Cơ sở kỹ thuật điện: bài tập và câu hỏi ôn thi

Môn điện dành cho sinh viên ngành cơ khí, xây dựng và hóa học: mạch một chiều, mạch tương đương, quá độ và công suất xoay chiều. Các bài ngắn hơn so với chương trình kỹ thuật điện, nhưng bao quát nhiều nội dung.

Gói ôn nước rút (PDF)Bảng công thức, các bước phương pháp và bài tập có lời giải đầy đủ, sẵn sàng để in.

Các chủ đề trong môn học này

  1. Điện trở nối tiếp và song song3 điện trở · 4 điện trở · mạch hình thang 6 điện trởbài tính toán
  2. Phương pháp điện thế nút1 nút chưa biết · 2 nút chưa biết · 2 nút, 3 nguồnbài tính toán
  3. Thévenin và Nortonmạch chia áp · có điện trở nối tiếp và tải · có nguồn dòng và tảibài tính toán
  4. Quá độ RC và RLnạp tụ RC · mạch RL · tụ điện có điện tích ban đầubài tính toán
  5. Tổng trở xoay chiều và phasorRL nối tiếp · RLC nối tiếp · điện áp tụ điện và cộng hưởngbài tính toán
  6. Công suất xoay chiều và hệ số công suấtP và Q của một tải · dòng điện đường dây · bù hệ số công suấtbài tính toán
  7. Công suất ba phađiện áp và dòng điện Y và Δ cân bằng · công suất ba pha · bù hệ số công suấtbài tính toán
  8. Máy biến áptỉ số vòng dây · dòng điện và công suất · hiệu suất và tổn haobài tính toán

Mẹo làm bài thi Cơ sở kỹ thuật điện

  • Hãy đơn giản hóa các điện trở nối tiếp và song song trước; nhiều mạch trong đề thi rút gọn thành một vòng.
  • Tụ điện hoạt động như hở mạch và cuộn cảm như ngắn mạch khi mạch một chiều đã ổn định.
  • Với công suất xoay chiều, hãy viết P, Q và S thành một tam giác: S² = P² + Q².

Ví dụ có lời giải

Điện trở nối tiếp và song songDễ
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Tìm dòng điện IR1 do nguồn cung cấp, chạy qua R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Tìm IR1 (A)

Hiện các gợi ý
  1. Rút gọn mạch từng bước. Với mắc nối tiếp, điện trở cộng lại. Hai điện trở song song gộp thành R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ và R₃ đều nối nút A với dây dưới cùng, nên chúng song song. Cặp đó nối tiếp với R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Điện trở nối tiếp và song song: khi nối tiếp, cùng một dòng điện chạy qua mỗi điện trở và R = R₁ + R₂ + …. Khi song song, mỗi điện trở có cùng điện áp và 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Mạch hình thang được rút gọn từng cặp một cho đến khi còn một điện trở tương đương duy nhất.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Gộp các điện trở từ đầu xa

Bắt đầu từ đầu xa nguồn nhất và làm ngược về phía nguồn. Các điện trở có cùng dòng điện thì mắc nối tiếp; các điện trở nối giữa cùng hai nút thì mắc song song.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Dòng điện từ nguồn

Nguồn chỉ thấy Req, nên định luật Ohm cho ra dòng điện nó cung cấp. Dòng điện đó chạy qua R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Đáp số

IR1 = 2 A
Phương pháp điện thế nútTrung bình
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

Nguồn áp Vₛ giữa A và B có cực + ở B, nên nó cho VB − VA = Vₛ. Dùng phương pháp điện thế nút với siêu nút để tìm dòng điện Ix qua nguồn áp, từ A đến B như mũi tên chỉ.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Tìm Ix (A)

Hiện các gợi ý
  1. Một nguồn áp giữa hai nút không phải đất cố định hiệu của chúng: VB − VA = Vs.
  2. Viết một phương trình KCL cho siêu nút quanh A, B và nguồn: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Phương pháp điện thế nút: chọn một nút tham chiếu, đặt tên các điện thế nút chưa biết, viết định luật dòng Kirchhoff tại mỗi nút chưa biết bằng định luật Ohm (I = ΔV/R), rồi giải hệ phương trình thu được.

Lập siêu nút

Nguồn áp giữa A và B mang một dòng điện chưa biết, nên không thể viết KCL riêng tại A hoặc B. Hãy bao A, B và nguồn thành một siêu nút: dòng điện đi vào nó bằng dòng điện đi ra.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Giải

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Dòng điện qua nguồn áp

Mọi dòng điện đi qua nguồn từ A đến B rời nút B qua R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Đáp số

Ix = 1,333 A

Kết quả âm nghĩa là dòng điện thực chảy ngược chiều mũi tên.

Cách luyện tập hoạt động

  • “Luyện tập môn học này” trộn các bài từ mọi chủ đề của nó, giống một kỳ thi thật.
  • Mỗi bài tập có số liệu mới, nên bạn học phương pháp chứ không học thuộc đáp án.
  • Bí rồi? Hãy mở một gợi ý nhỏ trước, và chỉ xem giải thích đầy đủ khi cần.
  • Đề thi thử có tính giờ và không có gợi ý, và bạn nhận được điểm số cùng phần xem lại đầy đủ ở cuối.

Máy tính cho môn học này

Các môn học liên quan