Lý thuyết và bài tập Kỹ thuật Điện

Kỹ thuật điện là ngành kỹ thuật ứng dụng các hiện tượng điện từ để biến đổi năng lượng, đo lường, điều khiển, xử lý tín hiệu….bao gồm việc tạo ra, biến đổi và sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ trong các hoạt động thực tế của con người.

So với các hiện tượng vật lý khác như cơ, nhiệt, quang… hiện tượng điện từ được phát hiện chậm hơn vì các giác quan của con người không cảm nhận trực tiếp được hiện tượng này. Tuy nhiên việc khám phá ra hiện tượng điện từ đã thúc đẩy mạnh mẽ cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật chuyển sang lĩnh vực điện khí hóa, tự động hóa.

Điện năng có ưu điểm nổi bật là có thể sản xuất tập chung với nguồn công suất lớn, có thể truyền tải đi xa và phân phối đến nơi tiêu thụ với tổn hao tương đối nhỏ. Điện năng dễ dàng biến đổi thành các dạng năng lượng khác. Mặt khác quá trình biến đổi năng lượng và tín hiệu điện từ dễ dàng tự động hóa và điều khiển từ xa, cho phép giải phóng lao động chân tây và cả lao động trí óc của con người.

Ta có thể kể ra một số mốc quan trọng đánh dấu quá trình nhận thức và phát minh ra hiện tượng điện tử.

Năm 1985 Ch.Coulomb nghiên cứu các định luật về tĩnh điện. Năm 1800 A Volta dựa trên cơ sở phát minh của L.Galvani đã chế tạo ra chiếc pị đầu tiên. Năm 1819 C.H.Oversted nghiên cứu tác dụng cơ học của dòng điện. Năm 1820 A.M.Ampere nghiên cứu lực điện động… và còn rất nhiều các nghiên cứu phát minh về điện của các nhà khoa học. Từ những năm 50 của thế kỷ này với sự hoàn thiện của kỹ thuật bán dẫn và vi điện tử kỹ thuật điện tử và tin học có bước phát triển nhẩy vọt và góp phần thúc đẩy quá trình nghiên cứu biến đổi năng lượng điện từ. Gần đây ngàng điện tử công suất một lĩnh vực hội tụ của kỹ thuật điện và điện tử đã phát triển mạnh mẽ , ở đó kỹ thuật điện và điện tử hòa nhập.

Giáo trình kỹ thuật đinệ này được biến soạn theo kế hoạch đào tạo và chương trình môn học giai đoạn I của các trường đại học khối kỹ thuật công nghiệp do bộ giáo dục và Đào tạo ban hành năm 1990.

Sách được soạn trên cơ sở người đọc đã học môn Kỹ thuật điện, môn Vật lý ở phổ thông trung học và phần điện môn vật lý đại cương ở bậc đại học nên không đi sâu về mặt lý luận các hiện tượng vật lý mà chú ý nhiều đến tính toán, ứng dụng kỹ thuật phục vụ cho việc đào tạo giai đoạn II và các hoạt động khoa học kỹ thuật liên quan đến kỹ thuật điện.

Về mặt kết cấu cuốn sách này có nhiều thay đổi, đã đúc rút kinh nghiệm của các giáo trình trước và kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy môn Kỹ thuật điện tại Trường ĐH Bách Khoa hà Nội. Để giúp bạn đọc hệ thống hóa kiến thức cuối mỗi chường đều có mục tổng kết các vấn đề trọng tâm và đưa ra các câu hỏi ôn tập. Phần bài tập giải sẵn được đặt ngay cuối mỗi chương. Toàn bộ cuốn sách có 100 bài tập giải sẵn chọn lọc, 70 bài tập cho đáp án số.

Nội dung Sách gồm ba phần chính :

Phần 1 : Mạch điện gồm 6 chương cung cấp các kiến thức cơ bản về mạch điện (thông số, mô hình, các định luật cơ bản), các phương pháp tính toán mạch điện một pha và ba pha ở chế độ xác lập, đồng thời cũng giới thiệu các phương pháp nghiên cứu mạch điện ở chế độ quá độ và mạch phi tuyến.

Phần 2 : Máy điện gồm 5 chương, trình bày nguyên lý, cấu tạo và các tính năng kỹ thuật và ứng dụng của các loại máy điện cơ bản thường gặp

Phần 3 : Điện tử công suất và điều khiển máy điện gồm 2 chương trình bày các linh kiện điện tử công suất và những ứng dụng chủ yếu của chúng trong các thiết bị chỉnh lưu, nghịch lưu, biến tần và điều khiển máy điện.