Cơ sở Lý thuyết điện, Mạch điện tử và Điều khiển tự động (Dòng một chiều, Xoay chiều, Điện từ, Bán dẫn, Mạch logic, Điều khiển)
電気理論・電子回路・自動制御の基礎(直流・交流・電磁気・半導体・論理回路・制御)
Chứng chỉ Lắp ráp thiết bị điện – Tủ điện 電気機器組立て (2級 lý thuyết) · 技能検定「電気機器組立て」2級 学科(配電盤・制御盤組立て) · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.
オームの法則・キルヒホッフの法則・直並列合成抵抗とホイートストンブリッジ
Định luật Ohm, Định luật Kirchhoff, Điện trở tương đương nối tiếp - song song và Cầu Wheatstone
導体に流れる電流 I(A)は加えた電圧 V(V)に比例し、電気抵抗 R(Ω)に反比例します。これを「オームの法則(I = V ÷ R、V = I × R)」といい、一定の抵抗に流れる電流は電圧に比例して増加します。
Dòng điện I (A) chạy qua vật dẫn tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào V (V) và tỷ lệ nghịch với điện trở R (Ω). Đây gọi là "Định luật Ohm (I = V ÷ R, V = I × R)", theo đó dòng điện chạy qua một điện trở không đổi sẽ tăng tỷ lệ thuận với điện áp.
複雑な回路網の計算には「キルヒホッフの法則」を用います。第1法則(電流則)は「回路内の任意の接続点に流入する電流の和と流出する電流の和は等しい」、第2法則(電圧則)は「閉回路における起電力の和と電圧降下の和は等しい」という法則です。
Để tính toán mạng mạch phức tạp, người ta dùng "Định luật Kirchhoff". Định luật 1 (định luật dòng điện) phát biểu "tổng dòng điện đi vào một nút bất kỳ trong mạch bằng tổng dòng điện đi ra khỏi nút đó"; Định luật 2 (định luật điện áp) phát biểu "trong một vòng kín, tổng sức điện động bằng tổng độ sụt áp".
複数の抵抗を直列接続した合成抵抗は「R = R1 + R2」となり、各抵抗には抵抗値に比例した電圧が分圧されます。一方、並列接続の合成抵抗は「R =(R1 × R2)÷(R1 + R2)」(和分の積)となり、各枝路には抵抗値の逆比で電流が分流します。
Điện trở tương đương của nhiều điện trở mắc nối tiếp là "R = R1 + R2", điện áp phân bố trên mỗi điện trở tỷ lệ thuận với giá trị điện trở (phân áp). Ngược lại, điện trở tương đương khi mắc song song là "R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)" (tích chia tổng), và dòng điện phân nhánh tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở (phân dòng).
例えば6Ωと3Ωの並列回路(合成 2Ω)に8Ωの抵抗を直列につないで100Vを加えると、全体の合成抵抗は「2 + 8 = 10Ω」、全体電流は「100 ÷ 10 = 10A」となり、並列部の6Ω側には「10A × 3 ÷(6 + 3)= 3.33A」が流れます。
Ví dụ khi mắc nối tiếp điện trở 8Ω với mạch song song gồm 6Ω và 3Ω (tương đương 2Ω) rồi đặt điện áp 100V vào, tổng trở toàn mạch là "2 + 8 = 10Ω", dòng điện tổng là "100 ÷ 10 = 10A", và nhánh 6Ω của cụm song song có dòng "10A × 3 ÷ (6 + 3) = 3.33A" chạy qua.
また未知の抵抗を精密測定する「ホイートストンブリッジ回路」では、中央の検流計Gに電流が流れない平衡状態のとき、向かい合う辺の抵抗の積が等しくなる「R1 × R4 = R2 × R3」が成り立ちます(例:10Ω × 6Ω = 20Ω × R より R = 3Ω)。
Ngoài ra trong "mạch cầu Wheatstone" dùng để đo chính xác điện trở chưa biết, khi cầu cân bằng (không có dòng điện chạy qua điện kế G ở giữa), tích các điện trở ở hai cạnh đối diện bằng nhau theo công thức "R1 × R4 = R2 × R3" (ví dụ: 10Ω × 6Ω = 20Ω × R suy ra R = 3Ω).
Điểm cần nhớ
- オームの法則により電流は「I = V ÷ R」で表され、抵抗が一定なら電流は電圧に比例する
Theo định luật Ohm, dòng điện được biểu thị bằng "I = V ÷ R"; nếu điện trở không đổi thì dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp - 2個の抵抗の並列合成抵抗は「R =(R1 × R2)÷(R1 + R2)」で求め、直並列回路は並列部から順に合成する
Điện trở tương đương của 2 điện trở mắc song song là "R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)"; mạch hỗn hợp nối tiếp - song song được thu gọn lần lượt từ cụm song song - ホイートストンブリッジが平衡(検流計の電流が0)のとき、対辺の積「R1 × R4 = R2 × R3」が成り立つ
Khi cầu Wheatstone cân bằng (dòng qua điện kế bằng 0), tích hai cạnh đối diện "R1 × R4 = R2 × R3" bằng nhau
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| オームの法則(V = I × R) | Định luật Ohm (V = I × R) |
| キルヒホッフの第1法則・第2法則 | Định luật Kirchhoff 1 và Định luật Kirchhoff 2 |
| 直並列合成抵抗と分圧・分流 | Điện trở tương đương nối tiếp - song song và phân áp - phân dòng |
| ホイートストンブリッジの平衡条件 | Điều kiện cân bằng cầu Wheatstone |
導体の電気抵抗(長さ・断面積・直径の関係)と電力・ジュールの法則
Điện trở của dây dẫn (quan hệ chiều dài, tiết diện, đường kính) và Công suất, Định luật Joule
電線などの導体の電気抵抗 R(Ω)は、材料固有の「抵抗率」と導体の「長さ l(m)」に比例し、導体の「断面積 A(mm²)」に反比例します。また丸線の断面積 A は「直径 d の2乗(d²)」に比例します。
Điện trở R (Ω) của vật dẫn như dây điện tỷ lệ thuận với "điện trở suất" đặc trưng của vật liệu và "chiều dài l (m)" của dây dẫn, đồng thời tỷ lệ nghịch với "tiết diện A (mm²)" của dây dẫn. Ngoài ra tiết diện A của dây tròn tỷ lệ thuận với "bình phương đường kính d (d²)".
したがって、丸線の直径 d が「2倍」になると断面積 A は「2² = 4倍」になり、単位長あたりの電気抵抗は「1/4(4分の1)」に減ります。逆に、直径1mm・長さ1mの銅線と同じ抵抗値を直径2mm(断面積4倍)の銅線で得るには、長さを4倍の「4m」にする必要があります。
Do đó, khi đường kính d của dây tròn tăng "gấp 2 lần" thì tiết diện A tăng "2² = 4 lần", làm điện trở trên một đơn vị chiều dài giảm xuống còn "1/4 (một phần tư)". Ngược lại, để dây đồng đường kính 2mm (tiết diện gấp 4 lần) có cùng giá trị điện trở với dây đồng đường kính 1mm dài 1m, chiều dài dây phải tăng gấp 4 lần thành "4m".
純金属(銅やアルミニウムなど)の電気抵抗は、温度が上昇すると増加する「正の抵抗温度係数」を持ちます。一方、炭素(カーボン)や半導体(サーミスタなど)は温度が上がると抵抗が減少する性質があります。
Điện trở của kim loại nguyên chất (như đồng và nhôm) có "hệ số nhiệt điện trở dương", nghĩa là điện trở tăng lên khi nhiệt độ tăng. Ngược lại, cacbon và chất bán dẫn (như thermistor) có tính chất giảm điện trở khi nhiệt độ tăng.
直流回路で1秒間に消費される電力 P(単位:W)は「P = V × I = I² × R = V² ÷ R」で求められ、電力 P(W)に時間 t(h)を掛けたものを電力量 W(WhまたはkWh)といいます。
Công suất P (đơn vị: W) tiêu thụ trong 1 giây ở mạch điện một chiều được tính bằng "P = V × I = I² × R = V² ÷ R", và tích của công suất P (W) với thời gian t (h) gọi là điện năng W (Wh hoặc kWh).
抵抗 R(Ω)に電流 I(A)を t 秒間流したときに発生する熱量(ジュール熱)Q(単位:J)は、「ジュールの法則」により「Q = P × t = I² × R × t[J]」となります(1 W・s = 1 J であり、1 kWh = 3600 kJ に相当します)。
Nhiệt lượng (nhiệt Joule) Q (đơn vị: J) tỏa ra khi cho dòng điện I (A) chạy qua điện trở R (Ω) trong t giây được tính theo "Định luật Joule" là "Q = P × t = I² × R × t (J)" (1 W·s = 1 J, và 1 kWh tương đương 3600 kJ).
Điểm cần nhớ
- 導体の抵抗は長さに比例し断面積(直径の2乗)に反比例するため、直径2倍の電線で同じ抵抗にするには長さを「4倍」にする
Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài và tỷ lệ nghịch với tiết diện (bình phương đường kính), nên dây có đường kính gấp 2 lần muốn có cùng điện trở thì chiều dài phải "gấp 4 lần" - 銅やアルミなどの金属導体は、温度が上がると電気抵抗が増加する(正の温度係数)
Vật dẫn kim loại như đồng và nhôm tăng điện trở khi nhiệt độ tăng (hệ số nhiệt điện trở dương) - ジュールの法則により、電流による発熱量は「Q = I² × R × t[J]」となり電流の2乗に比例する
Theo định luật Joule, nhiệt lượng tỏa ra do dòng điện là "Q = I² × R × t (J)", tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 抵抗率と導体の長さ・断面積(直径の2乗) | Điện trở suất và chiều dài, tiết diện (bình phương đường kính) dây dẫn |
| 抵抗温度係数(金属は温度上昇で抵抗増) | Hệ số nhiệt điện trở (kim loại tăng điện trở khi nhiệt độ tăng) |
| 電力(W)と電力量(Wh・kWh) | Công suất điện (W) và điện năng (Wh, kWh) |
| ジュールの法則(Q = I² × R × t[J]) | Định luật Joule (Q = I² × R × t (J)) |
静電気とコンデンサの静電容量・直並列合成容量・蓄えられるエネルギー
Tĩnh điện và Điện dung tụ điện, Điện dung tương đương nối tiếp - song song, Năng lượng tích lũy
帯電した2つの電荷の間に働く静電力は、電荷の積に比例し距離の2乗に反比例します(クーロンの法則)。2枚の金属極板の間に誘電体(絶縁物)を挟んだ「コンデンサ」の静電容量 C(単位:F または μF)は、誘電率と極板面積 S に比例し、極板間距離 d に反比例します。
Lực tĩnh điện tác dụng giữa hai điện tích tỷ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (Định luật Coulomb). Điện dung C (đơn vị: F hoặc μF) của "tụ điện" gồm hai bản cực kim loại kẹp chất điện môi (chất cách điện) ở giữa tỷ lệ thuận với hằng số điện môi và diện tích bản cực S, tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản cực d.
静電容量 C(F)のコンデンサに電圧 V(V)を加えたときに蓄えられる電荷(電気量)Q(C:クーロン)は「Q = C × V」であり、蓄えられる静電エネルギー W(J)は「W = 0.5 × C × V²」で表されます。
Khi đặt điện áp V (V) vào tụ điện có điện dung C (F), điện tích (điện lượng) Q (C: coulomb) tích lũy được là "Q = C × V", và năng lượng tĩnh điện tích lũy W (J) được biểu thị bằng "W = 0.5 × C × V²".
複数のコンデンサを「並列接続」したときの合成静電容量 C は、極板面積が増えるのと同じため各容量の単純な和「C = C1 + C2 + C3」となります(抵抗の直並列の公式と逆になる点に注意します)。
Khi mắc "song song" nhiều tụ điện, điện dung tương đương C giống như tăng diện tích bản cực nên bằng tổng đơn giản của các điện dung "C = C1 + C2 + C3" (lưu ý ngược với công thức nối tiếp - song song của điện trở).
一方、コンデンサを「直列接続」したときの合成静電容量 C は逆数の和「1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3」から求めます。2個直列なら「C =(C1 × C2)÷(C1 + C2)」、3個直列なら「C =(C1 × C2 × C3)÷(C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)」となります。
Ngược lại, khi mắc "nối tiếp" các tụ điện, điện dung tương đương C được tính từ tổng nghịch đảo "1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3". Nếu 2 tụ nối tiếp thì "C = (C1 × C2) ÷ (C1 + C2)", còn 3 tụ nối tiếp thì "C = (C1 × C2 × C3) ÷ (C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)".
またコンデンサを直列接続して電圧を加えると、各コンデンサに蓄えられる電荷 Q は等しくなり、各コンデンサに分圧される電圧は「静電容量 C に反比例」します(容量が小さいコンデンサほど高い電圧がかかります)。
Ngoài ra khi mắc nối tiếp các tụ điện và đặt điện áp vào, điện tích Q tích lũy trên mỗi tụ bằng nhau, còn điện áp phân bố trên mỗi tụ "tỷ lệ nghịch với điện dung C" (tụ có điện dung càng nhỏ thì chịu điện áp càng cao).
Điểm cần nhớ
- コンデンサの電荷は「Q = C × V」、エネルギーは「W = 0.5 × C × V²」であり、静電容量は面積に比例し極板間隔に反比例する
Điện tích của tụ điện là "Q = C × V", năng lượng là "W = 0.5 × C × V²", và điện dung tỷ lệ thuận với diện tích bản cực, tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản cực - コンデンサの並列合成容量は「C = C1 + C2 + C3」、直列合成容量は逆数の和「1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3」となる
Điện dung tương đương khi ghép song song là "C = C1 + C2 + C3", còn khi ghép nối tiếp là tổng nghịch đảo "1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3" - 3個のコンデンサ C1・C2・C3 の直列合成容量は「(C1 × C2 × C3)÷(C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)」で表される
Điện dung tương đương của 3 tụ điện C1, C2, C3 mắc nối tiếp được biểu thị bằng "(C1 × C2 × C3) ÷ (C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)"
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| クーロンの法則と静電容量(C) | Định luật Coulomb và điện dung (C) |
| 電荷(Q = C × V)と静電エネルギー | Điện tích (Q = C × V) và năng lượng tĩnh điện |
| コンデンサの並列合成容量と直列合成容量 | Điện dung tương đương ghép song song và ghép nối tiếp của tụ điện |
| コンデンサ直列接続時の逆比例分圧 | Phân áp tỷ lệ nghịch khi mắc nối tiếp tụ điện |
電流の磁気作用・フレミングの左手の法則と右手の法則・レンツの法則
Tác dụng từ của dòng điện, Quy tắc bàn tay trái và bàn tay phải Fleming, Định luật Lenz
導線に電流を流すと、その周囲に右ねじを進める向きの回転方向に磁界が発生します。これを「アンペアの右ねじの法則(右ねじの法則)」といい、ソレノイド(コイル)に電流を流したときの磁極(N極・S極)の向きもこの法則で決まります。
Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn, xung quanh nó sinh ra từ trường theo chiều quay tiến của đinh ốc vít phải. Đây gọi là "Quy tắc vặn nút chai (đinh ốc phải) Ampere", và chiều cực từ (cực N, cực S) khi cho dòng điện qua ống dây (solenoid / cuộn dây) cũng được xác định bằng quy tắc này.
磁界中の導体に電流を流すと電磁力 F(N)が働き、その向きは「フレミングの左手の法則(電動機の原理)」に従います。左手の3指を互いに直角に開いたとき、「中指=電流の向き、人差し指=磁界の向き、親指=電磁力(運動)の向き」を表します。
Khi cho dòng điện chạy qua thanh dẫn đặt trong từ trường thì thanh dẫn chịu lực điện từ F (N) tuân theo "Quy tắc bàn tay trái Fleming (nguyên lý động cơ điện)". Khi mở ngón cái, ngón trỏ và ngón giữa bàn tay trái vuông góc từng đôi một: "ngón giữa = chiều dòng điện, ngón trỏ = chiều từ trường, ngón cái = chiều lực điện từ (chuyển động)".
逆に、磁界中で導体を動かしたときに発生する誘導起電力 e(V)の向きは「フレミングの右手の法則(発電機の原理)」に従い、右手の「親指=導体の運動方向、人差し指=磁界の向き、中指=誘導起電力の向き」となります。
Ngược lại, chiều của sức điện động cảm ứng e (V) sinh ra khi dịch chuyển thanh dẫn trong từ trường tuân theo "Quy tắc bàn tay phải Fleming (nguyên lý máy phát điện)": trên bàn tay phải, "ngón cái = chiều chuyển động của thanh dẫn, ngón trỏ = chiều từ trường, ngón giữa = chiều sức điện động cảm ứng".
コイルを貫く磁束が変化するとき、磁束の時間的変化率に比例した大きさの誘導起電力が発生する現象を「ファラデーの電磁誘導の法則」といい、その誘導起電力の向きが「磁束の変化を妨げる方向」になることを「レンツの法則」といいます。
Hiện tượng khi từ thông xuyên qua cuộn dây biến thiên làm xuất hiện sức điện động cảm ứng có độ lớn tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông theo thời gian gọi là "Định luật cảm ứng điện từ Faraday", và việc chiều sức điện động cảm ứng luôn "chống lại sự biến thiên của từ thông" gọi là "Định luật Lenz".
誘導形電力量計のアルミニウム円板が移動磁界とうず電流の作用で回転し、制動磁石で速度制御される原理などには、この「レンツの法則(電磁誘導作用)」が応用されています。またコイル自身の電流変化で起電力が生じる現象を自己誘導(インダクタンス L[H])といいます。
Nguyên lý đĩa nhôm của công tơ điện kiểu cảm ứng quay dưới tác dụng của từ trường dịch chuyển và dòng điện xoáy, đồng thời được khống chế tốc độ bằng nam châm hãm chính là ứng dụng của "Định luật Lenz (tác dụng cảm ứng điện từ)". Ngoài ra hiện tượng sinh ra sức điện động do sự biến thiên dòng điện của chính cuộn dây gọi là tự cảm (điện cảm L (H)).
Điểm cần nhớ
- 「フレミングの左手の法則(電動機)」では、中指が電流、人差し指が磁界、親指が電磁力(力)の向きを示す
Trong "Quy tắc bàn tay trái Fleming (động cơ điện)", ngón giữa chỉ chiều dòng điện, ngón trỏ chỉ chiều từ trường, ngón cái chỉ chiều lực điện từ - 「フレミングの右手の法則(発電機)」では、親指が運動、人差し指が磁界、中指が誘導起電力の向きを示す
Trong "Quy tắc bàn tay phải Fleming (máy phát điện)", ngón cái chỉ chiều chuyển động, ngón trỏ chỉ chiều từ trường, ngón giữa chỉ chiều sức điện động cảm ứng - 電磁誘導において「磁束の変化を妨げる向き」に誘導電流が流れる法則を「レンツの法則」といい、電力量計の円板回転等に応用される
Trong cảm ứng điện từ, định luật dòng điện cảm ứng chạy theo "chiều chống lại sự biến thiên từ thông" gọi là "Định luật Lenz", được ứng dụng làm quay đĩa công tơ điện
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| アンペアの右ねじの法則 | Quy tắc đinh ốc phải Ampere |
| フレミングの左手の法則(中指=電流・人差し指=磁界・親指=力) | Quy tắc bàn tay trái Fleming (ngón giữa = dòng điện, ngón trỏ = từ trường, ngón cái = lực) |
| フレミングの右手の法則(誘導起電力の向き) | Quy tắc bàn tay phải Fleming (chiều sức điện động cảm ứng) |
| ファラデーの電磁誘導とレンツの法則 | Cảm ứng điện từ Faraday và Định luật Lenz |
単相交流回路(実効値・位相差・リアクタンス計算・インピーダンス)
Mạch điện xoay chiều một pha (Giá trị hiệu dụng, Độ lệch pha, Tính cảm kháng, Tổng trở)
サイン波交流の大きさは通常「実効値」で表され、最大値(波高値)Vm は実効値 V の「ルート2倍(約1.41倍)」(V = Vm ÷ 1.41)となります。また1秒間のサイクル数である周波数 f(Hz)と周期 T(s)には「f = 1 ÷ T」の関係があります。
Độ lớn của dòng điện xoay chiều hình sin thông thường được biểu thị bằng "giá trị hiệu dụng", và giá trị cực đại (biên độ) Vm bằng "căn 2 lần (khoảng 1.41 lần)" giá trị hiệu dụng V (V = Vm ÷ 1.41). Ngoài ra tần số f (Hz) là số chu kỳ trong 1 giây và chu kỳ T (s) có quan hệ "f = 1 ÷ T".
交流回路における電圧と電流の位相差は、抵抗 R のみの回路では「同相(位相差 0°)」、コイル(インダクタンス L)のみの回路では「電流が電圧より 90°(π/2 rad)遅れる」、コンデンサ(静電容量 C)のみの回路では「電流が電圧より 90°(π/2 rad)進む」となります。
Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mạch xoay chiều: ở mạch thuần điện trở R là "cùng pha (lệch pha 0°)", ở mạch thuần cuộn cảm (điện cảm L) là "dòng điện chậm pha (trễ pha) hơn điện áp 90° (π/2 rad)", và ở mạch thuần tụ điện (điện dung C) là "dòng điện nhanh pha (sớm pha) hơn điện áp 90° (π/2 rad)".
コイルの誘導性リアクタンス XL(Ω)は「XL = 2 × π × f × L」で求まります。例えば L = 5 H のコイルに 100V・50Hz を加えると「XL = 2 × 3.14 × 50 × 5 = 1570 Ω」となり、電流は「I = 100 ÷ 1570 = 約0.064 A」が流れます。
Cảm kháng XL (Ω) của cuộn dây được tính bằng "XL = 2 × π × f × L". Ví dụ khi đặt điện áp 100V - 50Hz vào cuộn dây có L = 5 H thì cảm kháng là "XL = 2 × 3.14 × 50 × 5 = 1570 Ω", và dòng điện chạy qua là "I = 100 ÷ 1570 = khoảng 0.064 A".
コンデンサの容量性リアクタンスは「XC = 1 ÷(2 × π × f × C)」です。R・L・C直列回路ではインピーダンス Z の2乗が「Z² = R² +(XL − XC)²」となり、XL = XC のとき「直列共振」が起きてインピーダンスが最小(Z = R)になります。
Dung kháng của tụ điện là "XC = 1 ÷ (2 × π × f × C)". Trong mạch R-L-C mắc nối tiếp, bình phương tổng trở Z là "Z² = R² + (XL − XC)²", và khi XL = XC sẽ xảy ra "cộng hưởng nối tiếp" làm tổng trở đạt cực tiểu (Z = R).
単相交流回路の皮相電力は「S = V × I[VA]」、有効電力(消費電力)は力率 cosφ(= R ÷ Z)を掛けた「P = V × I × cosφ[W]」、無効電力は「Q = V × I × sinφ[var]」となります。
Công suất biểu kiến của mạch xoay chiều một pha là "S = V × I (VA)", công suất tác dụng (công suất tiêu thụ) nhân thêm hệ số công suất cosφ (= R ÷ Z) là "P = V × I × cosφ (W)", và công suất phản kháng là "Q = V × I × sinφ (var)".
Điểm cần nhớ
- コイル(L)のみの交流回路では電流の位相が電圧より「90°遅れ」、コンデンサ(C)のみの回路では「90°進む」
Trong mạch xoay chiều thuần cuộn cảm (L), pha của dòng điện "trễ hơn điện áp 90°", còn trong mạch thuần tụ điện (C) thì "sớm hơn 90°" - 誘導性リアクタンスは「XL = 2 × π × f × L」であり、50Hz・100Vの電源に L = 5H を接続すると XL = 1570Ω、I = 約0.064A となる
Cảm kháng là "XL = 2 × π × f × L"; nối cuộn cảm L = 5H vào nguồn 50Hz - 100V sẽ cho XL = 1570Ω và dòng điện I = khoảng 0.064A - 直列回路のインピーダンスは「Z² = R² +(XL − XC)²」、力率は「cosφ = R ÷ Z」で表される
Tổng trở mạch nối tiếp là "Z² = R² + (XL − XC)²" và hệ số công suất được biểu thị bằng "cosφ = R ÷ Z"
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 実効値と最大値(Vm = 1.41 × V) | Giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại (Vm = 1.41 × V) |
| 位相の遅れ(コイル90°遅れ)と進み(コンデンサ90°進み) | Trễ pha (cuộn cảm trễ 90°) và sớm pha (tụ điện sớm 90°) |
| 誘導性リアクタンス(XL = 2 × π × f × L) | Cảm kháng (XL = 2 × π × f × L) |
| インピーダンス(Z)と力率(cosφ) | Tổng trở (Z) và hệ số công suất (cosφ) |
三相交流回路(Y結線・△結線)と三相電力の計算・進相コンデンサ
Mạch xoay chiều ba pha (Đấu Y, Đấu △), Tính công suất ba pha và Tụ bù nâng cao hệ số công suất
対称三相交流は、大きさと周波数が等しい3つの単相交流起電力が互いに「120°(2π/3 rad)」ずつ位相がずれた交流です。結線方式には「スター(Y)結線」と「デルタ(△)結線」の2種類があります。
Điện xoay chiều ba pha đối xứng gồm 3 sức điện động xoay chiều một pha có cùng biên độ và tần số nhưng lệch pha nhau từng đôi một góc "120° (2π/3 rad)". Có 2 phương thức đấu dây là "đấu hình sao (Y)" và "đấu hình tam giác (△)".
「スター(Y)結線」では線電流 Il = 相電流 Ip であり、線間電圧 Vl は相電圧 Vp の「ルート3倍(約1.73倍)」となります。一方「デルタ(△)結線」では線間電圧 Vl = 相電圧 Vp であり、線電流 Il が相電流 Ip の「ルート3倍(約1.73倍)」となります。
Trong "đấu hình sao (Y)", dòng điện dây Il = dòng điện pha Ip, và điện áp dây Vl bằng "căn 3 lần (khoảng 1.73 lần)" điện áp pha Vp. Ngược lại trong "đấu hình tam giác (△)", điện áp dây Vl = điện áp pha Vp, và dòng điện dây Il bằng "căn 3 lần (khoảng 1.73 lần)" dòng điện pha Ip.
三相交流回路の消費電力(有効電力)P(W)は、Y結線・△結線のどちらでも、線間電圧 E(または V)、線電流 I、力率 cosφ を用いて「P = ルート3 × E × I × cosφ(約 1.73 × E × I × cosφ)[W]」の公式で求められます。
Công suất tiêu thụ (công suất tác dụng) P (W) của mạch xoay chiều ba pha, dù đấu Y hay đấu △, đều được tính theo điện áp dây E (hoặc V), dòng điện dây I và hệ số công suất cosφ bằng công thức "P = căn 3 × E × I × cosφ (khoảng 1.73 × E × I × cosφ) (W)".
なお相電圧 Ep と相電流 Ip を用いる場合は1相分の電力の3倍となるため「P = 3 × Ep × Ip × cosφ」となります(線間電圧と線電流の式の係数を3や1/3とする選択肢は誤りです)。
Lưu ý khi dùng điện áp pha Ep và dòng điện pha Ip thì bằng 3 lần công suất một pha nên "P = 3 × Ep × Ip × cosφ" (các phương án ghi hệ số trong công thức theo điện áp dây và dòng điện dây là 3 hoặc 1/3 đều là sai).
誘導電動機等の負荷は遅れ力率であるため、盤内に負荷と並列に「電力用コンデンサ(進相コンデンサ SC)」を接続し、進み無効電流で遅れ無効電流を打ち消して「力率(cosφ)を改善」し、線路損失を低減します。また高調波対策としてコンデンサと直列に「直列リアクトル(SR)」を接続します。
Vì phụ tải động cơ không đồng bộ có hệ số công suất trễ, người ta mắc "tụ điện công suất (tụ bù tiến pha SC)" song song với tải trong tủ để dòng phản kháng sớm pha triệt tiêu dòng phản kháng trễ pha, giúp "cải thiện hệ số công suất (cosφ)" và giảm tổn hao đường dây. Ngoài ra để chống sóng hài, người ta mắc nối tiếp "cuộn kháng nối tiếp (SR)" với tụ bù.

Điểm cần nhớ
- Y結線では「線間電圧 = ルート3 × 相電圧」、△結線では「線電流 = ルート3 × 相電流」となる(ルート3は約1.73)
Khi đấu Y thì "điện áp dây = căn 3 × điện áp pha", khi đấu △ thì "dòng điện dây = căn 3 × dòng điện pha" (căn 3 xấp xỉ 1.73) - 三相交流の消費電力は、線間電圧 E・線電流 I・力率 cosφ を用いて「P = ルート3 × E × I × cosφ[W]」で求める
Công suất tiêu thụ xoay chiều ba pha tính theo điện áp dây E, dòng điện dây I và hệ số công suất cosφ bằng "P = căn 3 × E × I × cosφ (W)" - 誘導電動機等による回路の「遅れ力率」を改善するためには、負荷と並列に「電力用コンデンサ(進相コンデンサ)」を接続する
Để cải thiện "hệ số công suất trễ" của mạch do động cơ không đồng bộ gây ra, ta mắc "tụ điện công suất (tụ bù tiến pha)" song song với phụ tải
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| スター(Y)結線とデルタ(△)結線 | Đấu hình sao (Y) và đấu hình tam giác (△) |
| 線間電圧・相電圧と線電流・相電流 | Điện áp dây - điện áp pha và dòng điện dây - dòng điện pha |
| 三相消費電力(P = 1.73 × E × I × cosφ) | Công suất tiêu thụ ba pha (P = 1.73 × E × I × cosφ) |
| 電力用コンデンサ(進相コンデンサ)と力率改善 | Tụ điện công suất (tụ bù tiến pha) và cải thiện hệ số công suất |
半導体素子(p形・n形・ダイオードのA/K極性・トランジスタ・サイリスタ)
Linh kiện bán dẫn (Loại p, Loại n, Cực tính A/K của Diode, Transistor, Thyristor)
シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)などの真性半導体に微量の不純物を加えたもののうち、正の電荷を持つ「正孔(ホール)」を多数キャリアとするものを「p形半導体」、負の電荷を持つ「電子(自由電子)」を多数キャリアとするものを「n形半導体」といいます。
Trong các chất bán dẫn pha tạp thêm một lượng nhỏ tạp chất vào chất bán dẫn tinh khiết như silic (Si) hoặc germani (Ge), chất có hạt tải điện đa số là "lỗ trống (hole)" mang điện tích dương gọi là "bán dẫn loại p", còn chất có hạt tải điện đa số là "điện tử (electron tự do)" mang điện tích âm gọi là "bán dẫn loại n".
p形半導体とn形半導体を接合した「ダイオード(pn接合ダイオード)」では、p形側の端子を「アノード(A:陽極)」、n形側の端子を「カソード(K:陰極)」といい、図記号では三角形の底辺側がアノード(A・p形)、先端の棒線側がカソード(K・n形)です。
Ở "diode (diode tiếp giáp pn)" ghép giữa bán dẫn loại p và bán dẫn loại n, cực phía bán dẫn loại p gọi là "Anode (A: cực dương)", cực phía bán dẫn loại n gọi là "Cathode (K: cực âm)"; trên ký hiệu bản vẽ, phía cạnh đáy hình tam giác là Anode (A, loại p), còn phía vạch ngang ở đỉnh nhọn là Cathode (K, loại n).
ダイオードは「アノード(A)からカソード(K)の向き(順方向)」にのみ電流を流す整流作用を持ちます。直流リレー回路にダイオードを直列に入れる際、カソードを電源プラス側へ逆方向につなぐと電流が流れず動作しません。なおサージ吸収用ダイオードはコイルと並列に逆向きに接続します。
Diode có tác dụng chỉnh lưu chỉ cho dòng điện đi theo "chiều từ Anode (A) sang Cathode (K) (chiều thuận)". Khi mắc nối tiếp diode vào mạch rơ-le một chiều, nếu quay Cathode về phía cực dương nguồn (ngược chiều) thì dòng điện bị chặn làm rơ-le không tác động. Lưu ý diode hấp thụ xung (flywheel) được mắc song song ngược chiều với cuộn dây.
3端子の「トランジスタ(pnp形・npn形)」はベース(B)・エミッタ(E)・コレクタ(C)を持ち、ベース電流でコレクタ電流を制御して増幅やスイッチングを行います。また「サイリスタ(SCR)」はゲート(G)に点弧パルスを与えるとアノード・カソード間が導通してON状態を保ちます。
"Transistor (loại pnp và npn)" 3 cực gồm Base (B), Emitter (E) và Collector (C), dùng dòng Base điều khiển dòng Collector để khuếch đại hoặc đóng cắt (switching). Ngoài ra "Thyristor (SCR)" khi được cấp xung kích vào cực Gate (G) sẽ dẫn thông giữa Anode và Cathode và duy trì trạng thái ON.
その他、逆方向の定電圧特性を利用する「ツェナーダイオード(定電圧ダイオード)」、順方向電流で発光する「発光ダイオード(LED)」、発光素子と受光素子を組み合わせて入出力間を電気的に絶縁して信号伝達する「フォトカプラ(PLCの入出力回路等に使用)」、インバータで用いる「IGBT」があります。
Ngoài ra còn có "diode Zener (diode ổn áp)" tận dụng đặc tính ổn áp chiều ngược, "diode phát quang (LED)" phát sáng khi có dòng thuận, "photocoupler" kết hợp phần tử phát sáng và thu sáng để cách ly điện giữa đầu vào và đầu ra (dùng trong mạch vào/ra PLC), và "IGBT" dùng trong biến tần.
Điểm cần nhớ
- ダイオードは「p形半導体側がアノード(A)、n形半導体側がカソード(K)」であり、アノードからカソードへの順方向にのみ電流が流れる
Ở diode, "phía bán dẫn loại p là Anode (A), phía bán dẫn loại n là Cathode (K)", và dòng điện chỉ chạy theo chiều thuận từ Anode sang Cathode - 直流回路でダイオードを逆方向(カソードをプラス側)に直列接続すると電流が流れず、電磁継電器のコイルは動作しない
Trong mạch một chiều, nếu mắc nối tiếp diode theo chiều ngược (Cathode nối vào cực dương) thì dòng điện không chạy qua được và cuộn dây rơ-le điện từ không tác động - トランジスタはベース(B)・エミッタ(E)・コレクタ(C)の3端子で増幅・スイッチングを行い、フォトカプラは光で入出力間を絶縁伝送する
Transistor dùng 3 cực Base (B), Emitter (E), Collector (C) để khuếch đại và đóng cắt; photocoupler truyền tín hiệu cách ly giữa đầu vào và đầu ra bằng ánh sáng
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| p形半導体(正孔)とn形半導体(電子) | Bán dẫn loại p (lỗ trống) và bán dẫn loại n (điện tử) |
| ダイオードのアノード(A:p形)とカソード(K:n形) | Anode (A: loại p) và Cathode (K: loại n) của diode |
| トランジスタ(B・E・C)とサイリスタ(A・K・G) | Transistor (B, E, C) và Thyristor (A, K, G) |
| フォトカプラ・ツェナーダイオード・LED | Photocoupler, diode Zener và LED |
論理回路(AND・OR・NOT・XOR)とフィードバック制御・PLC・センサ
Mạch logic (AND, OR, NOT, XOR), Điều khiển phản hồi (Feedback), PLC và Cảm biến
ディジタル回路の「基本論理回路」には、すべての入力が1のときだけ出力が1になる「論理積回路(AND:Y = A・B)」、いずれか1つでも入力が1なら出力が1になる「論理和回路(OR:Y = A + B)」、入力を反転する「否定回路(NOT)」、およびそれらを否定した「NAND回路」「NOR回路」があります。
"Mạch logic cơ bản" của mạch số gồm: "mạch AND (tích logic: Y = A·B)" chỉ xuất 1 khi tất cả đầu vào bằng 1, "mạch OR (tổng logic: Y = A + B)" xuất 1 khi có ít nhất 1 đầu vào bằng 1, "mạch NOT (đảo)" đảo ngược tín hiệu vào, cùng với "mạch NAND" và "mạch NOR" là phủ định của chúng.
また2つの入力 A・B の値が「異なるとき(一方が1で他方が0のとき)だけ出力 Y が 1」になり、両方が0または両方が1のときは出力が0になる回路を「排他的論理和回路(XOR:エクスクルーシブオア)」といい、論理式では「Y = A・Bバー + Aバー・B」と表されます。
Ngoài ra mạch "chỉ xuất Y = 1 khi hai đầu vào A và B có giá trị khác nhau (một bên bằng 1 và bên kia bằng 0)", còn khi cả hai cùng bằng 0 hoặc cùng bằng 1 thì xuất 0 được gọi là "mạch OR loại trừ (XOR: Exclusive OR)", biểu thị bằng phương trình logic "Y = A·B đảo + A đảo·B".
自動制御は、あらかじめ定められた順序や条件に従って制御を進める「シーケンス制御」と、制御対象の出力(制御量)を検出して入力側へ戻し、「目標値と比較して一致させるように訂正動作を行うフィードバック制御」に大別されます。
Điều khiển tự động được chia thành "điều khiển tuần tự (sequence control)" tiến hành điều khiển theo trình tự hoặc điều kiện định sẵn, và "điều khiển phản hồi (feedback control)" phát hiện đầu ra (đại lượng điều khiển) đưa ngược về đầu vào để "so sánh với giá trị mục tiêu và thực hiện thao tác hiệu chỉnh sao cho trùng khớp".
制御盤の頭脳として用いられる「PLC(プログラマブルコントローラ)」は、CPU・メモリ・入力ユニット・出力ユニットで構成され、プログラムを先頭から末尾まで繰り返し走査(スキャン)して処理します。出力ユニットには交直両用の「リレー出力」、直流高速用の「トランジスタ出力」、交流用の「トライアック出力」があります。
"PLC (bộ điều khiển khả trình)" dùng làm bộ não của tủ điều khiển gồm CPU, bộ nhớ, mô-đun đầu vào và mô-đun đầu ra, xử lý bằng cách quét (scan) lặp đi lặp lại chương trình từ đầu đến cuối. Mô-đun đầu ra có "đầu ra rơ-le" dùng cho cả AC/DC, "đầu ra transistor" cho DC tốc độ cao và "đầu ra triac" cho AC.
PLCや制御回路に接続される検出器(センサ)には、接触式の「リミットスイッチ」、非接触で金属や物体を検出する「近接スイッチ(高周波発振形・静電容量形)」や「光電スイッチ(透過形・反射形)」、温度を測る「熱電対(ゼーベック効果)」や「白金測温抵抗体(Pt100)」があります。
Các cảm biến (sensor) kết nối với PLC và mạch điều khiển gồm: "công tắc hành trình (limit switch)" kiểu tiếp xúc, "cảm biến tiệm cận (kiểu dao động cao tần, kiểu điện dung)" và "cảm biến quang điện (kiểu thu phát, kiểu phản xạ)" phát hiện kim loại hoặc vật thể không tiếp xúc, cùng "cặp nhiệt điện (hiệu ứng Seebeck)" và "nhiệt điện trở bạch kim (Pt100)" đo nhiệt độ.

Điểm cần nhớ
- 2入力 A・B が異なるときのみ出力が1となる「排他的論理和(XOR)回路」の論理式は「Y = A・Bバー + Aバー・B」である
Phương trình logic của "mạch OR loại trừ (XOR)" chỉ xuất 1 khi 2 đầu vào A và B khác nhau là "Y = A·B đảo + A đảo·B" - 出力(制御量)を検出して目標値と比較し、一致させるように自動調整する制御方式を「フィードバック制御」という
Phương thức điều khiển phát hiện đầu ra (đại lượng điều khiển), so sánh với giá trị mục tiêu và tự động điều chỉnh cho khớp gọi là "điều khiển phản hồi (feedback control)" - PLCのプログラムは入力読込み・演算実行・出力書換えを周期的に繰り返す「スキャン方式」で動作する
Chương trình PLC hoạt động theo "phương thức quét (scan)" lặp lại theo chu kỳ việc đọc đầu vào, thực thi tính toán và cập nhật đầu ra
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 基本論理回路(AND・OR・NOT・NAND・NOR) | Mạch logic cơ bản (AND, OR, NOT, NAND, NOR) |
| 排他的論理和回路(XOR:Y = A・Bバー + Aバー・B) | Mạch OR loại trừ (XOR: Y = A·B đảo + A đảo·B) |
| シーケンス制御とフィードバック制御(目標値との比較) | Điều khiển tuần tự và điều khiển phản hồi (so sánh với giá trị mục tiêu) |
| PLC(プログラマブルコントローラ)と近接・光電スイッチ | PLC (bộ điều khiển khả trình) và cảm biến tiệm cận, cảm biến quang |
Lý thuyết mạch, điện tử & điều khiển
Luyện câu hỏi chương này trong appTài liệu tham khảo chính thức
- 中央職業能力開発協会(JAVADA)「技能検定 電気機器組立て 2級 学科試験基準(電気・磁気及び電気回路・電気計測・論理回路)」 — https://www.javada.or.jp/jigyou/gino/giken.html
- 日本産業規格「JIS C 1102 指示電気計器」「JIS C 0111 電気・電子技術図記号」 — https://www.jisc.go.jp/