Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
- Chọn cho nguồn dòng khép mạch qua nhánh 2.

- Chọn cho nguồn dòng khép mạch qua nhánh 2.

Tải bản đầy đủ - 0trang

6.3.1. Khái niệm

Sơ đồ thay thế mạch điện có hỗ

cảm là một sơ đồ mạch điện chỉ có liên

hệ về điện giữa các đại lượng trên phần

tử L, nhưng vẫn đảm bảo về mặt năng

lượng giống như sơ đồ có quan hệ hỗ

cảm.

6.3.2. Các phép biến đổi tương đương

a) Đấu nối tiếp thuận hai cuộn dây có hỗ

cảm

Sơ đồ đấu như hình 6.7a, từ đó ta

có phương trình cân bằng điện áp:

& U

& U

& U

& U

&

U

ab

L1

1M

L2

2M

 (ZL  Z1M  ZL  Z2M )I&

1

2

 (ZL  ZL  2ZM )I&

1

2



Từ phương trình rút gọn sơ đồ

hình 6.7a, nó tương đương với sơ đồ hình

6.7b

b) Đấu nối tiếp ngược hai cuộn dây có hỗ

cảm

Theo hình 6.8a ta có phương trình

cân bằng điện áp:

& U

& U

& U

& U

&

U

ab

L

1M

L

2M

1



2



 (ZL  Z1M  ZL  Z2M )I&

1

2

 (Z  Z  2Z )I&

L1



L2



M



Vậy sơ đồ hình 6.8a được thay thế

tương đương với sơ đồ hình 6.8b

c) Đấu song song thuận (cùng cực tính) hai

cuộn dây có hỗ cảm

Theo hình 6.9a ta có hệ phương trình.



&

I &

I  I&

�3 1 2

�&

& U

& Z &

&

�U ac  U

L1

1M

L1 I1  Z1M I2

�&

& U

& Z &

&

U U



L2

2M

L 2 I 2  Z2M I1

� bc



I2 từ (1) vào (2).

Thay &



121



(1)

(2)

(3)



& Z &

& &

U

ac

L1 I1  Z1M (I3  I1)

&

 (ZL  Z2M )I&

1  Z1M I3

1



(4)



I1 từ (1) vào (3).

Thay &

& Z &

& &

U

bc

L I 2  Z2M (I3  I2 )

2



 (ZL  Z2M )I&2  Z1M I&3

2



(5)



Vậy sơ đồ hình 6.9a được thay thế tương đương với sơ đồ hình 6.9b.

d) Đấu song song ngược hai cuộn dây có hỗ cảm (ngược cực tính)

Chứng minh tương tự như trường hợp đấu song song ta cũng nhận được sơ đồ

hình 6.10b thay thế tương đương cho sơ đồ hình 6.10a.



6.4. Quá trình năng lượng trong mạch điện có hỗ cảm

Trong mạch điện có hỗ cảm giả thiết phần tử L k ở nhánh thứ k và phần tử L l ở

nhánh thứ l có quan hệ hỗ cảm với nhau thì điện áp hỗ cảm trên các phần tử đó là:

& U

&  jM &

&

&

&

&

U

kl

kM

kl Il ; U lk  U lM  jMlk Ik . Từ biểu thức ta thấy U kM vng

& vng góc với &

Il và U

Ik , vì thơng thường &

Il và &

Ik khơng cùng pha với

góc với &

lM



nhau do đó cơng suất hỗ cảm trên các phần tử hỗ cảm là khác không.



& ,&

PkM  U kM Ik cos U

kM Ik �0



(6.7)





& ,&

PlM  UlM Il cos U

lM Il �0



(6.8)



Do trên các phần tử hỗ cảm khơng có sự tiêu tán năng lượng (khơng có R), nên

theo định luật bảo tồn năng lượng thì tổng cơng suất hỗ cảm phải bằng không.

PkM  PlM  0 � PkM  PlM



(6.9)

122



Nghĩa là giữa các phần tử hỗ cảm có sự trao đổi năng lượng cho nhau, khi P kM >

0 thì PlM < 0, phần tử Lk nhận một năng lượng đúng bằng năng lượng của phần tử L l

phát ra hoặc ngược lại, sự trao đổi năng lượng này được thực hiện thông qua đường từ

thông, điều này được chứng minh như sau:

Ik và &

Il khác nhau một góc , từ đồ thị véc

Giả sử &



&

U

lM



&

U

kM



tơ hình 6.11 ta có:

PkM  U kM I k cos(900  )  M lk IlI k sin 

PlM  UlM Il cos(900  )  M lk Il I k sin 



Suy ra: PkM  PlM



&

Ik







&

Il

Hình 6.11



Tóm tắt chương 6

Trong chương này trình bày hiện tượng hỗ cảm và định luật Lenx cho trường

hợp hỗ cảm, cách xác định điện áp hỗ cảm dưới dạng tức thời, dạng phức. Trình bày các

phương pháp dòng điện nhánh, phương pháp dòng điện vòng trong mạch có hỗ cảm.

Vận dụng các phương pháp để phân tích và giải mạch điện có hỗ cảm; sự truyền tải

năng lượng giữa các phần tử có hỗ cảm.

Câu hỏi, bài tập chương 6

Câu hỏi

1. Thế nào là mạch có hỗ cảm? Phân biệt sự khác nhau giữa điện áp tự cảm và điện áp

hỗ cảm. Kể tên một số các thiết bị điện trong đó có các phần tử quan hệ hỗ cảm.

2. Thế nào là điện áp hỗ cảm? Xác định cực tính của các cuộn dây có quan hệ hỗ cảm.

3. Nêu các bước tính dòng điện trong các nhánh của mạch điện có hỗ cảm theo phương

pháp dòng điện các nhánh. Cho ví dụ minh họa cho trường hợp mạch có: 3 nhánh có

dòng cần tìm, 2 nút, một hỗ cảm, 01 nguồn dòng điện và 02 điện áp cùng tác động.

4. Nêu các bước tính dòng điện trong các nhánh của mạch điện có hỗ cảm theo phương

pháp dòng điện mạch vòng. Cho ví dụ minh họa cho trường hợp mạch có: 3 nhánh có

dòng cần tìm, 2 nút, một hỗ cảm, 01 nguồn dòng điện và 02 điện áp cùng tác động.

5. Nêu cách tính mạch điện có hỗ cảm bằng phương pháp dòng điện nhánh, dòng điện

vòng. Khi tính cần chú ý gì? Có gì khác với mạch khơng có hỗ cảm.

6. Trình bày các phương pháp phân tích mạch điện có hỗ cảm. Tại sao phương pháp

điện thế các nút không sử dụng được khi phân tích mạch điện có hỗ cảm?

Bài tập

1. Cho mạch điện hình 6.12, với các số liệu của mạch cho như sau:

j  2 3sin(314t  650 )A ; L3 = 0,2H; r1 = r2 = 10; L1 = L2 = 0,1H; M = 0,15H. Tính



123



dòng điện các nhánh của mạch đã cho.



2. Chứng minh rằng hai phần tử có hỗ cảm nối song song có thể thay bằng một tổng

trở: Z 



Z1.Z2  Z2M

Z1  Z2  2ZM



3. Cho sơ đồ một máy biến

áp như hình 6.13, với các số

liệu như sau:

U1  100V; R1  20;

L1  100; L 2  10;

M  30.



a) Tính dòng điện sơ

cấp I1 và I2

b) Xác định số chỉ đồng hồ vơn kế (V)

4. Hai cuộn dây giống nhau có hỗ cảm nối tiếp nhau và nối với nguồn điện áp U

=127V, f = 50Hz. Biết rằng, khi nối thuận dòng điện bằng I = 2,1A và công suất bằng P

= 50W. Còn khi nối ngược dòng điện bằng I = 8,5A. Hãy tính điện trở, điện cảm và hỗ

cảm giữa chúng.



CHƯƠNG 7

124



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

- Chọn cho nguồn dòng khép mạch qua nhánh 2.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×