Giáo trình: Mạch điện và Các khái niệm cơ bản

Là hiện tượng xảy ra với dung dịch muối kim loại và cực dương là kim loại của dung dịch muối này. Xét dung dịch CuSO4 với cực dương bằng Cu.Khi có dòng điện chạy qua : Cu2+ - cathode , nhận e- từ nguồn điện chạy tới. Cu2+ + 2e- - Cu bám vào cathode. Ở anode, e- bị kéo về cực dương của nguồn điện, kết hợp với Cu thành Cu2+ trên bề mặt tiếp xúc với dung dịch. Cu - Cu2+ + 2e-. Khi anion (SO4)2- chạy về anode, nó kéo theo cation...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình: Mạch điện và Các khái niệm cơ bản Giáo trình:Mạch điện và Các khái niệm cơ bản CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN.1. Mạch điện và mô hình:1.1 Mạch điện: 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), dâydẫn. Hình 1.1a. 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. Hình 1.2b. Tải: Tải là các thiết bị tiêu thụ điện năng và biến đổi điện năng thành cácdạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng v.v… Hình 1.3c. Dây dẫn: Dây dẫn làm bằng kim loại (đồng, nhôm ) dùng để truyền tảiđiện năng từ nguồn đến tải.1.2 Các hiện tượng điện từ: 1. Hiện tượng biến đổi năng lượng: Gồm 2 hiện tượng ngược nhau: - Hiện tượng phát (hay còn gọi là hiện tượng nguồn): chuyển hoá cácdạng năng lượng khác như cơ, hoá , nhiệt năng… thành năng lượng điệntừ.Ví dụ hiện tượng nguồn như trong pin gavalnic, acqui, máy phát điện, pinmặt trời… - Hiện tượng tiêu tán năng lượng: chuyển hoá năng lượng điện từ thànhcác dạng năng lượng khác như cơ, quang, hoá năng… Ví dụ như trong đènsợi đốt, lò nung, môtơ điện… 2. Hiện tượng tích phóng năng lượng: Gồm 2 hiện tượng: - Hiện tượng tích phóng năng lượng điện trường ứng với vùng kho điệnlà vùng năng lượng điện trường tập trung vào vùng điện trường của mộtkhông gian như các bản cực của tụ điện hoặc ngược lại đưa từ vùng đó trảlại nguồn trường điện từ. - Hiện tượng tích phóng năng lượng từ trường ứng với vùng kho từ làvùng năng lượng điện từ tích từ trường vào không gian như lân cận mộtcuộn dây có dòng điện hoặc ngược lại đưa trả từ vùng đó trở lại nguồntrường điện từ.1.3 Mô hình mạch điện: 1. Phần tử điện trở: Điện trở R đặc trưng cho quá trình tiêu thụ điện năng và biến đổi điệnnăng sang dạng năng lượng khác như nhiệt năng, quang năng, cơ năng v.v… Quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên điện trở : uR = R.i Đơn vị của điện trở là Ω (ôm). Công suất điện trở tiêu thụ: p = i2.R Hình 1.42. Phần tử điện cảm: Khi có dòng đ iện i c hạy trong cuộn dây W vòng, từ thông Φ do dòngđiện sinh ra sẽ móc qua W vòng của cuộn dây, tạo ra từ thông móc vòng ψ =W.Φ Điện cảm của cuộc dây: L = ψ/i = W.Φ/i Đơn vị điện cảm là Henry (H). Nếu dòng điện i biến thiên thì từ thông cũng biến thiên và theo định luậtcảm ứng điện từ trong cuộn dây xuất hiện sức điện động tự cảm: eL = - dψ/dt = - Ldi/dt Quan hệ giữa dòng điện và điện áp: uL = - eL = L.di/dt Công suất tức thời trên cuộn dây: pL = uL.iL = Li.di/dt Năng lượng từ trường của cuộn dây: t i 1 WM   p L .dt   Lidi  Li 2 2 0 0 Điện cảm L đặc trưng cho quá trình trao đổi và tích lũy năng lượng từtrường của cuộn dây. Hình 1.5 3. Phần tử điện dung: Khi đặt điện áp uc hai đầu tụ điện (hình 1.3.4), sẽ có điện tích q tích lũytrên bản tụ điện.: q = C.uc Nếu điện áp uC biến thiên sẽ có dòng điện dịch chuyển qua tụ điện: i = dq/dt = C.duc /dt Ta có: 1 uC  idt C Công suất tức thời của tụ điện: pc = uc.i = C.uc.duc/dtNăng lượng điện trường của tụ điện: t u 1 WE   pC .dt   Cu C duC  Cu 2 2 0 0 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) hoặc μF Hình 1.6 4. Phần tử nguồn: a. Nguồn điện áp Nguồn điện áp đặc trưng cho khả năng tạo nên và duy trì một điện áp trênhai cực của nguồn. _ Hình 1.7 Nguồn điện áp còn được biểu diễn bằng một sức điện động e(t). Chiều e(t) từ điểm điện thế thấp đến điểm điện thế cao. Chiều điện áptheo quy ước từ điểm có điện thế cao đến điểm điện thế thấp: u(t) = - e(t) b. Nguồn dòng điện: Nguồn dòng điện j(t) đặc trưng cho khả năng của nguồn điện tạo nên vàduy trì một dòng điện cung cấp cho mạch ngoài. j(t) Hình 1.8 5. Phần tử thật:2. Các khái niệm cơ bản trong mạch điện:2.1 Dòng điện và chiều qui ước của dòng điện: Dòng điện i về trị số bằng tốc độ biến thiên của lượng điện tích q quatiết diện ngang một vật dẫn: i = dq/dt Hình 1.9 Chiều dòng điện qui ước là chiều chuyển động của điện ...