BÀI GIẢNG MÔN KHÍ CỤ ĐIỆN Ths. Bùi Văn Hồng Email: bvhonglg@yahoo.com ĐT: 0903686912 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tp. HCM, 02 - 2010 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 2 TIẾP XÚC ĐIỆN 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 3 KHÁI NIỆM - Tiếp xúc điện là liên kết giữa các bộ phận mang điện với nhau của thiết bị điện – điện tử. - Mục đích chính của tiếp xúc là cho dòng điện qua tiếp điểm liên tục. - Các bộ phận mang điện trong tiếp xúc được làm bằng chất rắn được gọi là tiếp điểm hay một phần của tiếp điểm. - Tiếp xúc điện được phân loại theo tính chất, cấu trúc hình học bề mặt tiếp xúc, dạng chuyển động. 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 4 KHÁI NIỆM 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 5 KHÁI NIỆM - Tiếp xúc trượt rất quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong tiếp xúc của máy điện, xe điện, cầu trục – thang máy, thiết bị điện tử, hệ thống điều khiển tự động. 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 6 KHÁI NIỆM - Tiếp xúc trượt trong máy điện có dòng điện qua trung bình và lớn, còn tiếp xúc trong thiết bị điện tử có dòng điện qua nhỏ 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 7 KHÁI NIỆM - Hiệu ứng có thể xảy ra khi dòng điện đi qua bề mặt tiếp xúc 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 8 ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TIẾP XÚC - Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau, diện tích thực không phẳng vì giữa hai bề mặt có rất nhiều tạp chất như lớp ôxy hóa tự nhiên và các màng ô nhiễm bề mặt khác. Do đó làm hạn chế các tiếp xúc và đường dẫn. - Khi tăng lực ép lên tiếp xúc, các màng ôxit bị phá vỡ và xuất hiện các tiếp xúc kim loại xuyên qua những điểm bị phá vỡ đó. Do đó số lượng và diện tích các điểm tiếp xúc tăng lên. 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 9 ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TIẾP XÚC - Các điểm tiếp xúc có diện tích nhỏ, dòng điện chỉ đi qua những đường dẫn tiếp xúc, làm xuất một tiếp xúc dạng tổ ong nơi bị oxy hóa và ăn mòn. Do đó diện tích tiếp xúc giảm. Diện tích tiếp xúc thực A r chỉ là một phần nhỏ của diện tích tiếp xúc quan sát được A a . 04/10/2010 bvhonglg@yahoo.com 10 ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TIẾP XÚC - Giữa vùng tiếp xúc làm xuất hiện điện trở. Gọi là điện trở tiếp xúc. Điện trở tiếp điểm Điện trở tiếp xúc Bán kính kính điểm tiếp xúc Diện tích tiếp xúc quan sát đươc Diện tích tiếp xúc thực Diện tích chịu lực Diện tích gần vùng tiếp xúc thưc Diện tích dẫn điện thực (một điểm) [...]... bvhonglg@yahoo.com 15 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Khi µ vô cùng lớn, điện trở phân tán được xem là điện trở bề mặt eo của các tiếp xúc: - Tổng điện trở một bề mặt eo là: - Điện trở tiếp xúc tại 2 bề mặc eo có dòng điện đi qua 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 16 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Điện trở tiếp xúc được minh họa trong bảng 2 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 17 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Điện trở tiếp xúc tính theo vòng... CỦA TIẾP XÚC - Ảnh hưởng của lực ép lên diện tích tiếp xúc 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 11 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Vì bề mặt tiếp xúc không phẳng, nên bề mặc tiếp xúc thực mà dòng điện đi qua là những điểm 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 12 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Hình dạng bề mặt và chiều dòng điện qua các eo điện được minh họa như sau: 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 13 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Hình... làm điện cực - Quá trình phóng điện được mô tả bởi đặc tính V – A 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 25 HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN U [V] 800 Vùng phóng hồ quang 600 Vùng phóng điện tự duy trì 400 Vùng phóng điện không tự 20 0 duy trì 0 04/10 /20 10 1 0-5 1 0-4 1 0-3 1 0 -2 1 0-1 bvhonglg@yahoo.com 1 I [A] 26 HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN Hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong chất khí với đặc trưng sau: - Mật độ dòng điện. .. kính R 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 18 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Xác định và tính toán điện trở tiếp xúc RC theo vùng bán kính R à một hàm của a/R Tính toán Đo Tỷ số 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 19 VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM - Vật liệu làm tiếp điểm có tính dẫn điện cao - Khả năng dẫn điện của các tiếp điểm kim loại khoảng từ 106 – 108 [ -1 .m-1] ở nhiệt độ môi trường và từ 1011 – 10 12 [ -1 .m-1] ở nhiệt... bộ phận của tiếp xúc bao gồm các hình ellip được xác định bỡi phương trình: - Trong đó: µ: Tham số trục theo OY của mặt tiếp xúc hình ellip r và z: Tham số theo hình trụ 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 14 TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC - Điện trở tiếp xúc giữa mặt tiếp xúc với chiều dài µ và vùng eo được tính như sau: - Trong đó: ρ: Điện trở suất vật liệu làm tiếp xúc Đồng có ρ = 1.75.1 0-8 Ωm 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com... dụng Cu, Al, và hợp kim của chúng Tiếp điểm có dòng nhỏ thường sử dụng kim loại quý và hợp kim của chúng 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 23 HỒ QUANG ĐIỆN 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 24 HIỆN TƯỢNG PHÓNG ĐIỆN - Đặt điện áp đủ lớn vào hai đầu điện cực, tính cách điện của chất khí bị phá vỡ Không khí trở nên dẫn điện - Khả năng dẫn điện của không khí phụ thuộc vào: cường độ điện trường, áp suất chất khi,... lớn (1 02 – 103 A/mm2) Điện áp rơi trên điện cựu nhỏ (10V – 20 V) Nhiệt độ hồ quang rất cao (6000 – 18000 0K) Hiệu ứng ánh sáng mạch 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 27 HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Xét mạch điện một chiều R, L như hình vẽ - U0: Điện áp nguồn Uhq: Điện áp hồ quang rhq: Điện trở thân hồ quang - U0 + R i L rhq Uhq 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 28 HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Phương trình cân bằng điện. .. đồng,đồng thau và hợp kim của nhôm 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 21 VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM - Thực tế các tiếp điểm kim loại đồi hỏi các tính chất khác nhau của vật liệu làm tiếp xúc như: đặc tính điện, nhiệt, hóa, cơ, ma sát Vì khi làm việc, tiếp điểm chịu nhiều tác động khác nhau như: cơ, nhiệt, tác động môi trường 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 22 VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM - Tiếp điểm có dòng lớn thường sử dụng... 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 34 HỒ QUANG ĐIỆN XOAY CHIỀU Vì đặc tính hồ quang là điện trở hồ quang Nên dòng điện và điện áp hồ quang trùng pha nhau U[V] U Uch Uch Ut i(t ) Ut t 1 2 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 35 HỒ QUANG ĐIỆN XOAY CHIỀU - Tải thuần trở có dòng điện và điện áp trùng pha nhau, nên dể dập hồ quang hơn - Tải thuần cảm và thuần dung có dòng điện và điện áp lệch pha nhau 900 Khi dòng điện. .. hq UR: Điện áp rơi trên điện trở R Uhq: Điện áp hồ quang 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 29 HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Khi hồ quang cháy ổn định: di i  I  const  L  0 dt Suy ra phương trình điện áp: U  U  U  I.R  I.r 0 04/10 /20 10 R hq hq bvhonglg@yahoo.com 30 HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU U[V] Ldi/dt< 0 1 U0 A UR 3 Ldi/dt>0 2 Ldi/dt< 0 Uhq IA 04/10 /20 10 B I[A] IB bvhonglg@yahoo.com 31 HỒ QUANG ĐIỆN MỘT . TRỞ TIẾP XÚC - Tổng điện trở một bề mặt eo là: - Điện trở tiếp xúc tại 2 bề mặc eo có dòng điện đi qua 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 17 - Điện trở tiếp xúc được minh họa trong bảng 2. TÍNH ĐIỆN. tiếp xúc làm xuất hiện điện trở. Gọi là điện trở tiếp xúc. Điện trở tiếp điểm Điện trở tiếp xúc Bán kính kính điểm tiếp xúc Diện tích tiếp xúc quan sát đươc Diện tích tiếp xúc thực Diện tích chịu. TRỞ TIẾP XÚC 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 18 - Điện trở tiếp xúc tính theo vòng tròn bán kính R. TÍNH ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC 04/10 /20 10 bvhonglg@yahoo.com 19 - Xác định và tính toán điện trở tiếp xúc