0 0
0
No products in the cart.

CƠ BẢN KỸ THUẬT ĐIỆN

2.HIỆU SUẤT
+Trong đời sống hàng ngày và trong môi trường làm việc của một chuyên gia cơ điện tử, chúng ta phải tiếp xúc nhiều thiết bị điện khác nhau, thí dụ thiết bị nạp ắc quy, tivi, máy tính hay động cơ điện của một băng chuyền.
+Điểm chung về kỹ thuật vật lý đối với các thiết bị điện này là gì? Tất cả sản phẩm của kỹ nghệ điện đều phát nhiệt trong thời gian vận hành. Vì lý do này người ta phải lắp quạt gió làm nguội trong máy tính. Sự phát nhiệt trong các thiết bị điện và điện từ hầu hết là do sự biến đồi công cùa điện thành nhiệt. Thí dụ với cường độ dòng điện I = 1 A trong dây cấp điện cho một động cơ điện, với điện áp U = 230 V ta tính được công suất đưa vào động cơ điện:

  • P=U.I   P= 230 V . 1 A = 230 W

+Công suất đưa vào động cơ điện Pzu = = 230 W bị biến đổi một phần thành công suất tiêu hao PV (nhiệt, ma sát cơ học...) . Công suất hữu dụng Pab đo được tại trục động cơ điện được tính:

  • Pab =  PV - Pzu

+ Công suất này luôn nhỏ hơn công suất đưa vào động cơ điện.
Hiệu suất  mô tà tỉ lệ giữa công suất hữu dụng và công suất đưa vào

VI ĐIỆN TRƯỜNG 

+ Điện trường là hiện tượng điện xảy ra với sự bố trí vật dẫn điện và vật không dẫn điện 

Dây điện


Vật không dẫn điện là những vật liệu có điện trở R rất lớn. Thí dụ như không khí, chất dẻo, gỗ, giấy...


Bố trí dạng “Sandwich - bánh mì kẹp”  còn được gọi là cấu trúc tụ điện. Hình này diễn tả mô hình một điện trường giữa hai tấm dẫn điện phẳng.

Cấu trúc tụ điện


Trường là một không gian mà trong đó mỗi điểm tương ứng trị số của một đại lượng vật lý, thí dụ trường nhiệt độ của một căn phòng, trường hấp dẫn của trái đất...
Con người chỉ nhận biết được hiện tượng điện trường và tác dụng của nó một cách gián tiếp. Một hiện tượng đơn giản và ai cũng biết đó là sự phóng tĩnh điện khi ta sờ vào tay nắm cửa. Đó là cảm giác khó chịu nhưng không gây hại.


Chúng ta giải thích hiện tượng này như thế nào?
Sự cọ xát của giày với tấm thảm trên sàn nhà tạo nên sự tách ly điện tích làm phát sinh điện áp. Chúng ta có thể hình dung bàn tay và nắm cửa là hai tấm dẫn điện phẳng nằm đối diện. Trong trường hợp này không khí là vật không dẫn điện.


Sự tách ly điện tích tạo nên sự khác biệt điện tích (khác biệt điện thế) giữa bàn tay và nắm cửa kim loại. Điện áp tác dụng chụng với bàn tay (vật dẫn điện) - không khí (vật không dẫn điện) - nắm cửa (vật dẫn điện) một điện trường. Ta nhận thấy tác dụng điện trường này khi các hạt mang điện tích Q được lực F từ điện trường mang từ bàn tay đến nắm cửa. Chúng ta cảm nhận như có “tia lửa điện”.


Lực F, do điện trường tác động lên một điện tích Q, làm dịch chuyển điện tích này một đoạn đường s. Trong thí dụ đã nêu, đó là chiều dài khoảng (khe) không khí từ bàn tay đến nắm cửa. Trong cơ học, chúng ta đã biết liên hệ giữa lực F, đoạn đường s và công W

  • W=F. S từ đó ta có: F = W/s

Chúng ta tìm hiểu hiện tượng điện áp u và công thức của nó. Điện áp là công làm tách ly điện tích w cho từng điện tích Q:

  • U = W/Q , từ đó ta có Q = W/U

Bây giờ chúng ta có thể đưa vào công thức đã biết:

  • E=F/Q       E = W.U/(s.W)

Ta có điện trường E = 1 V/m khi trên một đoạn cách điện (vật liệu cách điện = vật liệu không dẫn điện) 1m có điện áp u = 1V.
So sánh:
Giả thiết trong thí dụ của chúng ta, có một điện áp U = 10 000 V từ bàn tay đến nắm cửa. Tia lửa điện xuất hiện khi khoảng cách từ bàn tay đến nắm cửa khoảng 10 mm. Cường độ điện trường được tính như sau:
E = U/s  = 10000/(10.10-3) =  1000000 V


Chú thích:
Câu hỏi đặt ra tại sao với sự phóng tĩnh điện phát ra từ cường độ điện trường rất lớn nhưng có thể không gây hại cho cọn người. Nhiều thi nghiệm cho thấy với sự phóng điện như trên kèm theo điện áp rất lớn nhưng dòng điện lại rất nhỏ. Vì thời gian phóng điện rất ngắn, ta có thể tính năng lượng biến đổi. Năng lượng tác dụng lên cơ thể con người rất nhỏ.


Chúng ta xem xét một lần nữa hai mặt dẫn điện phẳng ngăn cách bởi một vật không dẫn điện, thí dụ không khí . Khi trên một cực (mặt dẫn điện mang điện âm) được nạp electron, ở điện cực kia (mặt dẫn điện mang điện dương) sẽ có cùng một số electron bị lấy đi. Thông lượng điện tích dịch chuyển (độ cảm ứng điện) trong vật không dẫn điện nằm giữa hai mặt dẫn điện tỉ lệ với lượng điện tích Q trên các điện cực (dân điện).


Diện tích điện cực càng nhỏ, mật độ điện tích với cùng thông lượng điện dịch càng lớn. Ta có định nghĩa mật độ thông lượng điện dịch:

  • D = Q/ A

Để mô tả sự liên hệ này, chúng ta khảo sát tỷ số của mật độ thông lượng điện dịch đối với cường độ điện trường.  Đường biểu diễn của cường độ điện trường và đó cũng là đường biểu diễn của thông lượng điện dịch giữa hai vật dẫn điện. Người ta đặt tên thương số này bằng mẫu tự Hy Lạp  (epsilon):

Đường biểu diễn cường độ từ trường

 

  • ε =  D/A,      [ε] = As/(V.m)

Ta có hằng số điện môi ε theo định luật:

  • ε = ε0r

Hằng số điện môi gồm có thành phần tuyệt đối ε0 và thành phần tương đối phụ thuộc vật liệu εr.

  •      ε0 = 8,854.10-2 As/(Vm)

Hằng số điện môi tương đối không có đơn vị, nó là hệ số (xem Cẩm nang kỹ thuật).

Từ trường: Cũng như điện trường, từ trường chì có thể nhìn thấy gián tiếp. Từ trường tác dụng trên các vật thể hay vật liệu nhất định không cần thông qua vật chất. Ta có thể thấy tác dụng lực này với kim nam châm hay thiết bị nâng như cần cẩu nam châm . Trong kỹ thuật điện, người ta dùng một hiện tượng vật lý đề tạo ra từ trường:     Các dòng điện, tức là các điện tích dịch chuyển, tạo nên từ trường xung quanh chúng.


Chat hỗ trợ
Chat ngay