Bài giảng Kỹ thuật điện - Phạm Văn Anh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
2014 
BÀI GIẢNG MÔN HỌC 
KỸ THUẬT ĐIỆN 
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 
ThS. Phạm Văn Anh 
Thời lượng: 30 tiết 
Bậc học: Đại học 
 Quảng Ngãi, tháng 12 năm 2014 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 1 
LỜI NÓI ĐẦU 
Ở nước ta hiện nay, công nghiệp hóa – hiện đại hóa đang bước vào giai đoạn 
phát triển mạnh mẽ. Trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là cơ khí – tự động hóa có nhiều 
bước phát triển vượt bậc, góp phần củng cố và xây dựng cơ sở vật chất hạ tầng cho 
nền kinh tế. 
Góp phần vào những nỗ lực này, các cán bộ, giảng viên và toàn thể các sinh 
viên của đại học Phạm Văn Đồng cũng đang từng bước đổi mới, nâng cao trình độ 
chuyên môn, nhằm tạo ra những bước chuyển lớn trong đào tạo và nâng cao chất 
lượng tạo. 
Từ những yêu cầu trên, tác giả đã biên soạn bài cuốn bài giảng này nhằm làm 
tài liệu học tập cho các lớp chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí tại Đại học Phạm Văn 
Đồng. Tài liệu này được sử dụng cho sinh viên các lớp đại học tín chỉ với thời lượng 
30 tiết. Tôi hy vọng đây sẽ là tài liệu thiết thực cho các bạn sinh viên. 
Trong quá trình biên soạn, chắc chắn tài liệu không tránh khỏi có những sai sót. 
Mọi góp ý xin gửi về địa chỉ Phạm Văn Anh - Khoa Kỹ Thuật Công Nghệ - Trường 
Đai học Phạm Văn Đồng hoặc thư điện tử: pvanh@pdu.edu.vn. Xin chân thành cảm 
ơn. 
 Tác giả 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 2 
CHƯƠNG 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 
Mục tiêu 
 Mục tiêu của chương này giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản về 
mạch điện, kết cấu hình học của một mạch điện, các thông số cơ bản khi xem xét một 
mạch điện. Phần cuối của chương giúp sinh viên nắm được hai định luật Kirchoff, 
đây là những định luật cơ bản và là công cụ để giải các bài toán về mạch điện ở các 
chương tiếp theo. 
1.1. Những khái niệm cơ bản về mạch điện 
1.1.1. Mạch điện: là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn (phần tử 
dẫn) tạo thành những vòng kín trong đó dòng điện có thể chạy qua. Mạch điện thường 
gồm các loại phần tử sau: nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn. Ví dụ một mạch điện 
trong hình 1.1. Mạch điện bao gồm một nguồn điện AC, một bóng đèn, một động cơ 
điện và dây dẫn. 
AC M
Nguồn điện Bóng đèn Động cơ điện
A
B
a
b
c
Dây dẫn
1
2
3
Hình 1.1 
1.1.2. Nguồn điện: Nguồn điện là thiết bị phát ra điện năng. Về nguyên lý, nguồn 
điện là thiết bị biến đổi các dạng năng lượng như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng thành 
điện năng. 
1.1.3. Tải: Tải là các thiết bị tiêu thụ điện năng và biến đổi điện năng thành các dạng 
năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng v 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 3 
1.1.4. Dây dẫn: Dây dẫn làm bằng kim loại (đồng, nhôm ) dùng để truyền tải điện 
năng từ nguồn đến tải. 
1.2. Kết cấu hình học của mạch điện 
1.2.1. Nhánh: Nhánh là một đoạn mạch gồm các phần tử ghép nối tiếp nhau, trong 
đó có cùng một dòng điện chạy từ đầu này đến đầu kia. 
1.2.2. Nút: Nút là điểm gặp nhau của từ ba nhánh trở lên. 
1.2.3. Vòng: Vòng là lối đi khép kín qua các nhánh. 
1.2.4. Mắt lưới: Vòng mà bên trong không có vòng nào khác 
Ví dụ: Mạch điện trên hình 1.1 có 3 nhánh, 2 nútA, B và 3 vòng a, b, c. 
1.3 Các đại lượng đặc trưng trong mạch điện 
1.3.1. Dòng điện 
Dòng điện i về trị số bằng tốc độ biến thiên của lượng điện tích q qua tiết diện 
ngang một vật dẫn: i = dq/dt 
Chiều dòng điện quy ước là chiều chuyển động của điện tích dương trong điện 
trường. 
1.3.2. Điện áp 
Hiệu điện thế (hiệu thế) giữa hai điểm gọi là điện áp. Điện áp giữa hai điểm A 
và B là: tututu BAAB (1.1) 
Chiều điện áp quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế 
thấp. 
1.3.3. Chiều dương dòng điện và điện áp 
Khi giải mạch điện, ta tùy ý vẽ chiều dòng điện và điện áp trong các nhánh gọi 
là chiều dương. Kết quả tính toán nếu có trị số dương, chiều dòng điện (điện áp) trong 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 4 
nhánh ấy trùng với chiều đã vẽ, ngược lại, nếu dòng điện (điện áp) có trị số âm, chiều 
của chúng ngược với chiều đã vẽ. 
1.3.4. Nguồn điện áp và nguồn dòng điện 
Nguồn điện áp đặc trưng cho khả năng tạo nên và duy trì một điện áp trên hai 
cực của nguồn. Nguồn điện áp được ký hiệu như trong hình .12a. Nguồn điện áp còn 
được đặc trương bởi một suất điện động e(t) (hình 1.2b). 
Chiều e (t) từ điểm điện thế thấp đến điểm điện thế cao. Chiều điện áp theo 
quy ước từ điểm có điện thế cao đến điểm điện thế thấp. 
 u t e t (1.2) 
Trong (1.2) dấu “-” thể hiện sự trái dấu giữa u và e. 
e(t)u(t)
a b
i(t)
c
Hình 1.2 
Nguồn dòng điện i (t) đặc trưng cho khả năng của nguồn điện tạo nên và duy 
trì một dòng điện cung cấp cho mạch ngoài. Ký hiệu nguồn dòng được thể hiện ở 
hình 1.2c. 
1.3.5. Điện trở 
` Điện trở R đặc trưng cho quá trình tiêu thụ điện năng và biến đổi điện năng sang 
dạng năng lượng khác như nhiệt năng, quang năng, cơ năng vĐơn vị của điện trở 
là Ω (ôm). 
R
uR(t)
i(t)
Hình 1.3 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 5 
Điện dẫn G: G = 1/R. Đơn vị điện dẫn là Simen (S). Điện năng tiêu thụ trên 
điện trở trong khoảng thời gian t. 
dtRipdtA
t t
0 0
2 (1.3)
Khi i = const ta có: 2A Ri t (1.4) 
Công suất tiêu thụ của điện trở: 2p Ri (1.5) 
1.3.6. Điện cảm L 
Khi có dòng điện i chạy trong cuộn dây W vòng sẽ sinh ra từ thông móc vòng 
với cuộn dây: W  (1.6) 
 là từ thông trên một đơn vị vòng dây. 
Điện cảm của cuộc dây được định nghĩa là: 
W
L
i i
 
 (1.7) 
Đơn vị điện cảm là Henry (H). Điện cảm được ký hiệu như trong hính 1.4. 
Nếu dòng điện i biến thiên thì từ thông cũng biến thiên và theo định luật cảm 
ứng điện từ trong cuộn dây xuất hiện sức điện động tự cảm: 
L
Ldi
e
dt
 (1.8) 
eL
uR(t)
i(t)
Hình 1.4 
Quan hệ giữa dòng điện và điện áp: 
L L
di
u e L
dt
 (1.9) 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 6 
Công suất tức thời trên cuộn dây: 
. .L L
di
p u i L i
dt
 (1.10) 
Năng lượng từ trường của cuộn dây: 
2
0 0
1
. . . . .
2
t t
L LW p dt L i di L i (1.11) 
Điện cảm L đặc trưng cho hiện tượng tạo ta từ trường và quá trình trao đổi, tích 
lũy năng lượng từ trường của cuộn dây. 
1.3.7. Điện dung C 
 Khi đặt điện áp uc hai đầu tụ điện, sẽ có điện tích q tích lũy trên bản tụ điện: 
cq Cu (1.12) 
Nếu điện áp uC biến thiên sẽ có dòng điện dịch chuyển qua tụ điện: 
cdudqi C
dt dt
 (1.13) 
Ta có: 
0
1
( ) . .
t
Cu t i dt
C
 (1.14) 
 Công suất tức thời của tụ điện: 
. . cc c c
du
p u i C u
dt
 (1.15) 
Năng lượng điện trường của tụ điện: 
0
2
0 0
1
. . . .
2
CU
C C C C CW p dt C u du C U (1.16) 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 7 
Điện dung C đặc trưng cho hiện tượng tích lũy năng lượng điện trường (phóng 
tích điện năng) trong tụ điện. Đơn vị của điện dung là F (Fara). 
1.3.8. Công suất 
Trong mạch điện, một nhánh, một phần tử có thể nhận năng lượng hoặc phát 
năng lượng. Ở một thời điểm nào đó nếu: 
p = u.i > 0 nhánh nhận năng lượng. 
p = u.i < 0 nhánh phát nănglượng. 
Nếu chọn chiều dòng điện và điện áp trên nhánh ngược nhau thì ta có kết luận 
ngược lại. Trong hệ SI đơn vị của điện áp là V (vôn), đơn vị dòng điện là A (Ampe), 
đơn vị đo của công suất là W (oát). 
1.4. Các định luật Kirchoff 
Định luật Kirchoff 1 và 2 là hai định cơ bản để nghiên cứu và tính toán mạch 
điện. 
1.4.1. Định luật Kirchoff 1 
 Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không: 0  ti (1.17) 
 Trong đó thường quy ước các dòng điện có chiều đi tới nút mang dấu dương, và 
các dòng điện có chiều rời khỏi nút thì mang dấu âm hoặc ngược lại. 
Ví dụ : Tại nút trên hình 1.1, định luật Kiếchốp 1 được viết như sau: 
54321 IIIII hoặc 54321 IIIII 
Hình 1.5 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 8 
1.4.2. Định luật Kirchhoff 2 
Đi theo một vòng kín với chiều tùy ý, tổng đại số các điện áp rơi trên các phần 
tử bằng không. 
 0u t  (1.18) 
Chuyển các nguồn suất điện động sang vế phải, định luật Kirchhoff có thể được 
phát biểu như sau: 
Đi theo một vòng khép kín, theo một chiều dương tùy ý, tổng đại số các điện áp 
rơi trên các phần tử R, L, C bằng tổng đại số các sức điện động có trong vòng; trong 
đó những sức điện động và dòng điện có chiều trùng với chiều dương của vòng sẽ 
mang dấu dương, ngược lại mang dấu âm. 
Ví dụ 1: Đối với vòng kín trong hình 1.6, định luật Kirchoff 2. 
R1.i1 + R2.i2 – R3.i3+R4.i4= -e2 -e3 +e4 
i3 
C3
R3
i1
e1
R1
L2
e2
i2
 Hình 1.6 Hình 1.7 
 Ví dụ 2: Đối với mạch vòng kín trong hình 1.7, định luật Kirchhoff 2 được viết như 
sau: 
2
3 3 3 2 1 1 1 2
3
1 di
R i i dt L R i e e
C dt
R1 
R2 
R4 
R3 
e4 
e2 
i3 
i4 
e3 
i1 
i2 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 9 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1. Trong một mạch điện khi nào nhánh được gọi là nhận năng lượng? phát năng 
lượng? 
Câu 2. Nguồn điện áp là gì? Nguồn điện áp u(t) và sức điện động có điểm gì khác 
nhau? 
Câu 3. Viết phương trình tổng quát của định luật Kirchoff 1 và 2. 
Câu 4. Cho mạch điện như hình 1.8. Biết: VE 1001 , VE 1302 , AI 8 ,  31R , 
 51R , VUca 70 . Tìm các dòng điện 1I , 2I . 
R1I1
E1
E2
R2
a
b
c
I
I2
Hình 1.8 
Câu 5. Viết phương trình định luật Kirchoff 2 cho mạch vòng (hình 1.9) 4 nhánh. 
e2L
C
Re1
i1
i2
i3i4
Hình 1.9 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 10 
CHƯƠNG 2. DÒNG ĐIỆN HÌNH SIN 
Mục tiêu 
 Chương này giúp sinh viên tổng kết các kiến thức về khái niệm, các 
đại lượng cơ bản của dòng điện hình sin, cách biểu diễn các đại lượng này 
thông qua số phức, cách tính toán các thành phần công suất và hiện tượng 
cộng hưởng trong mạch điện hình sin . 
2.1. Khái niệm về dòng điện xoay chiều hình sin 
Dòng điện xoay chiều có thể được mô tả dưới dạng hàm số sin, hoặc qui về 
dạng hàm số sin được gọi là dòng điện hình sin. 
2.1.1. Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện hình sin 
Biểu thức của dòng điện, điện áp hình sin: 
 max sin ii t I t (2.1) 
 max sin uu t U t (2.2) 
Trong đó : 
 ,i t u t : trị số tức thời của dòng điện, điện áp. 
max max,I U : trị số cực đại (biên độ) của dòng điện, điện áp. 
,i u : pha ban đầu của dòng điện, điện áp. 
Góc lệch pha giữa các đại lượng là hiệu số pha đầu của chúng. Góc lệch pha 
giữa điện áp và dòng điện thường kí hiệu là : u i (2.3) 
 Nếu : 0 : điện áp sớm phá dòng điện. 
 0 : điện áp chậm pha so với dòng điện. 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 11 
 0 : điện áp trùng pha với dòng điện. 
2.1.2. Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin 
Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin là dòng một chiều I sao cho khi chạy 
qua cùng một điện trở R thì sẽ tạo ra cùng công suất. 
Dòng điện hình sin chạy qua điện trở R, lượng điện năng W tiêu thụ trong một 
chu kỳ T: dtiRW
T
0
2. (2.4) 
Công suất trung bình trong một chu kỳ: 
 dtiR
T
P
T
0
2.
1
 (2.5) 
 Với dòng điện một chiều ta có công suất P = I2R. Ta có : 
TT
dttiR
T
IIRdttiR
T
P
0
22
0
2 ).(..
1
.)(.
1
 (2.6) 
 Và: 
2
maxII (2.7) 
2.2. Biểu diễn đại lượng xoay chiều bằng vectơ 
Các đại lượng hình sin được biểu diễn bằng véctơ có độ lớn (môđun) bằng trị 
số hiệu dụng và góc tạo với trục Ox bằng pha đầu của các đại lượng. 
Vectơ dòng điện I biểu diễn dòng điện. Ví dụ: 5 2.sin( 30 )oi t t 
I
030i O x
U
045u 
O x
Hình 2.1 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 12 
Vectơ điện áp U biểu diễn điện áp. Ví dụ: 140 2.sin( 45 )ou t t 
Tổng hay hiệu của các hàm sin được biểu diễn bằng tổng hay hiệu các véc tơ 
tương ứng. 
Định luật Kirchoff 1 dưới dạng véc tơ: 0I  (2.8) 
Định luật Kirchoff 2 dưới dạng véctơ: 0U  (2.9) 
Dựa vào cách biểu diễn các đại lượng và 2 định luật Kirchhoff bằng vectơ, ta 
có thể giải mạch điện trên đồ thị bằng phương pháp đồ thị vectơ. 
2.3. Biểu điễn đại lượng xoay chiều hình sin bằng ảnh phức 
Cách biểu diễn vectơ gặp nhiều khó khăn khi giải mạch điện phức tạp. Khi giải 
mạch điện hình sin ở chế độ xác lập một công cụ rất hiệu quả là biểu diễn các đại 
lượng hình sin bằng số phức. 
2.3.1. Kí hiệu của đại lượng phức 
Số phức biểu diễn các đại lượng hình sin ký hiệu bằng các chữ in hoa, có dấu 
chấm ở trên. 
Số phức có 2 dạng: 
a. Dạng số mũ: 
.
.
j
A Ae
 (2.10)
b. Dạng đại số: A= a + jb (2.11) 
Trong đó: j2 = -1 (2.12) 
Biến đổi dạng số phức dạng mũ sang đại số: 
.
. .(cos .sin )
jA Ae A j (2.13)
Biến đổi dạng đại số sang dạng phức dạng: . ja bj Ae (2.14) 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 13 
Trong đó: A a b ; 
b
arctg
a
 (2.15) 
2.3.2. Một số phép tính đối với số phức 
 a. Cộng trừ: (a+jb)- (c+jd) = (a-c)+j(b-d) (2.16) 
 b. Nhân chia: 
 (a+jb).(c+jd) = ac + jbc + jad + j2bd= (ac-bd) + j(bc+ad) (2.17) 
 . . .A B A BA B A B    (2.18) 
 ( ). . . . .A B A Bj j jAe B e A B e (2.19) 
22
)...().(
)).((
)).((
dc
dabcjbdca
djcdjc
djcbja
djc
bja
 (2.20) 
 c. Nhân số phức với ±j 
 Theo công thức Ơle, ta có: 
 ej 90 = 1.( cos90 + j sin90) = j (2.21) 
 ej -90 = 1[cos (-90) + j sin (-90)] = - j (2.22) 
 Do đó, ta có thể thay thế tương đương ±j như trong công thức (2.21) và (2.22) 
2.3.3. Tổng trở phức và tổng dẫn phức 
Tổng trở phức kí hiệu là Z: 
eze
I
U
eI
eU
I
U
Z IU
I
U
j
j
j
..
.
. ).(
.
.
 

 ; Z = R +jX (2.23) 
 Mô đun của tổng trở phức kí hiệu là z: 22 XRz (2.24) 
 Tổng dẫn Y: 
Z
Y
1
 (2.25) 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 14 
2.3.4. Các định luật dưới dạng phức 
 a. Định luật Ohm: 
I
U
Z 

 (2.26) 
 b. Định luật Kirchoff 1: 0  I (2.27) 
 c. Định luật Kirchoff 2: 0 U (2.28) 
2.4. Mạch điện thuần điện trở 
Hình 2.2 
Khi có dòng điện i = Imaxsinωt qua điện trở R , điện áp trên điện trở: 
uR= R.i =URmax sinωt (2.29) 
Trongđó: URmax = R.Imax (2.30) 
Ta có : UR =R.I hoặc I = UR/ R (2.31) 
Biểu diễn véctơ dòng điện i và điện áp uR 
Dòng điện i = Imaxsinωt biểu diễn dưới dạng dòng điện phức : 
0.
.
j
eII  (2.32) 
Điện áp uR = Umaxsinωt biểu diễn dưới dạng điện áp phức : 
R
U
IIR
j
eUU

 .
0.
. (2.33) 
Công suất tức thời của mạch điện : 
 pR(t) = uR.i = 2.UR .I.sin2ωt = UR .I (1 – cos2ωt) (2.34) 
u(t) i(t)R
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 15 
Ta thấy pR(t) > 0 tại mọi thời điểm, điện trở R luôn tiêu thụ điện năng của 
nguồn và biến đổi sang dạng năng lượng khác như quang năng và nhiệt năng .v. 
Công suất tác dụng P là trị số trung bình của công suất tức thời pR trong một 
chu kỳ. 
 dttIU
T
dttp
T
P
T
R
T
R 
00
).2cos1.(.
1
)(
1
 (2.35) 
 Ta có: P = URI = RI2 (2.36) 
 Đơn vị của công suất tác dụng là W (oát). 
2.5. Mạch điện thuần điện cảm 
Hình 2.3 
Khi dòng điện i = Imaxsinωt qua điện cảm L, điện áp trên điện cảm: 
uL(t) = L di/dt = ULmax sin(ωt + π/2 ) (2.37) 
Trong đó : ULmax = XLImax (2.38) 
UL = XLI ; I = UL/ XL (2.39) 
XL = ωL gọi là cảm kháng. 
Dòng điện i = Imaxsinωt biểu diễn dưới dạng dòng điện phức : 
0.. jeII  
Điện áp uL = ULmax sin(ωt + π/2 ) biểu diễn dưới dạng điện áp phức : 
L
L
j
LL
Xj
U
IjIXeUU
.
... 90.

 (2.40) 
Công suất tức thời của điện cảm: pL(t) = uL. i = ULI sin2ωt (2.41) 
L
1 2
u(t) i(t)
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 16 
Công suất tác dụng của nhánh thuần cảm: 
0)(
1
0
 dttpT
P
T
L (2.42)
Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện cảm ta đưa ra khái 
niệm công suất phản kháng QL. 
QL = ULI = X ... ng các sức điện động. Chiều sức điện động được xác định 
bằng quy tắc bàn tay phải. 
Trên thanh dẫn ab sức điện động có chiều từ b đến a. Trên thanh dẫn cd chiều 
sức điện động từ d đến c. 
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của hai thanh dẫn phần tử và hai 
phiến góp thay đổi cho nhau. Sức điện động trong thanh dẫn đổi chiều nhưng chiều 
dòng điện ở mạch ngoài không đổi. 
Cổ góp và chổi than đóng vai trò bộ chỉnh lưu dòng điện I ra tải có chiều không 
đổi. Phương trình cân bằng điện áp: 
U = Eư –Rư Iư (5.15) 
Rư là điện trở dây quấn phần ứng; U là điện áp hai đầu cực máy ; Eư là sức 
điện động phần ứng. 
2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều 
Hình 5.30 Mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. 
Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi than tiếp xúc với hai phiến góp 1 và 
2, trong dây quấn phần ứng có dòng điện (hình 5.3.2.2 ) 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 62 
Hai thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làm cho 
rôto quay, chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái. 
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí hai thanh dẫn và hai phiến góp 1 và 
2 đổi chổ cho nhau, đổi chiều dòng điện trong các thanh dẫn và chiều lực tác dụng 
không đổi cho nên động cơ có chiều quay không đổi 
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường và sinh ra sức điện động cảm 
ứng Eư trong dây quấn rôto 
Phương trình điện áp động cơ điện một chiều: 
U = Eư + Rư Iư (5.16) 
5.3.4 Phản ứng phần ứng của máy điện một chiều 
Khi máy điện một chiều không tải, từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ 
gây ra gọi là từ trường cực từ (hình 5.3.4) 
Từ trường cực từ phân bố đối xứng, ở đường trung tính hình học mn 
Ở đường trung tính hình học có cường độ từ cảm B = 0, thanh dẫn chuyển động 
qua đó không cảm ứng sức điện động . 
Khi máy điện có tải, dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng (rôto) sinh ra từ 
trường phần ứng .Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi là phản 
ứng phần ứng. Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ 
trường phần ứng . 
Hậu quả của phản ứng phần ứng 
a. Từ trường trong máy bị biến dạng. Đường trung tính hình học mn đến vị trí 
mới gọi là trung tính vật lý m’n’ với góc lệch thường nhỏ và lệch theo chiều quay của 
rôto khi là máy phát điện, và ngược chiều quay của rôto khi là động cơ điện. 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 63 
 Hình 5.31 Từ trường máy điện một chiều 
b. Khi tải lớn, dòng điện phần ứng lớn, từ trường phần ứng lớn, từ thông φ của 
máy bị giảm xuống, kéo theo sức điện động phần ứng Eư giảm, điện áp máy phát U 
giảm. Ở chế độ động cơ, từ thông giảm làm cho mômen quay giảm, và tốc độ động 
cơ thay đổi 
Để khắc phục hậu quả trên, người ta dùng cực từ phụ và dây quấn bù. Từ 
trường cực từ phụ và dây quấn bù ngược chiều với từ trường phần ứng nhằm triệt tiêu 
từ trường phần ứng. 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1. Tổn hao công suất của máy biến áp chủ yếu là tổn hao gì? 
Câu 2. Một máy biến áp một pha có các thông số dây sơ cấp và thứ cấp như sau: 
 58.01R ,  4.41X ,  03.02R ,  42.02X . Thí nghiệm không tải của máy cho 
các kết quả sau: VU 202101 , VU 660020 , AI 3.120 , WP 266000 . Tính các thông 
số thay thể của máy biến áp. 
Câu 3. Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha? 
Câu 4. Hệ số trượt là gì? Tại sao tồn tại hệ số trượt trong động cơ không đồng bộ? 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 64 
Câu 5. Nêu các biện pháp có thể để điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ ba 
pha. 
Câu 6. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện đồng bộ. 
Câu 7. Nêu cách mở máy động cơ điện đồng bộ ba pha công suất lớn. 
Câu 8. Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. 
Câu 9. Nêu các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều. 
Câu 10. Một máy phát điện kích từ song song, công suất định mực kWPđm 25 , điện 
áp định mức VUđm 115 , có các thông số sau: điện trở dây quấn kích từ song song 
 5.12ktR , điện trở dây quấn phần ứng  0238.0uR , số đôi nhánh a=2, số đôi cực 
p=2, số thanh dẫn N=300, tốc độ quay n=1300 vòng/phút. Xác định sức điện động 
uE , từ thông  . 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 65 
Tài liệu tham khảo 
[1]. Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh (2006), Kỹ thuật điện, NXB Giáo Dục. 
[2]. Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh (2009), Bài tập Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo Dục. 
[3]. Christopher R Robertson (2008), Fundamental Electrical and Electronic 
Principles, Published by Elsevier Ltd. 
[4]. John Bird (2007), Electrical and Electronic Principles and Technology, Published 
by Elsevier Ltd. 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 66 
MỤC LỤC 
CHƯƠNG 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ...................................... 2 
1.1. Những khái niệm cơ bản về mạch điện ...................................................................... 2 
1.1.1. Mạch điện ............................................................................................................ 2 
1.1.2. Nguồn điện ........................................................................................................... 2 
1.1.3. Tải ........................................................................................................................ 2 
1.1.4. Dây dẫn ................................................................................................................ 3 
1.2. Kết cấu hình học của mạch điện ................................................................................. 3 
1.2.1. Nhánh ................................................................................................................... 3 
1.2.2. Nút ....................................................................................................................... 3 
1.2.3. Vòng ..................................................................................................................... 3 
1.2.4. Mắt lưới ............................................................................................................... 3 
1.3 Các đại lượng đặc trưng trong mạch điện .................................................................... 3 
1.3.1. Dòng điện ............................................................................................................. 3 
1.3.2. Điện áp ............................................................................................................. 3 
1.3.3. Chiều dương dòng điện và điện áp ...................................................................... 3 
1.3.4. Nguồn điện áp và nguồn dòng điện ..................................................................... 4 
1.3.5. Điện trở ................................................................................................................ 4 
1.3.6. Điện cảm L ........................................................................................................... 5 
1.3.7. Điện dung C ......................................................................................................... 6 
1.3.8. Công suất ............................................................................................................. 7 
1.4. Các định luật Kirchoff ................................................................................................ 7 
1.4.1. Định luật Kirchoff 1 ............................................................................................. 7 
1.4.2. Định luật Kirchhoff 2 ........................................................................................... 8 
CHƯƠNG 2. DÒNG ĐIỆN HÌNH SIN ............................................................................... 10 
2.1. Khái niệm về dòng điện xoay chiều hình sin ............................................................ 10 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 67 
Dòng điện xoay chiều có thể được mô tả dưới dạng hàm số sin, hoặc qui về dạng hàm số 
sin được gọi là dòng điện hình sin. ...................................................................................... 10 
2.1.1. Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện hình sin ............................................... 10 
2.1.2. Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin ............................................................ 11 
2.2. Biểu diễn đại lượng xoay chiều bằng vectơ .............................................................. 11 
2.3. Biểu điễn đại lượng xoay chiều hình sin bằng ảnh phức .......................................... 12 
2.3.1. Kí hiệu của đại lượng phức ................................................................................ 12 
2.3.2. Một số phép tính đối với số phức ...................................................................... 13 
2.3.3. Tổng trở phức và tổng dẫn phức ........................................................................ 13 
2.3.4. Các định luật dưới dạng phức ............................................................................ 14 
2.4. Mạch điện thuần điện trở .......................................................................................... 14 
2.5. Mạch điện thuần điện cảm ........................................................................................ 15 
2.6. Mạch điện thuần điện dung ....................................................................................... 16 
2.7. Mạch điện R- L- C mắc nồi tiếp ............................................................................... 17 
2.8. Công suất trong mạch điện hình sin .......................................................................... 18 
2.8.1. Công suất tác dụng P ......................................................................................... 18 
2.8.2. Công suất phản kháng Q .................................................................................... 19 
2.8.3. Công suất biểu kiến S ................................................................................. 19 
2.9. Cộng hưởng điện áp và nâng cao hệ số cosφ ............................................................ 19 
CHƯƠNG 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH ĐIỆN ................................................. 22 
3.1. Phương pháp biến đổi mạch điện .............................................................................. 22 
3.1.1 Mắc nối tiếp ........................................................................................................ 22 
3.1.2. Mắc song song ................................................................................................... 22 
3.1.3. Biến đổi sao - tam giác (Y - ∆) và tam giác – sao ( ∆ -Y) ................................. 23 
3.2. Phương pháp dòng điện nhánh ................................................................................. 24 
3.3. Phương pháp dòng điện vòng ................................................................................... 25 
3.4. Phương pháp điện thế hai nút ................................................................................... 27 
3.5. Phương pháp xếp chồng ............................................................................................ 29 
CHƯƠNG 4. MẠCH ĐIỆN BA PHA ................................................................................. 32 
4.1. Khái niệm chung về mạch điện 3 pha ....................................................................... 32 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 68 
4.2. Mạch điện 3 pha đối xứng nối sao sao (Y-Y) ........................................................... 33 
4.2.1. Cách nối ............................................................................................................. 34 
4.2.2. Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha ............................................................. 34 
4.2.3. Giải mạch điện ba pha tải nối hình sao đối xứng ................................. 34 
4.3. Mạch điện 3 pha đối xứng nối tam giác - tam giác ( - ) ......................................... 35 
4.3.1. Cách nối ............................................................................................................. 35 
4.3.2. Các quan hệ giữa đại lượng dây và đại lượng pha ............................................. 35 
4.3.3. Giải mạch điện ba pha tải nối tam giác .............................................................. 36 
4.4. Mạch điện 3 pha nối phức tạp ................................................................................... 37 
4.4.1 Giải mạch điện ba pha tải nổi hình sao không đối xứng ..................................... 37 
CHƯƠNG 5. ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN ..................................................................... 41 
5.1 Máy biến áp ............................................................................................................... 41 
5.1.1 Khái niệm chung về máy biến áp ........................................................................ 41 
5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp ................................................. 42 
5.1.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp ................................................................. 43 
5.2 Máy điện không đồng bộ ........................................................................................... 45 
5.2.1 Khái niệm chung ................................................................................................. 45 
5.2.2 Cấu tạo máy điện không đồng bộ ....................................................................... 45 
5.2.3 Từ trường của máy điện không đồng bộ ............................................................. 48 
5.2.4 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ................................................ 52 
5.3 Máy điện đồng bộ ...................................................................................................... 53 
5.3.1 Đại cương ............................................................................................................ 53 
5.3.2 Cấu tạo máy điện đồng bộ .................................................................................. 53 
5.3.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ ................................................. 55 
5.3.4 Phản ứng phần ứng của máy phát điện đồng bộ ................................................. 56 
5.3.5. Động cơ điện đồng bộ ........................................................................................ 57 
5.3 Máy điện 1 chiều ........................................................................................................ 59 
5.3.1 Cấu tạo máy phát điện một chiều ........................................................................ 59 
BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN 
Trang 69 
5.3.2 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều ...................................................... 60 
5.3.4 Phản ứng phần ứng của máy điện một chiều ...................................................... 62 
Tài liệu tham khảo ............................................................................................................... 65 
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 66