Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.04 MB, 60 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
3TC - 45 tiết lí thuyết
Hình thức thi:
Thường kì: Kiểm tra (bài tập trên lớp+bài tập về nhà)
Thi Giữa kì: tự luận
Thi cuối kì: Tự luận
Giáo trình:
Giáo trình Kĩ thuật điện- Đại học công nghiệp TPHCM
Điện tử cơ bản – Đại học công nghiệp công nghiệp TPHCM
<b>Chuẩn đầu ra của môn học</b>
➢ <b>Về kiến thức</b>
+ Biết được và trình bày được một cách tường tận
(sở hữu kiến thức khoa học) các khái niệm về
mạch điện
+ Hiểu được, phân tích được về mạch điện và
mạch điện tử
+ Biết được, trình bày được các linh kiện điện tử
+ Hiểu được, phân tích được các loại máy điện
+ Biết sử dụng kiến thức điện tử và máy điện vào
➢ <b>Về kỹ năng cứng</b>
+ Tính được các thơng số của các phần tử trong mạch
điện.
+ Phân tích được mạch điện DC và mạch AC
+ Vẽ được vectơ của dòng điện và điện áp
+ Nhận biết được các linh kiện điện tử và ứng dụng vào
mạch điện tử.
+ Phân tích được mạch điện điện tử đơn giản
+ Nhận biết được các loại máy điện
➢ <b>Về thái độ</b>
+ Rèn luyện tình thần học tập tích cực trong học tập và ứng
dụng tốt môn kỹ thuật điện tử.
<b>Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH ĐIỆN</b>
<b>Chương 2: MẠCH ĐIỆN HÌNH SIN</b>
<b>CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH SIN</b>
<b>MẠCH ĐIỆN BA PHA</b>
<b>Chương 3: DIODE VÀ TRANSISTOR</b>
• Khái niệm cơ bản và cấu trúc của mạch điện
• Các đại lượng đặc trưng tính chất của mạch điện
• Phần tử mạch
• Các định luật cơ bản của mạch điện
• Biến đổi tương đương mạch
• Các phương pháp giải mạch cơ bản
<b>1.1.1. Mạch điện:</b>
Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng
dây dẫn tạo thành những vòng kín trong đó có dịng điện chạy
qua.
<b>Ví dụ 1:</b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>E<sub>2</sub></b>
<b>E<sub>1</sub></b>
<b>R<sub>1</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>1</b> <b>2</b>
<b>3</b>
A
<b>Câu hỏi và bài tập</b>
<b>Câu hỏi và bài tập</b>
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
I<sub>3</sub>
E<sub>1</sub> <sub>E</sub>
2
R<sub>3</sub> R2
R<sub>1</sub>
A
B
I<sub>3</sub> I2
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>3</sub>
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
E<sub>1</sub> <sub>R</sub> E<sub>2</sub>
6
R<sub>2</sub>
B
R<sub>4</sub> R<sub>5</sub>
R<sub>3</sub>
C
D
E
R<sub>2</sub>
R<sub>6</sub>
R<sub>4</sub>
R<sub>1</sub>
A
B
R<sub>3</sub> R<sub>5</sub>
E
R<sub>4</sub>
R<sub>5</sub>
R<sub>1</sub>
A
B
R<sub>3</sub>
<b>Chiều điện áp được quy ước là chiều từ điểm có điện thế</b>
<b>cao đến điểm có điện thế thấp</b>
Nếu chọn chiều dịng điện và điện áp trên nhánh trùng nhau,
công suất tức thời tiêu thụ của nhánh là: p = ui
• p > 0 nhánh nhận năng lượng
• p < 0 nhánh phát năng lượng
Nếu chọn chiều dòng điện và điện áp trên nhánh ngược nhau
nhau, công suất tức thời tiêu thụ của nhánh là: p = ui
<b>1.1:</b> Nêu định nghĩa dòng điện? Chiều dòng điện được quy
ước như thế nào?
<b>1.2:</b> Nêu định nghĩa điện áp? Chiều điện áp được quy ước
như thế nào?
<b>1.3:</b> Nêu bản chất dòng điện trong kim loại.
<b>1.4:</b> Nếu chọn chiều dòng điện và điện áp trùng nhau, hãy
viết cơng thức tính cơng suất p của nhánh, kết luận về quá
trình năng lượng của nhánh ở một thời điểm.
<b>1.5:</b> Nếu chọn chiều dòng điện và điện áp ngược nhau, hãy
viết cơng thức tính cơng suất p của nhánh, kết luận về quá
trình năng lượng của nhánh ở một thời điểm.
u(t)
-u(t)
e
J(t)
u<sub>R</sub> = R.i
P = R.i2
<b>1.3.4. Điện cảm: đặc trưng cho khả năng</b>
<b>tích lũy và phóng thích năng lượng từ</b>
<b>trường trong cuộn dây. </b>
<b>Kí hiệu L, đơn vị H (Henry)</b>
<i>n</i>
<i>L</i>
<i>i</i> <i>i</i>
= =
Năng lượng từ trường của cuộn dây:
<i>C</i>
<i>C</i> <i>C</i>
<b>1.1:</b> Nhánh xoay chiều thuần trở R, khi có dịng điện i chạy
qua, điện áp rơi trên nhánh tính theo cơng thức nào? Nêu
đặc trưng của điện trở R.
<b>1.2.</b> Cơng thức tính điện dẫn. Đơn vị của điện dẫn.
<b>1.3.</b> Nêu đặc trưng của điện dung C. Nêu định nghĩa điện
dung.
<b>1.4.</b> Biểu thức quan hệ dòng điện và điện áp trên điện dung
<b>1.6. </b>Nêu đặc trưng của điện cảm L. Định nghĩa điện cảm
.
<b>1.7.</b> Viết biểu thức suất điện động tự cảm của cuộn dây
<b>1.8.</b> Biểu thức năng lượng từ trường của cuộn dây
<b>VÍ DỤ 1.4.1: Cho E = 50 V; R = 5</b><b>; U = 40V. </b>
<b>Tính dịng điện trong 2 sơ đồ hình a và b sau đây:</b>
Tổng đại số các dịng điện tại một nút bằng khơng
i<sub>1</sub> <sub>K</sub>
<b>Mạch vòng 1 :</b>
<b>I<sub>1</sub>.R<sub>1</sub></b> <b>+I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>= E<sub>1</sub></b>
<b>Mạch vòng 2 :</b>
<b>I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>5</sub>.R<sub>5</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>= E<sub>4</sub></b>
<b>Mạch vòng 3 :</b>
<b>I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>+ I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>5</sub>.R<sub>5</sub></b> <b>= - E<sub>5</sub></b>
<b>Mạch vòng 4 :</b>
<b>I<sub>1</sub>.R<sub>1</sub></b> <b>+ I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>= E<sub>1</sub>+E<sub>5</sub>-E<sub>4</sub></b>
<b>Mạch vòng 5 :</b> <b>I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>+ I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>– I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>= E<sub>4</sub>-E<sub>5</sub></b>
Ví dụ 1.4.2:
<b>1</b>
<b>Mạch vòng 1 :</b>
<b>I<sub>1</sub>.R<sub>1</sub></b> <b>+I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>= E<sub>1</sub></b>
<b>Mạch vòng 2 :</b>
<b>I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>5</sub>.R<sub>5</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>= E<sub>4</sub></b>
<b>Mạch vòng 3 :</b>
<b>I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>+ I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>5</sub>.R<sub>5</sub></b> <b>= - E<sub>5</sub></b>
<b>Mạch vòng 4 :</b>
<b>I<sub>1</sub>.R<sub>1</sub></b> <b>+ I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>= E<sub>1</sub>+E<sub>5</sub>-E<sub>4</sub></b>
<b>Mạch vòng 5 :</b> <b>I<sub>2</sub>.R<sub>2</sub></b> <b>+ I<sub>3</sub>.R<sub>3</sub></b> <b>+ I<sub>6</sub>.R<sub>6</sub></b> <b>–</b> <b>I<sub>4</sub>.R<sub>4</sub></b> <b>= E<sub>4</sub>-E<sub>5</sub></b>
Ví dụ 1.4.2:
<b>BÀI TẬP:</b>
<b>BÀI 1: Cho mạch điện như hình vẽ: E<sub>1</sub></b> <b>= 100V;</b>
<b>I<sub>1</sub></b> <b>= 5A; R<sub>1</sub></b> <b>= 2</b><b>; R<sub>2</sub></b> <b>= 3</b><b>; R<sub>3</sub></b> <b>= 1</b><b>; E<sub>3</sub></b> <b>= 115V.</b>
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
<b>BÀI 2: Cho mạch điện như hình vẽ:I<sub>2</sub></b> <b>= 10A;</b>
<b>I<sub>1</sub></b> <b>= 4A; R<sub>1</sub></b> <b>= 1</b><b>; R<sub>2</sub></b> <b>= 2</b><b>;</b> <b>R<sub>3</sub></b> <b>= 5</b><b>. Tính</b>
<b>dịng điện I<sub>3</sub></b> <b>và các sức điện động E<sub>1</sub>; E<sub>3</sub>.</b>
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
I<sub>3</sub>
<b>BÀI 3: Cho mạch điện như hình vẽ: E<sub>1</sub></b> <b>= 100V;</b>
<b>E<sub>2</sub></b> <b>= 200V; R<sub>1</sub></b> <b>= R<sub>2</sub></b> <b>= 100</b> <b>và R<sub>3</sub></b> <b>= 250</b><b>. Tìm</b>
<b>I<sub>1</sub>; I<sub>2</sub></b> <b>; I<sub>3</sub></b> <b>và U<sub>AB</sub>.</b>
E<sub>1</sub> E2
R<sub>3</sub> R2
R<sub>1</sub>
A
B
I<sub>3</sub> I2
<b>1.5.1. Mạch nguồn suất điện động mắc nối tiếp:</b>
Khi có nhiều nguồn áp mắc nối tiếp ta biến đổi
thành 1 nguồn áp tương đương duy nhất.
<b>1.5.2. Nguồn dòng mắc song song:</b>
Khi có nhiều nguồn dịng mắc song song ta biến
đổi thành 1 nguồn dòng tương đương duy nhất.
<b>1.5.3. Điện trở mắc nối tiếp và cầu chia áp.</b>
<i>U</i>
<i>I</i>
<i>R</i>
=
Điện trở tương đương R<sub>tđ</sub> của các điện trở
R<sub>1</sub>; R<sub>2;</sub> R<sub>3</sub>...R<sub>n</sub> mắc nối tiếp là:
Cường độ dòng điện trong mạch:
<b>R<sub>1</sub></b> <b>R<sub>2</sub></b> <b>R<sub>n</sub></b>
<b>+ </b>
-U
I
<b>R<sub>td</sub></b>
<b>+ </b>
<b>1.5.4. Điện trở mắc song song và cầu chia dòng</b>
d 1 2
<i>t</i> <i>n</i>
Điện trở tương đương R<sub>tđ</sub> của các điện trở R<sub>1</sub>; R<sub>2;</sub> R<sub>3</sub>...R<sub>n</sub>
mắc song song là:
R<sub>td</sub>
<b>+ </b>
<b></b>
-U
I
1 2 3 ... <i>n</i>
<i>I</i> = + + + +<i>I</i> <i>I</i> <i>I</i> <i>I</i> <i><sub>I</sub></i> <sub>=</sub> <i>U</i> <sub>+</sub> <i>U</i> <sub>+</sub> <i>U</i> <sub>+ +</sub><sub>...</sub> <i>U</i> <sub>=</sub> <i>U</i>
<b>Cường độ dòng điện:</b>
R<sub>1</sub> R<sub>2</sub> <sub>R</sub>
n
<b>+ </b>
<b></b>
-U
I <i>I</i><sub>1</sub> I<sub>2</sub> <sub>I</sub>
n
<b>Cường độ dòng điện qua nhánh có điện</b>
<b>trở R<sub>n</sub>:</b> . <i><sub>t</sub></i><sub>d</sub>
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>I R</i>
<i>I</i>
<i>R</i>
=
<b>Gọi điện dẫn tương ứng với các điện trở R<sub>1</sub>; R<sub>2</sub>;</b>
<b>….;R<sub>n</sub></b> <b>là G<sub>1</sub>; G<sub>2</sub>; …; G<sub>n</sub>, ta có:</b>
1 2
1 2
1 1 1
; ;...; <i><sub>n</sub></i>
<i>n</i>
<i>G</i> <i>G</i> <i>G</i>
<i>R</i> <i>R</i> <i>R</i>
= = =
...
<i>G</i> = <i>G</i> + <i>G</i> + + <i>G</i>
<b>1.5.5. Phép biến đổi sao (Y) – tam giác (</b><b>) và ngược lại</b>
<b>2</b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>1</b>
<b>3</b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>23</sub></b>
<b>R<sub>31</sub></b> <b>R12</b>
<b>1.5.5. Phép biến đổi sao (Y) – tam giác (</b><b>) và ngược lại</b>
<b>2</b>
<b>R<sub>1</sub></b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>1</b>
<b>3</b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>23</sub></b>
<b>R<sub>31</sub></b> <b>R12</b>
<b>Ví dụ 1.5.2: Cho sơ đồ như hình vẽ dưới đây. Biết</b>
<b>R<sub>1</sub></b> <b>= 20; R<sub>2</sub></b> <b>= 20; R<sub>3</sub></b> <b>= 10. Tính điện trở R<sub>12</sub>; R<sub>23</sub>; R<sub>31</sub>.</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>R<sub>1</sub></b>
<b>2</b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>31</sub></b>
<b>R<sub>12</sub></b> <b><sub>R</sub></b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>23</sub></b>
<b>R<sub>31</sub></b> <b>R12</b>
<b>R<sub>1</sub></b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>b. Phép biến đổi tam giác (</b><b>) - sao (Y)</b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>R<sub>23</sub></b>
<b>R<sub>31</sub></b> <b>R12</b>
<b>R<sub>1</sub></b>
<b>R<sub>2</sub></b>
<b>R<sub>3</sub></b>
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>Ví dụ 1.5.3: Cho sơ đồ như hình vẽ dưới đây. Biết R<sub>12</sub></b> <b>=</b>
<b>10</b><b>; R<sub>23</sub></b> <b>= 20</b><b>; R<sub>31</sub></b> <b>= 20</b><b>. Tính điện trở R<sub>1</sub>; R<sub>2</sub>; R<sub>3</sub>.</b>
• <i><b>Phương pháp này sử dụng ẩn số trung gian là điện</b></i>
<i><b>thế các nút để thiết lập hệ phương trình.</b></i>
• <b>Biết điện thế các nút, ta dễ dàng tính dịng điện các</b>
<b>nhánh.</b>
<b>Các bước để giải mạch điện theo phương pháp điện thế nút là:</b>
• <b>Bước 1: Xác định số nút n.</b>
• <b>Bước 2: Chọn một nút bất kì có điện thế biết trước</b>
• <b>Bước 3: Tính tổng dẫn của các nhánh đối với mỗi nút G<sub>A</sub>,</b>
<b>G<sub>B</sub>, …dẫn chung của các nhánh giữa hai nút G<sub>AB</sub>….và điện</b>
<b>dẫn các nhánh có nguồn.</b>
• <b>Bước 4: Lập hệ phương trình điện thế nút.</b>
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
I<sub>3</sub>
<b>Cho R<sub>1</sub></b> <b>= 47</b><b>; R<sub>2</sub></b> <b>= 22</b><b>; R<sub>3</sub></b> <b>=</b>
<b>82</b><b>; E<sub>1</sub></b> <b>= 10V; E<sub>3</sub></b> <b>= 5V. Tính</b>
<b>Hướng dẫn giải:</b>
Mạch có hai nút A và B
Chọn điện thế tại B bằng không:
<sub>B</sub> = 0
Tổng dẫn nhánh đối với nút A:
1 2 3
1 1 1
0,07892
<i>A</i> <i>A</i>
<i>G</i> <i>G</i>
<i>R</i> <i>R</i> <i>R</i>
= + + =
E<sub>1</sub> E3
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
I<sub>3</sub>
<b>Phương trình điện thế nút:</b>
Dòng điện qua các nhánh:
1
1
1
2
2
0,139
0,158A
<i>A</i>
<i>A</i>
<i>E</i>
<i>I</i> <i>A</i>
<i>R</i>
<i>I</i>
<i>R</i>
1 1 3 3
<i>A</i> <i>A</i> <i>AB</i> <i>B</i>
<b>Các bước giải theo phương pháp dòng mắt lưới (dòng</b>
<b>điện mạch vòng)</b>
<b>Bước 1: Xác định số nút n, số nhánh m, số (m – n +1)</b>
<b>mạch vòng độc lập</b>
<b>Bước 2: Viết định luật Kiêchôp 2 cho mỗi mạch vòng</b>
<b>theo các dòng điện mạch vòng đã chọn.</b>
<b>Bước 3: Giải hệ phương trình vừa thiết lập, ta có dịng</b>
<b>điện mạch vòng.</b>
<b>Cho R<sub>1</sub></b> <b>= 47</b><b>; R<sub>2</sub></b> <b>= 22</b><b>; R<sub>3</sub></b> <b>= 82</b><b>; E<sub>1</sub></b> <b>= 10V; E<sub>3</sub></b> <b>= 5V. Áp dụng</b>
Số mạch vịng độc lập:
m – n +1 = 3 – 2 +1 = 2
<b>Hướng dẫn giải:</b>
E<sub>1</sub>
E<sub>3</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub>
B
I<sub>2</sub>
I<sub>1</sub>
I<sub>3</sub>
I<sub>a</sub> Ib
Chọn chiều dòng điện
mạch vòng I<sub>a</sub>; I<sub>b</sub> như
hình vẽ
Phương trình Kiếchốp 2 cho các mạch vịng:
Mạch vịng a: (R<sub>1</sub> +R<sub>2</sub>) I<sub>a</sub> – R<sub>2</sub>I<sub>b</sub> = E<sub>1</sub>
Mạch vòng b: -R<sub>2</sub>I<sub>a</sub> + (R<sub>3</sub> + R<sub>2</sub>)I<sub>b</sub>= - E<sub>3</sub>
Ta có hệ phương trình: 69I<sub>a</sub> – 22I<sub>b</sub> = 10
-22I<sub>a</sub> + (104I<sub>b</sub>) = -5
Bài 1: Tính dịng điện i<sub>1</sub>, i<sub>2 </sub>qua các nhánh
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết R<sub>1</sub> = 10; R<sub>2</sub>
= 20; R<sub>3</sub> = 30; R<sub>4</sub> = 20; R<sub>5</sub> =10 ; E = 30V.
a) Tính dịng điện I<sub>1</sub>; I<sub>2</sub>.
b) Tính cơng suất nguồn E và công suất tiêu thụ của R<sub>1</sub>.
R<sub>2</sub> <sub>R</sub>
4
R<sub>1</sub>
A
B
R<sub>3</sub> R<sub>5</sub>
C D
I<sub>1</sub>
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. Biết E<sub>1</sub> = 30V;
E<sub>2</sub> = 90V; E<sub>3</sub> = 15V; R1 = 20; R<sub>2</sub> = 20; R<sub>3</sub> = 10. Tính
dịng điện I<sub>1</sub>; I<sub>2</sub>; I<sub>3 </sub> và công suất nguồn E<sub>1’ </sub>E<sub>3</sub>.
R<sub>2</sub>
R<sub>3</sub>
R<sub>1</sub> <sub>A</sub> I<sub>3</sub>
<b>BÀI 4: Cho mạch điện như hình vẽ bên: E<sub>1</sub></b> <b>= 60V;</b>
<b>R<sub>1</sub></b> <b>= 10</b> <b>; R<sub>2</sub></b> <b>= 5</b><b>, R<sub>3</sub></b> <b>= 5</b><b>; R<sub>4</sub></b> <b>= 10</b><b>; R<sub>5</sub></b> <b>= 10</b><b>.</b>
<b>Tìm I<sub>1</sub>; I<sub>2</sub></b> <b>; I<sub>3</sub></b> <b>và U<sub>AB</sub>.</b>
R<sub>2</sub>
R<sub>4</sub>
R<sub>5</sub>
R<sub>1</sub>
A
B
R<sub>3</sub>
C D
I<sub>1</sub>
I<sub>2</sub>
I<sub>3</sub>
I<sub>4</sub>