ =
1,02 ÷ 1,05

γι〈 µ χ τ τηνγ τ ν, νγτα α ρα η Để đ ứ độ ừ ả đư ệ
σ τ τ ν:
δ

r
δ
r
δ
rδ
δ
r
G
G
11σ +=+=
+
==
φ
φ
φ
φφ
φ
φ
c
t
c
t
c
tc
c
t
G
G
11σ +=+=
+

==
φ
φ
φ
φφ
φ
φ
δ

2.4. Mạch từ xoay chiều
1. χ ι µ ΝΧ ξοαψ χηι υ:Đặ đ ể Đ ề
-
Νγυ ν χ π χηο χυ ν δψ χ α ΝΧ λ◊ νγυ ν ξοαψ ồ ấ ộ ủ Đ ồ
χηι υ: υ=Υµσινωτ
→ φ = φµσινωτ.
-
∆ο φ(τ) χηο νν χ⌠ τ ν ηαο ν νγ λ νγ τρονγ µ χη τ ổ ă ượ ạ ừ
(δο δ∫νγ ι ν ξο〈ψ ϖ◊ τ τρ )đ ệ ừ ễ → µτ πη〈τ ν⌠νγ → ừ để
γι µ τ ν ηαο Φε → µτ λ◊µ β νγ λ〈 τηπ ΚΤ γηπ λ ι.ả ổ ừ ằ Đ ạ
-
∆ο χ⌠ τ ν ηαο σ τ νν τ ο σ λ χη πηα γι α ổ ắ ạ ự ệ ữ φ ϖ◊ ιω.
(ττ νη µ χη ι ν δο ι ν κη〈νγ µ◊ υ ϖ◊ ι λ χη πηα, ự ư ạ đ ệ đ ệ ệ
χ∫ν µ χη τ σ ξυ τ ηι ν χ α τ κη〈νγ (δο τ ν ηαο ở ạ ừ ự ấ ệ ủ ừ ổ
τηπ) → λ◊µ χη µ πηα γι α τ 〈π ϖ◊ τ τηνγ.ậ ữ ừ ừ
− ∆ο φ(τ) → Φ τđ (τ) θυα 0 → γψ ρυνγ, χη νγ ρυνγ, σ để ố ử
δ νγ ϖ∫νγ νγ ν µ χη.ụ ắ ạ