CHƯƠNG 3 DÒNG điện XOAY CHIỀU HÌNH SIN - Tài Liệu đại Học

Tài liệu đại học Toggle navigation
  • Miễn phí (current)
  • Danh mục
    • Khoa học kỹ thuật
    • Công nghệ thông tin
    • Kinh tế, Tài chính, Kế toán
    • Văn hóa, Xã hội
    • Ngoại ngữ
    • Văn học, Báo chí
    • Kiến trúc, xây dựng
    • Sư phạm
    • Khoa học Tự nhiên
    • Luật
    • Y Dược, Công nghệ thực phẩm
    • Nông Lâm Thủy sản
    • Ôn thi Đại học, THPT
    • Đại cương
    • Tài liệu khác
    • Luận văn tổng hợp
    • Nông Lâm
    • Nông nghiệp
    • Luận văn luận án
    • Văn mẫu
  • Luận văn tổng hợp
  1. Home
  2. Luận văn tổng hợp
  3. CHƯƠNG 3 DÒNG điện XOAY CHIỀU HÌNH SIN
Trich dan CHƯƠNG 3 DÒNG điện XOAY CHIỀU HÌNH SIN - Pdf 24

t -Im     T Bội số của Hz là kilôhec (kHz) và mêgahec (MHz). 1 kHz = 103 Hz 1 MHz = 103 kHz = 106 Hz 3.1.3 Dòng điện xoay chiều hình sin: Là dòng điện biến đổi một cách chu kỳ theo quy luật hình sin theo thời gian, được biểu diễn bằng đồ thị hình sin trên hình 3.1. i = Imsin(ωt+ψi). Hình 3.1 Hình vẽ là đồ thị theo thời gian của dòng điện xoay chiều hình sin: - Trục hoành biểu thị thời gian t. - Trục tung biểu thị dòng điện i. 1fT Đơn vị: Hec (Hz) Nước ta và phần lớn các nước trên thế giới đều sản xuất dòng điện công nghiệp có tần số là f = 50Hz. 5. Tần số góc ω: Tần số góc là tốc độ biến thiên của dòng điện hình sin. Ký hiệu: ω 22 fT   Đơn vị: rad/s. 3.1.5 Pha và sự lệch pha: 1. Pha và pha ban đầu: Góc (ωt + ψ) trong biểu thức các đại lượng hình sin xác định trạng thái (trị số và chiều) của đại lượng tại thời điểm t nào đó gọi là góc pha, hoặc gọi tắt là pha. Khi t = 0 thì (ωt + ψ) = ψ vì thế ψ được gọi là góc pha ban đầu hay pha đầu. Nếu ψ > 0 thì quy ước điểm bắt đầu của đường cong biểu diễn nó sẽ lệch về phía trái gốc toạ độ một góc là ψ . Nếu ψ < 0 thì ngược lại, điểm bắt đầu của đường cong biểu diễn nó sẽ lệch về phía phải gốc toạ độ một góc là ψ . I m   -Im I m  -100   Hình 3.2 Ví dụ: Cho u = 100sin(ωt +/2) (V) a) Xác định giá trị tức thời tại thời điểm t = 0, t = T/4, t = T/2, t = 3T/4, t = T. b) Vẽ đồ thị hình sin của u với t từ 0 đến T. 2.2 2TT ) = 100.sin32 = -100 (V). Khi t = 3T/4  a(3T/4) = 100sin(2 3.4 2TT ) = 100.sin2 = 0(V). Khi t = T  a(T) = 100sin(2 Trị số tức thời của dòng điện: i = Imsin(ωt+ψi). Trị số tức thời của điện áp: u = Umsin(ωt+ψu). Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện ký hiệu là φ và được định nghĩa như sau: φ = ψu - ψi u,iu,i t t tu i I m  t x φ = 0  ψu = ψi : điện áp trùng pha với dòng điện  u và i cùng pha nhau a b c Hình 3.4 3.1.6 Biểu diễn lượng hình sin bằng đồ thị véctơ: 1. Biểu diễn lượng hình sin dưới dạng vectơ quay: Trên vòng tròn lượng giác gắn hệ trục Ox, Oy, với O là tâm của vòng tròn lượng giác. Hình chiếu của vectơ quay lên trục tung sẽ biểu thị giá trị tức thời của đại lượng hình sin. Hình chiếu của vectơ quay lên trục hoành sẽ biểu thị thời gian. i = Imsin(ωt+ψi). Quy tắc biểu diễn đại lượng hình sin bằng vectơ quay : - Vẽ ở một thời điểm ban đầu (t = 0) - Độ dài của vectơ I biểu diễn bằng trị hiệu dụng I của i(t). - Góc tạo bởi vectơ I và trục hoành Ox bằng góc pha ban đầu φ Nếu φ > 0 thì vectơ nằm phía trước trục hoành theo ngược chiều kim đồng hồ. Nếu φ < 0 thì ngược lại vectơ nằm phía sau trục hoành. 2x Ký hiệu vectơ biểu diễn đại lượng hình sin bằng chữ cái biểu diễn đại lượng đó và dấu gạch ngang mũi tên trên đầu. Ví dụ: , ,I U E  … Ví dụ: Hãy biểu diễn dòng điện, điện áp bằng vectơ và chỉ ra góc lệch pha φ, cho biết: 020 2 sin( 10 )i t  (A). 0100 2 sin( 40 )u t (V). Giải:). i2 = I2msin(ωt+ψ2). Tìm dòng điện tổng hai dòng điện i = i1 + i2 Biểu diễn hai dòng điện i1, i2 bằng hai vectơ quay 1 2,I I  Vectơ tổng 1 2I I I    chính là vectơ biểu diễn dòng điện. Thực vậy, dựa vào tính chất là hình chiếu của vectơ tổng bằng tổng hình chiếu của hai vectơ thành phần nên i = i1 + i2 2 21 2 1 2 1 22. . . os(I , )I I I I I c I   Từ đó, ta có thể suy ra biểu thức của nó: i = Imsin(ωt+) = I2sin(ωt+) “Việc cộng đại số các trị số tức thời của đại lượng hình sin cùng tính chất và thông số, tương ứng với việc cộng các vectơ biểu diễn chúng”. Ví dụ: Cho hai dòng điện: i1Vectơ dòng điện 2: 024 75I   Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác OAC 2 2 22 . . osOACOC OA AC OA AC c  2 2 2 03 4 2.3.4. os120OC c  = 37 Suy ra: OC = 37 Rút ra: 2 2 2os osOAC2. .OA OC ACc cOAOC = 02.6,22.sin(314 51 3)t  Hình 3.8 3.2 Giải mạch xoay chiều không phân nhánh: 3.2.1 Giải mạch R-L-C: tu,i = R . I .2.sin ω t= U R.2.sin ω t uR = Um sin ωt Ở đây: U = 0RII Vectơ điện áp: 0R0RUU 2. Công suất: Công suất tức thời đưa vào đoạn mạch thuần tuý điện trở: PR  u.i  U mI mR = 2.U.I.22cos1 t= U.I.(1-cos2ωt) =U.I – U.I.cos2ωt Như vậy công suất tức thời gồm hai phần: - phần không đổi U.I - phần biến đổi  U .I cos 2 t Ta thấy trong cả chu kỳ dòng điện, điện áp và dòng điện luôn luôn cùng chiều nên PR  0. Nghĩa là: năng lượng dòng điện xoay chiều trong mạch thuần trở luôn đưa từ nguồn đến tải R để tiêu tán năng lượng. Do đó, người ta đưa ra khái niệm về công suất tác dụng P. RUIRIUP22  300) V  Xác định dòng điện qua đèn, công suất và điện năng đèn tiêu thụ trong 4h. Coi bóng đèn như nhánh thuần điện trở. Giải: Điện trở đèn ở chế độ định mức: 48410022022dmdmPUR (Ω) )  0,48.2.sin(314t  30) ACông suất bóng tiêu thụ: UI t L U L P  R.I2  484.(0,48) 2  110 W t chạy qua đoạn mạch thuần tuý điện cảm L. Vì dòng điện biến thiên nên trong cuộn dây sẽ cảm ứng ra suất điện động tự cảm eL và giữa hai cực của cuộn dây sẽ có điện áp cảm ứng uL. Hình 3.11 tILdttLdLdtdiLeuLL hoặc: LLLXUI Trị hiệu dụng của dòng điện trong nhánh thuần điện cảm tỉ lệ với trị hiệu dụng điện áp đặt vào nhánh, tỉ lệ nghịch với cảm kháng của nhánh. Ở đây: XL  .L  2 = 2- 0 = 2 >0 * Mạch biểu diễn vectơ: UL t O I L p Hình 3.12 Vectơ dòng điện: 0L0LII Vectơ điện áp: 2LLUU 2. Công suất: Công suất tức thời trong nhánh thuần điện cảm: tIUtIUtItUiuPLLLLLL2t: uL và iL ngược chiều nên pL = uL.iL < 0, năng lượng tích luỹ trong từ trường đưa ra ngoài đoạn mạch. Từ đó ta thấy rằng: “trong đoạn mạch thuần tuý điện cảm không có hiện tượng tiêu tán năng lượng mà chỉ có hiện tượng tích phóng năng lượng một cách chu kỳ”. P = 0 Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện cảm ta đưa ra khái niệm công suất phản kháng QL của điện cảm. LLLLLXU UC U C Giải: Điện kháng của cuộn dây: XL  L  314.0,015  3i Trị số tức thời của dòng điện: Hình 3.13  6314sin2.32,21sin2.ttIii Đồ thị vectơ dòng điện và điện áp như hình vẽ. 3.2.1.3 Mạch điện xoay chiều thuần dung: 1. Quan hệ dòng và áp:Giả sử tụ điện có điện dung C, tổn hao không đáng kể, điện cảm của tCUdttUdCdtduCdtdqiCCCcos2sin.2. 2sin.2cos.2C O UC pC u C  u,i fCCXC2. Dòng điện vượt trước điện áp một góc 2. Tức là: φ = ψu - ψi = 0 - 2= -2 < 0 * Mạch biểu diễn vectơ: Đồ thị hình sin: 2cost= UC.I.sin2t Trên đồ thị hình sin, vẽ các đường cong uC, iC và pC. Ta nhận thấy, trong khoảng 20t: uC và iC cùng chiều, tụ được nạp điện và pC khái niệm công suất phản kháng QC của điện dung CCCCCXUIXIUQ22  Ví dụ: Tụ điện có điện dung C  80F , tổn hao không đáng kể, mắc vào nguồn điên áp xoay chiều U=380V, tần số f = 50Hz. Xác định dòng điện và công suất phản kháng của nhánh. Giải: Dung kháng của nhánh: 6i Trị số tức thời của dòng điện: )(2314sin2.5,9 Ati Công suất phản kháng: kVarVarIXQC62,33620)5,9.(40.223.2.2 Giải mạch có nhiều phần tử mắc nối tiếp: 3.2.2.1 Mạch R - L - C mắc nối tiếp: 1. Quan hệ dòng, áp: Xét mạch điện trong trường hợp tổng quát gồm cả ba thành phần R, L, C sint qua nhánh R-L-C mắc nối tiếp sẽ tạo nên thành phần điện áp giáng tương ứng. Dòng điện qua các phần tử gây nên các sụt áp: tUusin2RR  RIUR.)2sin(2LL tUu uL  uC Biểu diễn bằng vectơ ta có : U  UR  UL  UC Tam giác OAB gọi là tam giác điện áp. Trong đó: Điện áp tổng U là cạnh huyền, hai cạnh góc vuông là các điên áp: OA = U UC Ur UL UC UL U I Ux=UL-UC φ B A o UL O I U UR A O I UR U Giả sử: UL  I.XL  UC  I.XC  XL  XC thì đồ thị vectơ được biểu diễn như hình b.Ta thấy,   0, dòng điện vượt trước điện áp một góc  hay điện áp chậm pha sau dòng điện một góc , ta bảo nhánh có tính điện dung. a. b. Hình 3.17 2. Định luật Ohm - Tổng trở - Tam giác trở kháng: Nhìn vào đồ thị vectơ ta thấy, trong tam giác vuông OAM      2222 CLCLRĐiện trở R, điện kháng X và tổng trở Z là 3 cạnh của một tam giác vuông. Trong đó, cạnh huyền là tổng trở Z, hai cạnh góc vuông còn lại là điện trở R và điện kháng X. Hình 3.18 P S Q Tam giác tổng trở giúp ta dễ dàng nhờ các quan hệ giữa các thông số R-L-C và tính ra góc lệch pha * Góc lệch pha  giữa i và u: RXRXXUU.cos thay vào (*), ta có: cos 2IUIRP  Đơn vị: Watt (W) b) Công suất phản kháng Q: Công suất phản kháng Q đặc trưng cho cường độ quá trình tích phóng năng lượng của điện từ trường trong mạch.Ta có: Q = X.I2 = (XL – XC).I2 (*) Trong đồ thị vectơ hình vẽ trên, ta thấy: UX  X.I  S. cosQ  U.sin  S.sin2222222)sin.(cos SSQP  Hình 3.1922QPS  0    0  mạch có tính dung Mạch có C-L; R = 0 X  XL  XC - Nếu XL  0 thì mạch thuần trở Ví dụ: Một cuộn dây có điện trở R = 10, điện cảm L = 0,318.10-1H = 1/π.10-1 H, mắc nối tiếp với C = 1/π.10-3 F, có U = 200V, f = 50Hz a. tính điện áp UL, UC b. vẽ đồ thị vectơ, tính chất mạch c. tính các thành phần của công suất Giải: a)  1050.2.10.12 C Tổng trở của toàn mạch:  10)1010(10)(2222CLLXXRZ Cường độ dòng điện trong mạch:  AZUI 2010200 Các thành phần của tam giác điện áp: UL  I . I UC  I . ZC  20.10  200 V b) Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện: W Q  XL  XC.I2 0 Hình 3.20 S2  P2  Qđiện trở U = UR thì ta bảo mạch đó có hiện tượng cộng hưởng điện áp. Khi có hiện tượng cộng hưởng: uL  uC Do đó, trị số hiệu dụng: UL  UC  I.XL  CLXXR 00 RXXtgCL Hình 3.21 UCo T T/2 t u, i i uC uL c, b, Mạch cộng hưởng điện áp có những tính chất sau: 1. Dòng điện trong mạch cộng hưởng: I = RUZU Nghĩa là trong mạch r - L - C nối tiếp RXRXUUUUqCLCL q gọi là hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng. Hệ số q càng lớn thì điện áp cục bộ giáng trên điện cảm hay điện dung càng lớn so với điện áp nguồn. 3. Công suất: Công suất tức thời trên điện cảm và điện dung đối pha nhau (Hình 3.21c) pL= uL.i = - uC i = - pC Ở mọi thời điểm, công suất pL và pC bằng nhau về trị số, ngược nhau về dấu. Trong một phần tư chu kỳ thứ nhất và thứ ba của dòng điện p o t r z x xL -xC U XL=500XC 0 gọi là tần số góc riêng của mạch, tại đó XL = XC và X=0, đó chính là điểm cộng hưởng. Tần số 0 gọi là tần số góc riêng của mạch. Ta có: XC= XC , suy ra CL001 Từ đó rút ra: LC (hay f = f0) mạch sẽ xảy ra cộng hưởng điện áp. Vậy, điều kiện xảy ra cộng hưởng điện áp là tần số nguồn điện bằng tần số riêng của mạch. f = f0 hay  = 0 Hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật điện, nhất là trong kỹ thuật điện tử vô tuyến. Tuy nhiên, cộng hưởng xảy ra trong mạch điện không ứng với chế độ làm việc bình thường sẽ dẫn đến hậu qủa tai hại như điện áp cục bộ trên cuộn dây, trên tụ điện tăng quá trị số cho phép, gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Ví dụ: Cho mạch R-L-C nối tiếp nhau như hình vẽ. Điện áp nguồn U = 200V, f = 50Hz. Xác định C để mạch có cộng hưởng nối tiếp. Tính dòng điện I và điện áp trên các phần tử và UR, UL và UC. X1 X2 I I1U R1 R2 CCXfXC F Dòng điện khi cộng hưởng:  ARUI 2100200 Điện áp trên điện trở bằng điện áp nguồn: UR U  200 UC  XC. I  500.2  1000 V  Đồ thị vectơ của mạch khi cộng hưởng: Hình 3.24 3.3 Giải mạch xoay chiều phân nhánh: 3.3.1. Mạch điện có hai nhánh song song: 1211XRZ ; 111RXtg 22222XRZ ; 222RXtg  Trị hiệu dụng của dòng điện trong các nhánh: I2Z2 UI1 Z1 Tổng dẫn nhánh bằng nghịch đảo của tổng trở nhánh 111ZZRg  2111ZXb  ; 2222ZXb  Điện dẫn tương đương Hình 3.26 g12 = g1 + g2 ; b12 = b122121212.ybZbX  Trở kháng nối tiếp nhau nên 123RRR ; 123XXX ; 22XRZ  Dòng điện trong mạch chính ZUII 3; RXtg  2122ZUI ; 222RXtg  3.3.1 Phương pháp đồ thị vectơ (phương pháp Fresnel): 3.3.2 Phương pháp tổng dẫn: 1. Tam giác dòng điện nhánh: Xét nhánh gồm điện trở R và nối tiếp với điện kháng X, đặt vào điện áp xoay chiều U.Thành phần tác dụng của dòng điện IR đồng pha với điện áp IX I I IRg I I U C Rg - Thành phần phản kháng của dòng điện Ix lệch pha điện áp góc 900 b.UZX.Usin.II2x trong đó: b là điện dẫn phản kháng của nhánh 222XRXZXbR = U2.g Q = U.I.sinφ = U.IX = U2.b S = U.I = U2.y 2. Giải mạch điện song song bằng phương pháp điện dẫn: I IR2 R1 C I 2R2 I1 R1 I1 I1I IL I Giải mạch điện gồm các nhánh song song bằng phương pháp điện dẫn được tiến hành như sau: Bước 1: Tính điện dẫn tác dụng và điện dẫn phản kháng của mỗi nhánh 212112111XRRZRg; 212112111; 222222222XRXZXb 222Z1y  Bước 2: Tính điện dẫn tác dụng và phản kháng của nhánh tương đương g = g1 y.UZUI  ; gbtg  Bước 4: Dòng điện và góc lệch pha ở mỗi nhánh iiiy.UZUI ; iiigbtg  3.3.3 Phương pháp biên độ phức: 3.3.3.1 Khái niệm và các phép tính của số phức: Một số phức được ký hiệu như sau: j gọi là đơn vị ảo, j2 = 1 j b gọi là số ảo Ví dụ: Z = 3 + j4 ; Z =2 +j5 1. Cách biểu diễn số phức: Trong mặt phẳng, lấy hệ toạ độ vuông góc, trục hoành biểu diễn các số thực gọi là trục thực, ký hiệu +1, trục tung biểu diễn các số ảo gọi là trục ảo, ký hiệu +j Hình 3.29 Chiều dài vectơ OM = Z gọi là modul của số phức (trị hiệu dụng) Góc ψ được tính từ trục thực đến vectơ OM theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) gọi là acgumen của số phức (pha ban đầu) Có hai cách để biểu diễn số phức: a) Dạng đại số:  d) Đổi từ dạng đại số sang dạng mũ jeCjba . trong đó : 22baC abarctg 2. Một số phép tính đối với số phức:

Tải File Word Nhờ tải bản gốc Tài liệu, ebook tham khảo khác
  • chương III. Dòng điện xoay chiều
  • NGHIÊN CỨU VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN DÒNG DIỆN CHUẨN DỪNG
  • Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ (Hướng dẫn giải)
  • Tài liệu CHUONG III DONG DIEN XOAY CHIEU
  • Gián án CHUONG III DONG DIEN XOAY CHIEU
  • Tài liệu Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ (Đề trắc nghiệm) doc
  • Tài liệu Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ (Lý thuyết)
  • Tài liệu Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ doc
  • Tài liệu Bài giải chuyên đề 3: dòng điện xoay chiều và dao động điện từ (Câu hỏi trắc nghiệm)
  • Chương 3. Dòng điện xoay chiều (vật lí 12)
  • Giải pháp nâng cao chất lượng phục vụ của khách sạn Hương Sen
  • Thực trạng phát triển du lịch cộng đồng trên đảo Cát Bà, Thành phố Hải Phòng
  • Thực trạng và các giải pháp nhằm đẩy mạnh hoạt động kinh doanh lưu trú tại khách sạn Thái Bình Dương
  • Đề án Định hướng phát triển du lịch biển, đảo tỉnh Nghệ An đến năm 2020
  • Báo cáo Thực tập tốt nghiệp kĩ thuật chế biến món ăn tại trường mầm non Tứ Liên
  • Quy trình phục vụ bàn tại nhà hàng Tiên Sa
  • giải pháp khắc phục tính mùa vụ trong kinh doanh nhà hàng của công ty khách sạn du lịch Kim Liên
  • Các biện pháp thu hút khách sử dụng dịch vụ bổ sung tại khách sạn Hoàng Anh Gia Lai Plaza Hotel Đà Nẵng
  • Tiềm năng hoạt động du lịch bền vững ở khu đô thị cổ Hội An và những biện pháp
  • Đánh giá thực trạng khai thác, sử dụng và đề xuất giải pháp bảo tồn, phát triển các loài cây lâm sản ngoài gỗ có giá trị tại khu vực sinh quyển Cù Lao Chàm
Hệ thống tự động tổng hợp link tải tài liệu, ebook miễn phí cho các bạn sinh viên tham khảo.

Học thêm

  • Nhờ tải tài liệu
  • Từ điển Nhật Việt online
  • Từ điển Hàn Việt online
  • Văn mẫu tuyển chọn
  • Tài liệu Cao học
  • Tài liệu tham khảo
  • Truyện Tiếng Anh
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status

Top

Từ khóa » Theo định Nghĩa Dòng điện Xoay Chiều Hình Sin Là