Tài liệu Bài 1 mạch một pha

TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP ] R R^ Taìi liãûu hæåïng dáùn thê nghiãûm KYÎ THUÁÛT ÂIÃÛN Hoü vaì tãn sinh viãn: Låïp : Ngaìy TN : Thê nghiãûm cuìng nhoïm våïi caïc sinh viãn: 1. 2. 3. 4. 5. Tháöy giaïo hæåïng dáùn: Nàm 2007 Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn 1 PHÁÖN I NHÆÎNG QUI ÂËNH ÂÄÚI VÅÏI SINH VIÃN LAÌM THÊ NGHIÃÛM I. THUÍ TUÛC CHUÁØN BË VAÌ LAÌM THÊ NGHIÃÛM - Muûc âêch cuía laìm thê nghiãûm laì âãø cuíng cäú vaì âaìo sáu thãm nhæîng kiãún thæïc lyï thuyãút bàòng con âæåìng thæûc nghiãûm. Ngoaìi ra coìn giuïp cho Sinh viãn tiãúp xuïc træûc tiãúp vaì laìm quen våïi caïc thiãút bë âiãûn. Vç váûy trong quaï trçnh hoüc táûp, thê nghiãûm laì mäüt yãu cáöu khäng thãø thiãúu âæåüc âäúi våïi ngæåìi Sinh viãn. - Træåïc khi âãún phoìng thê nghiãûm, caïc Sinh viãn phaíi täø chæïc thaình nhoïm, coï nhoïm træåíng, láûp danh saïch baïo caïo cho Giaïo viãn hæåïng dáùn âäöng thåìi hoíi thãm Giaïo viãn hæåïng dáùn nhæîng viãûc cáön chuáøn bë. - Mäùi Sinh viãn phaíi hiãøu roî näüi dung vaì muûc âêch thê nghiãûm træåïc khi âãún phoìng thê nghiãûm. Giaïo viãn hæåïng dáùn kiãøm tra nháûn thæïc cuía mäùi Sinh viãn træåïc khi laìm thê nghiãûm. Âäúi våïi nhæîng Sinh viãn chæa chuáøn bë kyî baìi thê nghiãûm, Giaïo viãn seî khäng cho laìm thê nghiãûm. Trong phoìng thê nghiãûm, Sinh viãn phaíi tuán theo caïc qui âënh sau: 1. Chè âæåüc laìm thê nghiãûm sau khi hiãøu roî näüi dung muûc âêch thê nghiãûm vaì laìm quen våïi caïc thiãút bë âiãûn. 2. Âi thê nghiãûm phaíi âuïng giåì do Giaïo viãn qui âënh. 3. Trãn baìn thê nghiãûm chè âàût nhæîng thiãút bë cáön thiãút phuûc vuû cho thê nghiãûm vaì phaíi sàõp xãúp goün gaìng, håüp lyï trong viãûc näúi dáy. 4. Sau khi màõc så âäö, caïc Sinh viãn cuìng kiãøm tra cáøn tháûn sau âoï baïo caïo cho Giaïo viãn hæåïng dáùn vaì chè âæåüc pheïp Giaïo viãn måïi âæåüc âoïng âiãûn tiãún haình thê nghiãûm. 5. Trong quaï trçnh thê nghiãûm phaït hiãûn nhæîng tçnh traûng khäng bçnh thæåìng, cáön nhanh choïng càõt âiãûn vaì baïo caïo ngay cho Giaïo viãn hæåïng dáùn biãút khäng âæåüc tæû yï xæí lyï. 6. Cáön phaíi ghi cheïp âáöy âuí caïc säú liãûu âo âæåüc trong quaï trçnh thê nghiãûm phaíi âæa Giaïo viãn kiãøm tra säú liãûu, nãúu säú liãûu sai phaíi laìm thê nghiãûm laûi. 7. Sau khi thê nghiãûm xong, càõt nguäön âiãûn, thaïo gåî vaì thu doün xãúp âàût laûi baìn thê nghiãûm, thu doün vaì baìn giao cho ngæåìi phuû traïch. II. VÃÖ KYÎ THUÁÛT AN TOAÌN THÊ NGHIÃÛM Khi tiãún haình thê nghiãûm Sinh viãn tuyãût âäúi tuán theo nhæîng quy âënh kyî thuáût an toaìn sau âáy : 1. Cáúm duìng tay chaûm vaìo caïc dáy dáùn vaì nuït khäng boüc caïch âiãûn. 2. Khäng âi laûi såì vaìo caïc thiãút bë, caïc baìn thê nghiãûm khaïc khäng liãn quan âãún baìi thê nghiãûm âang laìm. Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn 2 3. Khäng âæåüc såì vaìo caïc bäü pháûn âang quay cuía thiãút bë âiãûn. 4. Khäng âæåüc tæû tiãûn thay âäøi så âäö näúi dáy thê nghiãûm khi âang näúi våïi nguäön cung cáúp (maûch âang mang âiãûn). 5. Khäng âæåüc âoïng âiãûn trong khi màõc dáy vaìo maûch. 6. Mäùi láön thay âäøi maûch âiãûn âãø laìm caïc thê nghiãûm khaïc phaíi baïo caïo Giaïo viãn hæåïng dáùn kiãøm tra vaì cho pheïp måïi âæåüc âoïng âiãûn. Ghi chuï : NHÆÎNG SINH VIÃN NAÌO VI PHAÛM MÄÜT TRONG NHÆÎNG ÂIÃÖU QUY ÂËNH TRÃN ÂÁY SEÎ KHÄNG ÂÆÅÜC LAÌM THÊ NGHIÃÛM, KHÄNG ÂÆÅÜC THI MÄN HOÜC NAÌY ÂÄÖNG THÅÌI PHAÍI CHËU TRAÏCH NHIÃÛM VÃÖ NHÆÎNG HÆ HOÍNG CAÏC THIÃÚT BË NÃÚU COÏ. Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn 3 PHÁÖN II CAÏC BAÌI THÊ NGHIÃÛM BAÌI SÄÚ 1 MAÛCH DOÌNG ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU MÄÜT PHA (GOÜI TÀÕT LAÌ MAÛCH MÄÜT PHA) I. MUÛC ÂÊCH THÊ NGHIÃÛM : 1. Bàòng thæûc nghiãûm, kiãøm tra âënh luáût Äm trãn maûch R, L, C näúi tiãúp. Nàõm væîng sæû phán bäú âiãûn aïp trãn caïc pháön tæí khi thay âäøi caïc thäng säú cuía maûch. 2. Xáy dæûng âäö thë vectå. 3. Xaïc âënh caïc thäng säú cuía maûch: R , L, C, X L , X C , R L bàòng caïc säú liãûu thê nghiãûm. 4. Khaío saït hiãûn tæåüng cäüng hæåíng âiãûn aïp. 5. Biãút caïch náng cao hãû säú cäng suáút cos ϕ bàòng tuû âiãûn. II. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM THEO YÃÖU CÁÖU CHUNG 1. Maïy biãún aïp tæû ngáùu âiãöu chènh âæåüc: 1 caïi. 2. Ampemeït xoay chiãöu 0÷1A : 3 caïi. 3. OÏat meït : 1 caïi. 4. Cuäün caím + âiãûn tråí : 1 caïi. 5. Mäâun tuû âiãûn âiãöu chènh âæåüc : 1 bäü. III. VAÌI NEÏT VÃÖ LYÏ THUYÃÚT MAÛCH R, L, C NÄÚI TIÃÚP I R -Biãøu thæïc âënh luáût Äm I= L U U Z -Trong âoï: (R + R L )2 + (X L − X C )2 (Ω ) (Ω ) X L = 2πfL 1 (Ω ) XC = Z= C 2πfC Hçnh 1-1 Maûch R-L-C näúi tiãúp -Cäng xuáút taïc duûng toaìn maûch âiãûn : Trong âoï: cos ϕ = P = UI cos ϕ R + RL (R + R L )2 + (X L − X C )2 Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn -Táön säú cäüng hæåíng: -Doìng âiãûn cäüng hæåíng: 4 f ch = f = f 0 = I ch = I max 1 2π LC U = R IV. NÄÜI DUNG VAÌ TRÇNH TÆÛ THÊ NGHIÃÛM 1. Laìm quen våïi caïc thiãút bë thê nghiãûm vaì caïch sæí duûng âäöng häö âo. Trãn baìn thê nghiãûm coï caïc mäâun pháön tæí R, L, C; caïc loaûi duûng cuû âo nhæ Ampe meït, vän meït, oaït meït vaì MBA tæû ngáùu. Sinh viãn laìm quen våïi caïc loaûi trãn âãø tiãûn viãûc näúi dáy laìm thê nghiãûm. 2. Så âäö thê nghiãûm màõc nhæ sau: hçnh 1-2 Caïc thäng säú trong så âäö maûch âiãûn âæåüc choün nhæ sau: U = 0 âãún 100 Vän R = 0 âãún 100 Ω * A L = 0 âãún 1 Henry C = 0 âãún 30 μF. Un V U * W R L C Hçnh 1-2 Så âäö thê nghiãûm maûch R-L-C näúi tiãúp 3. Trçnh tæû tiãún haình nhæ sau : • Sau khi màõc så âäö xong, kiãøm tra vaì baïo caïo giaïo viãn hæåïng dáùn, sau khi Giaïo viãn hæåïng dáùn cho pheïp måïi âæåüc âoïng âiãûn. • Chuï yï ràòng træåïc khi âoïng âiãûn phaíi âãø biãún aïp tæû ngáùu åí vë trê 0. Caïc duûng cuû âo âãø åí thang âo låïn nháút, sau âoï tàng dáön biãún aïp tæû ngáùu lãn âãún 100V. Âiãöu chènh thang âo caïc duûng cuû âo âãún thang væìa âuí âãø âoüc kãút quaí. Træåìng håüp láúy giaï trë âiãûn aïp duìng vän meït âãø âo. • Âiãöu chènh tuû C âãø maûch coï tênh cháút âiãûn caím nghéa laì U L > U C . Âoüc caïc chè säú trãn duûng cuû âo ghi vaìo baíng 1. • Âiãöu chènh C âãø maûch coï tênh cháút âiãûn dung nghéa laì U L < U C vaì chè caïc trë säú trãn duûng cuû âo ghi vaìo baíng 1. • Âiãöu chènh C âãø maûch cäüng hæåíng nghéa laì tæång æïng våïi I = I max vaì mäüt caïch lyï tæåíng coï thãø coi U L = U C ghi kãút quaí âo vaìo baíng 1. Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn 5 4. Tênh toaïn caïc thäng säú cuía maûch: Tæì kãút quaí âo âæåüc tênh toaïn caïc thäng säú cuía maûch âiãûn nhæ sau: R= UR ; I ZL = R∑ = RL = R∑ − R X L = Z 2L − R 2L XC = UL ; I UC I cos ϕ = P UI P ; I2 XL XL = ω 2πf 1 C= ωX C L= Veî âæåìng âàûc tênh U C = f (C ) khi L = const cáön thay âäøi C âãø láúy thãm êt nháút 2 trë säú næîa. Näúi caïc âiãøm trãn laûi. Veî âäö thë veïctå thæûc nghiãûm cho 3 træåìng håüp: Maûch coï tênh âiãûn caím, âiãûn dung vaì cäüng hæåíng, so saïnh våïi âäö thë veïctå âaî hoüc trong lyï thuyãút vaì nháûn xeït. 5. Náng cao cosϕ bàòng tuû âiãûn (buì bàòng tuû âiãûn ténh): Så âäö khäúi thê nghiãûm nhæ hçnh veî (hçnh 1-3) Khi chæa buì nghéa laì chæa âoïng C vaìo maûch, tàng âiãûn aïp 100V. Âoüc caïc chè säú trãn duûng cuû âo ghi vaìo baíng 2. Khi buì nghéa laì âoïng C vaìo maûch, âiãöu chènh C sao cho doìng âiãûn chaûy qua A1 nhoí hån khi chæa buì. Ghi kãút quaí vaìo baíng 2. Âiãöu chènh láúy vaìi trë säú cuía C. Tæì kãút quaí âo ta tênh âæåüc: P P P' ; cos ϕ' = ; C = 2 (tgϕ − tgϕ') cos ϕ = U ' I' UI U ω * * W A1 A3 A2 U U2 V R C L Hçnh 1-3 Så âäö thê nghiãûm maûch buì bàòng tuû âiãûn V. CÁU HOÍI KIÃØM TRA 1. Muûc âêch thê nghiãûm 2. Caïch xaïc âënh caïc thäng säú cuía maûch âiãûn bàòng thê nghiãûm. Thê nghiãûm - Kyî thuáût âiãûn 6 3. Thãú naìo laì maûch coï tênh âiãûn caím, âiãûn dung, cäüng hæåíng. 4. Nháûn xeït âæåìng âàûc tênh Uc=f(C) khi L=const. Nháûn xeït âæåìng âàûc tênh I = f(C) vaì suy ra caïc âæåìng âàûc tênh U R , U L , U C , ϕ = f (C ) 5. Phæång phaïp náng cao hãû säú cäng suáút cos ϕ Baíng 1 Træåìng håüp I P Kãút quaí âo UR UL UC U C Z Kãút quaí tênh R L C ϕ Tênh caím Tênh dung 1 Tênh dung 2 Tênh dung 3 Cäüng hæåíng Baíng 2 Træåìng håüp U2 P Kãút quaí âo I1 I2 Chæa buì Buì láön 1 Buì láön 2 ] R R^ I3 C Kãút quaí tênh C cosϕ