Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Giáo trình Điện kỹ thuật với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được định luật cơ bản về điện học, ứng dụng trong kỹ thuật điện; trình bày được khái niệm cơ bản về điện áp, dòng điện một chiều, xoay chiều, các định luật cơ bản trong mạch điện một chiều và xoay chiều; Trình bày được các khái niệm cơ bản về từ trường, vật liệu từ, các mối liên hệ giữa từ trường và các đại lượng điện, ứng dụng các mạch từ trong kỹ thuật. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình!

Chương DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HÌNH SIN Mã chương: MH 09 - 04 Giới thiệu: Ở chư ng trước ta nghiên c u mạch điện chiều, phư ng pháp giải Từ c s để tính tốn mạch điện cụ thể, trước hết ta ét mạch quan trọng thư ng gặp mạch tuyến tính chế độ ác l p với dạng kích thích c kích thích điều hịa, kích thích chu kỳ khơng điều hịa ph n tích thành t ng kích thích điều hịa có t n s biên độ khác H n nữa, đa s nguồn th c tế máy phát điện nguồn phát, mặt khác ng với kích thích điều hịa tuyến tính đáp ng c ng điều hịa khiến cho việc tính tốn khảo sát đ n giản hi mạch điện mạch tuyến tính chế độ ác l p với kích thích điều hịa mơ hình c a giải dạng véc t s ph c C n phải nêu phư ng pháp để giải cho đáp ng c a mạch điện, tiến hành ph n tích giải mạch điện pha chế độ nói Mục tiêu: - Giải thích khái niệm c mạch điện oay chiều như: chu kỳ, t n s , pha, s lệch pha, trị biên độ, trị hiệu dụng…Ph n biệt đặc điểm c dòng điện chiều dòng điện oay chiều - Giải tốn oay chiều khơng ph n nhánh ph n nhánh, cơng suất dịng điện oay chiều t ng cộng hư ng - Giải toán mạch điện oay chiều pha với cách mắc - R n luyện tính tỷ m , ác tư học t p Nội dung Khái niệm dịng điện xoay chiều 1.1 Dòng điện xoay chiều 51 Dòng điện oay chiều dòng điện thay đ i chiều trị s th o th i gian Dòng điện oay chiều thư ng dịng điện biến đ i tu n hồn, nghĩa c sau khoảng th i gian định, lặp lại q trình biến thiên c 1.2 Chu kỳ tần số dòng điện xoay chiều Chu kỳ: hoảng th i gian ngắn để dịng điện lặp lại q trình biến thiên c gọi chu kỳ Tần số : S chu kỳ dòng điện th c gi y gọi t n s 1.3 Dòng điện xoay chiều hình sin Dịng điện oay chiều hình sin dịng điện oay chiều biến thiên th o quy lu t hình sin đ i với th i gian gọi dịng điện oay chiều hình sin i Im     t -Im T Hình : Đồ thị th o th i gian c a dòng điện oay chiều hình sin: - Trục hồnh biểu thị th i gian t - Trục tung biểu thị dòng điện i Biểu th c c a dịng điện oay chiều hình sin là: i  I m sin  t   i  (4.1) 1.4 Các đại lượng đặc trưng a) Trị số tức thời: Trên đồ thị, m i th i điểm t đó, dịng điện có giá trị tư ng ng gọi trị s t c th i c a dòng điện oay chiều Ký hiệu: i(t) i Tư ng t dòng điện, trị s t c th i c a điện áp k hiệu u, c a sđđ k hiệu … b) Trị số cực đại (biên độ): Giá trị lớn c a trị s t c th i chu kỳ gọi trị s c c đại hay biên độ c a nguồn điện oay chiều Ký hiệu c a biên độ chữ hoa, có ch s m: Im Ngồi cịn có biên độ điện áp Um, biên độ sđđ Em c) Chu kỳ T: hoảng th i gian ngắn để dịng điện lặp lại q trình biến thiên c gọi chu kỳ hiệu: T, Đ n vị: s c(s) d) Tần số f: 52 S chu kỳ dòng điện th c gi y gọi t n s hiệu: f, Ta có: f  (4.2) T Đ n vị: H c (Hz); 1KHz  10 Hz 1MHz  106 Hz  103 KHz Nước ta ph n lớn nước giới sản uất dịng điện cơng nghiệp có t n s f = 50Hz e) Tần số góc : T n s góc t c độ biến thiên c a dịng điện hình sin 2 hiệu: ;    f  rad/s (4.3) T f Pha pha ban đầu: Góc  t    biểu th c đại lượng hình sin ác định trạng thái (trị s chiều) c a đại lượng th i điểm t gọi góc pha, gọi tắt pha Khi t =  t       gọi góc pha ban đ u hay pha đ u Nếu  > quy ước điểm bắt đ u c a đư ng cong biểu di n lệch phía trái g c toạ độ góc  Nếu  < ngược lại, điểm bắt đ u c a đư ng cong biểu di n lệch phía phải g c toạ độ góc  Hình 4.2: pha c a dịng điện oay chiều hình sin:  Ví dụ 4.1: Cho u  100 sin  t    (V) a) Xác định giá trị t c th i th i điểm t = 0, t = T/4, t = T/2, t = 3T/4, t = T b) Vẽ đồ thị hình sin c a u với t từ đến T Giải: 53 a) Khi t =  u (0)  100 sin   100 (V ) T   2 T   Khi t = T/4  u   100 sin     100 sin   (V ) 4  T 2 :    f  2 T 3 T   2 T    100 V  Khi t = T/2  u   100 sin     100 sin 2  T 2  3T   2 3T   Khi t = 3T/4  u   100 sin     100 sin 2  V     T 2  5  2  100 V  Khi t = T  u T   100 sin  T    100 sin 2 T b) Biểu di n hình sin th o điện áp u: Ta có : u  100 sin  t    U m sin  t   u    u (V) 100     t -100 Hình 4.3: Đồ thị ví dụ : 1.5 Pha lệch pha i  I m sin  t   i   A (4.4) Trị s t c th i c a dòng điện : Trị s t c th i c a điện áp : u  U m sin  t   u  V  (4.5) Góc lệch pha điện áp dòng điện k hiệu  định nghĩa sau:    u   i (4.6)     u   i : Điện áp trùng pha với dòng điện  u i pha (ha)     u   i : điện áp vượt trước dòng điện  u nhanh pha h n so với i (b)     u   i : điện áp ch m sau dòng điện  u tr pha so với i (hc)     u i ngược pha    /  u i vng góc 54 u,i u,i u u i t t i u,i u i t Hình 3.4: s lệch pha c a dịng điện oay chiều hình sin: Ví dụ 4.2: So sánh pha c a hai hàm sin: u1  10 sin t  30 V  u  10 cos t  10 V  Giải: Đưa u2 dạng sin nh công th c: cos x  sin x  90 V  Suy : u  10 sin t  100 0 Ta nói: u1 lớn pha so với u2 góc   30  100  130 u1 ch m pha 0 h n so với u2 góc:   100   30   130 Giải mạch điện xoay chiều không phân nhánh           Mục tiêu: - Biết giải thích cách giải mạch điện xoay chiều pha - Áp dụng giải tập mạch điện xoay chiều pha - Có ý thức tự giác học tập Trị số hiệu dụng: Ta biết rằng, tác dụng nhiệt l c điện từ tỷ lệ với bình phư ng dòng điện Đ i với dòng điện biến thiên có chu kỳ T tác dụng tỷ lệ với trị s trung bình bình phư ng c a dòng điện chu kỳ T Trị s trung bình bình phư ng chu kỳ gọi trị s hiệu dụng I Từ rút biểu th c trị s c a dòng điện hình sin là: T I i dt (*) (4.7) T 0 Giả sử i  I m sin  t , thay vào biểu th c (*) 55 T I i dt   T T 2 I t sin 2t   2 m 2  I m sin t.d (t )  2 I m2 2 2  cos 2t d (t )  I m2  Rút ra: (4.8) Trong đó: I trị hiệu dụng c a dòng điện Tư ng t , ta có: Trị s hiệu dụng c a điện áp: (4.9) Trị s hiệu dụng c a suất điện động: (4.10) Trị s hiệu dụng đại lượng quan trọng c a mạch điện oay chiều Ta nói dịng điện oay chiều amp điện áp oay chiều volt ta nói đến trị s hiệu dụng c a chúng Các trị s ghi nhãn c a thiết bị điện, dụng cụ đo lư ng (sử dụng dòng điện oay chiều) trị s hiệu dụng   Ví dụ 4.3: Dịng điện hình sin i  4,5 sin  314 t    A chạy qua điện tr R = 0 4  Tính cơng suất P, điện A c a điện tr tiêu thụ 24h Giải: Trị s c c đại c a dòng điện Im = 4,5(A) I 4,5  3,18( A) Trị s hiệu dụng c a dòng điện qua điện tr : I  m  2 Công suất điện c a điện tr : P  U I cos   R.I  10 (3,18)  101,1 W  Điện điện tr tiêu thụ 20h A  P t  101,1.20  2022  Wh   2,022 Kwh  Biểu diễn lượng hình sin dạng vectơ quay: Trên vòng tròn lượng giác gắn hệ trục O , Oy, với O t m c a vòng tròn lượng giác Hình chiếu c a v ct quay lên trục tung biểu thị giá trị t c th i c a đại lượng hình sin Hình chiếu c a v ct quay lên trục hoành biểu thị th i gian i  I m sin(t   )  I sin(t   ) uy tắc biểu di n đại lượng hình sin v ct quay : 56 - Vẽ th i điểm  ban đ u (t = 0) - Độ dài c a v ct I  biểu di n trị hiệu dụng I c a i(t) - Góc tạo b i v ct I trục hồnh O góc pha ban đ u  Nếu  > v ct nằm phía trước trục hồnh th o ngược chiều kim đồng hồ Nếu  < ngược lại v ct nằm phía sau trục hồnh hiệu v ct biểu di n đại lượng hình sin chữ biểu di n đại lượng dấu gạch ngang m i tên đ u Ví dụ: I , U , E … y I Im i  t  x x Hình 4.5: Biểu di n véc t dịng điện oay chiều hình sin: Ví dụ 4.4: Hãy biểu di n dòng điện, điện áp v ct ch góc lệch pha , cho biết: i  20 sin t  10  (A)   u  100 sin t  40 (V) Giải: V ct dòng điện: I  20  10 V ct điện áp: U  100  40 U x 40 Hình 4.6: Đồ thị véc t í dụ 4.4 -10 I Cộng trừ đại lượng hình sin đồ thị vectơ: Cho hai dịng điện hình sin: i1  I 1m sin(t  1 ) i2  I m sin(t   ) Tìm dịng điện t ng i  i1  i   Biểu di n hai dòng điện i1, i2 hai v ct quay I , I    V ct t ng I  I  I v ct biểu di n dịng điện 57 y I I1 I2 x Hình : Đồ thị véc t cộng dòng điện oay chiều hình sin: Th c v y, d a vào tính chất hình chiếu c a v ct t ng t ng hình chiếu c a hai v ct thành ph n nên i  i1  i I  I1  I  2.I1 I cos( I1 , I ) 2 (4.11) Từ đó, ta suy biểu th c c a nó: i  I m sin(t   )  I sin(t   ) “Việc cộng đại s trị s t c th i c a đại lượng hình sin tính chất thơng s , tư ng ng với việc cộng v ct biểu di n chúng” Ví dụ 4.5: Cho hai dòng điện: i1  sin(314 t  15 ) i2  sin(314 t  75 ) Hãy tìm dịng điện t ng i  i1  i hiệu i  i2  i1 đồ thị v ct Giải: V ct dòng điện : I   15 V ct dòng điện 2: I   75 Áp dụng hệ th c lượng tam giác OAC OC  OA  AC  2.OA AC cos OAC OC  32   2.3.4 cos120  37 Suy ra:  OC  37  6,22 cos   cos OAC  Rút ra: OA  OC  AC 2.OA.OC I  I  I2  37     0,805 I I 2.3.6,22    363 2 V y biểu th c dòng điện t ng: i  I sin(t   )  2.6,22 sin(314t  363  15)  2.6,22 sin(314t  513) 58 C I I2 B A I1 x O Hình 4.8: Đồ thị véc t ví dụ 4.5: 2.1 Giải mạch xoay chiều trở, cảm, dung 2.1.1 Mạch điện xoay chiều điện trở Quan hệ dòng điện điện áp: i U R Hình 4.9: Mạch điện thu n tr : Giả sử ta có mạch điện với hệ s t cảm bé b qua, khơng có thành ph n điện dung, ch điện tr R, ta gọi nhánh thu n tr hi cho dịng điện i R  I m sin  t  I sin  t chạy qua điện tr R Ở th i điểm t bất kỳ, áp dụng định lu t Ohm ta có điện áp điện tr : u R  R i R  R I sin  t  U R sin  t  Ở đ y: hay (4.12) Trong nhánh thu n điện tr , trị hiệu dụng c a dòng điện t lệ thu n với trị hiệu dụng c a điện áp đặt vào nhánh, t lệ nghịch với điện tr nhánh So sánh biểu th c dòng điện điện áp, ta thấy nhánh oay chiều thu n điện tr , dòng điện điện áp đồng pha, t c    u   i  (4.13) * Mạch biểu diễn vectơ: u,i u i     t 59 Hình 0: Đồ thị mạch điện thu n tr : Đồ thị hình sin: Đồ thị hình v ct : V ct dòng điện: V ct điện áp: I R  I R  00 U R  U R  00 IR O Hình UR : Đồ thị véc t mạch điện thu n tr : Công suất: Công suất t c th i đưa vào đoạn mạch thu n tu điện tr : PR  u.i  U m I m sin t  2.U I sin t (4.14)  cos 2t Vì sin t   cos 2 t  U I 1  cos 2 t   U I  U I cos 2 t Nên PR  2.U I Như v y công suất t c th i gồm hai ph n: - ph n không đ i U.I - ph n biến đ i  U I cos 2 t Ta thấy chu kỳ dịng điện, điện áp dịng điện ln chiều nên PR  u,i uR uR UI iR   t Hình : Đồ thị công suất mạch điện thu n tr : Nghĩa là: lượng dòng điện oay chiều mạch thu n tr đưa từ nguồn đến tải R để tiêu tán lượng Do đó, ngư i ta đưa khái niệm công suất tác dụng P U2 P  U I  R.I  (4.15) R Đ n vị c a công suất tác dụng: W w 1kW  10 W 60 - Thái độ: Đánh giá phong cách học t p 108 Chương MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN Mã chương MH 09 - 05 Giới thiệu: Bài trước ét mạch điện oay chiều ác l p điều hòa, nhiên th c tế c ng có nhiều mạch điện khơng tuyến tính, chư ng nghiên c u mạch điện phi tuyến, để thấy nguyên nh n phi tuyến, đề cách biến đ i, giải mạch điện phi tuyến nghiên c u s mạch lọc thông dụng Mục tiêu: iến th c - Trình bày khái niệm dịng điện phi tuyến chiều oay chiều - Nêu s linh kiện phi tuyến tuyến thư ng gặp - Ph n tích nguyên nh n sinh tư ng phi tuyến mạch điện Năng lực tự chủ trách nhiệm: - R n luyện tính tư duy, c n th n ác Nội dung Mạch điện phi tuyến 1.1 Khái niệm Thơng số phi tuyến thơng s có đặc tuyến đặc trưng hàm khơng tuyến tính (hàm phi tuyến)- khơng phải hàm b c nhất.Ví dụ: - Đặc tuyến Von –Amp c a diot ph n c c thu n - Đặc tuyến Von-Amp c a cuộn d y lõi thép làm việc chế độ bão hoà từ - Quan hệ điện dung c a diot biến dung varicap điện áp ngược đặn lên C(u)-một hàm phi tuyến Mạch có từ thơng s phi tuyến tr lên-mạch phi tuyến 1.2 Một số linh kiện phi tuyến thường gặp Điện trở phi tuyến hiệu: Hình : Điện tr phi tuyến Điện tr phi tuyến ác định b i quan hệ dòng điện điện áp: u = fR(i) hay I = φR(u) (5.1) 109 fR, φR hàm liên tục khoảng (–∞, +∞) φR = f-1R (hàm ngược) Các đặc tuyến mơ tả b i phư ng trình qua g c tọa độ nằm góc ph n tư th th ba Hình 5.2: Đặc tuyến điện tr phi tuyến Nếu điện tr có đặc tuyến ( ) mà khơng có (2), ta gọi ph n tử phụ thuộc dịng (R thay đ i th o i) Nếu điện tr phi tuyến có đặc tuyến (2) mà khơng có ( ), ph n tử phụ thuộc áp (R thay đ i th o v) Trong trư ng hợp ph n tử phi tuyến có hai đặc tuyến (dòng hàm đ n trị c a áp ngược lại) ph n tử phi tuyến khơng phụ thuộc Các điện tr khơng tuyến tính th c tế thư ng gặp bóng đ n d y tóc, diod điện tử bán dẫn … Điện cảm phi tuyến (cuộn dây phi tuyến) hiệu: Hình 5.3: Điện cảm phi tuyến Điện cảm phi tuyến cho b i đặc tuyến quan hệ từ thơng dịng điện có dạng: Ф = fL(i) u=dФ/dt (5.2) Trong fL hàm liên tục khoảng (–∞, +∞), qua g c tọa độ (Ф, i) nằm góc ph n tư th th ba Hình 5.4: Đặc tuyến điện cảm phi tuyến Điện dung phi tuyến hiệu: 110 Hình 5.5: Điện dung phi tuyến Điện dung phi tuyến đặc trưng b i quan hệ phi tuyến điện tích điện áp tụ điện q = fc(u) i=dq/dt (5.3) Trong fc hàm liên tục khoảng (–∞, +∞), có đạo hàm liên tục khắp n i, qua g c tọa độ (q, u) nằm góc ph n tư th th ba Hình 5.6: Đặc tuyến điện dung phi tuyến Tùy thuộc vào điều kiện làm việc, ngư i ta ph n biệt đặc tuyến c a ph n tử phi tuyến thành loại sau: - Đặc tuyến tĩnh ác định đo lư ng ph n tử phi tuyến làm việc với trình biến thiên ch m th o th i gian - Đặc tuyến động đo lư ng ph n tử phi tuyến làm việc với q trình điều hịa - Đặc tuyến ung ác định ph n tử làm việc với trình đột biến th o th i gian 1.3 Mạch xoay chiều phi tuyến 1.3.1 Môt số tính chất mạch phi tuyến: - Mạch phi tuyến khơng có tính êp chồng nghiệm - Mạch phi tuyến có tính tạo (điều chế) t n s - Các tính chất khác Cho mạch điện Hình 5.7 Với u(t) = u1(t) + u2(t) ph n tử phi tun có tính chất: i = 2.u2 Xác định dòng điên chạy mạch điện Nêu áp dụng ngun lí êp chồng, ta có: Hình 5.7 Dòng điện nguồn u1(t) gây i1(t): i1 = 2.u12 - Dòng điện nguồn u1(t) gây i1(t): i2 = 2.u2 Như v y dòng điện t ng i(t) = i1(t) + i2(t) = 2(u12 + u22) Th c tế, dòng điện mạch i(t) = 2.u2 = 2(u1 + u2)2 - 111 Nêu u(t) = Umsin(ωt) i = 2.u2 = 2.Um2sin2(ωt) = Um2[1-cos(2ωt)] Có thể thấy t n s c a dòng điện l n t n s nguồn áp 1.3.2 Các phương pháp phân tích mạch có phần tử phi tuyến Vấn đề đ u tiên c n quan t m ph n tích mạch phi tuyến vấn đề tiệm cận đặc tuyến th o s liệu th c nghiệm Để l p quan hệ giải tích c a đặc tuyến th o s liệu th c nghiệm thư ng sử dụng phư ng pháp nội suy đoạn hữu hạn c a đặc tuyến.Hàm nội suy sử dụng nhiều dạng hàm thông dụng đa th c lu thừa Để phân tích phổ c a tín hiệu trình biến đ i phi tuyến thư ng sử dụng phư ng pháp đồ thị 3,5, toạ độ để ác định biên độ sóng hài Phư ng pháp đồ thị Hình 5.8 Cách 1: Hình 5.9 từ thông s ph n tử (I = f(u) (5.4)) quan có từ s đồ mạch (5.5) Sử dụng đồ thị: Hình 5.9: Ngiệm c a hệ phư ng trình phi tuyến Điểm B nghiêm c a phư ng trình Cách 2: 112 PTPT Cho s đồ mạch: Hình 5.10 Hình 5.10 Có thể dùng phư ng pháp đồ thị sau: Hình 5.11: Đồ thị nghiệm c a phư ng trình phi tuyến cách Cách nối ghép phần tử phi tuyến (PTPT) nối tiếp: qui tắc cộng áp hình 5.12, hình 5.13 Hình 5.12 Hình 5.13 u = u1 + u (5.6) Đặc tuyến c a ph n tử phi tuyến cho sau: 113 Hình 5.14: Đặc tuyến c a ph n tử phi tuyến n i tiếp Nối song song: Qui tắc cộng dịng Hình 5.15, hình 5.16 i= i1 + i2 (5.7) Hình 5.15 Hình 5.16 Đặc tuyến c a ph n tử phi tuyến cho sau: Hình 5.17: Đặc tuyến c a ph n tử phi tuyến song song Mạch có dịng điện khơng sin: 2.1 Khái niệm: Th c tế có nhiều dịng điện biến thiên có chu kì khơng th o qui lu t hình sin, gọi chung dịng điện khơng sin 2.2 Ngun nhân Ngun nh n g y nên dịng điện khơng sin: 114 Nguồn pha khơng sin (đặc tính máy phát điện đồng bộ: mạch từ, kh h khơng khí, dạng từ trư ng, d y quấn, ) S biến dạng dạng sóng dịng điện qua ch nh lưu, nghịch lưu, biến t n, S biến dạng dạng sóng dịng điện qua linh kiên bán dẫn; thiết bị, mạch điện có khả điều khiển, Hình 5.18 Đồ thị sóng không sin Mạch lọc điện 3.1 Khái niệm Trong k thu t vi n thông ta thư ng hay gặp dạng sóng hài g y tác động khơng t t tới s làm việc c a thiết bị, để s làm việc c a thiết bị n định xác ta thư ng dùng phư ng pháp lọc Lọc điện mạng b n c c th c biến đ i ph c a tín hiệu th o quy lu t tốn học trình biến đ i phi tuyến (biến đ i ph c a tín hiệu) thư ng gặp tạo dao động hình sin, điều biên, điều t n, biến t n, tách sóng 3.2 Các dạng mạch lọc thông dụng Mạch lọc điện th c biến đ i ph c a tín hiệu th o quy lu t tốn học Mạch lọc thơng dụng thất mạch lọc kháng LC Mạch lọc LC lại chia thành loại “k” loại “m”.L thuyết mạch lọc thu n kháng thư ng uất phát từ hình 5.19a) Để nh n cơng th c có dạng tốn học thu n tiện, ngư i ta k hiệu tr kháng nhánh ngang ng hình T Z1 , nhánh dọc 2Z2 Từ mạch lọc hình 5.19a) tạo mạch loc đ i hình 5.19b) lọc đ i ng hình  hình 5.19c) Hình 5.19 Điều kiện có lọc Z1và Z2 phải khác tính 115 Trư ng hợp tích t ng tr hai nhánh lọc lọc loại k Lúc Z1Z2=R02=K2=const (5.8) Trong Z1 Z có th nguyên c a điện tr , gọi điện tr danh định c a mạch lọc, k hiệu R0 +Lọc thông thấp (hay lọc tần số thấp) loại K có nhánh ngang điện cảm, nhánh dọc điện dung hình 5.20 (dải thơng 0C, dải chặn C) Hình 5.20 Các cơng thức để tính thơng số mạch lọc thông thấp: R0  Điện tr danh định: C  T n s cắt: L 1C2 L1 C2 ; fC  (5.9) C  2  L C (5.10) T ng tr đặc tính:    f    R    Z CT  R    c   fc  R0 R0 Z C   2    f         c   fc  (5.11) +Lọc thông cao (hay lọc tần số cao) loại K có nhánh ngang điện dung, nhánh dọc điện cảm hình 5.2 (dải thơng C , dải chặn  C ) Hình 5.21 Các cơng thức để tính thông số mạch lọc thông cao: R0  Điện tr danh định: T n s cắt: C  L 1C2 L2 C1 ; fC  (5.12) C  2 4 L C (5.13) T ng tr đặc tính: 116   f  Z CT  R   c   R   c      f  R0 R0 Z C   2  c   fc  1  1       f  (5.14) +Lọc thông dải(hay lọc dải thông) loại K có nhánh ngang khung cộng hư ng n i tiếp, nhánh dọc khung cộng hư ng song song, hai nhánh có t n s cộng hư ng 0 (Hình 5.22) (dải thơng C1C2, dải chặn  C1, C2   ) Hình 5.22 Các cơng thức để tính thơng số mạch lọc thơng dải loại k: R0  Điện tr danh định: L1 L2  C2 C1 (5.15) T n s cắt: C1 R  R  R R             02 L1 L 1C1 L1  L1   L1  C2  Dải thông: R  R  R0 R          02 L1 L 1C1 L1  L1   L1  2R =C2-C1= T n s trung t m 0  (5.16) L1 L 1C1  L C2  C1C2 T ng tr đặc tính: Z CT  R  F ; Z C  R0  F2 (5.17) (5.18) (5.19) X1  F2 4X +Lọc chặn dải (hay lọc chặn dải hay lọc dải chắn) loại K có nhánh ngang khung cộng hư ng song song, nhánh dọc khung cộng hư ng n i tiếp –hình 5.23 (dải thông 0C1 C2, dải chặn C1C2) Các công thức để tính thơng số mạch lọc chặn dải loại K: 117 Hình 5.23 R0  Điện tr danh định: L1 L2  C2 C1 (5.20) T n s cắt (gi ng lọc thông dải) :  C1 R  R  R R             02 L1 L 1C1 L1  L1   L1   C2  (5.21) R  R  R0 R           02 L1 L 1C1 L1  L1   L1  Dải chặn: =C2-C1= T n s trung t m 0  2R L1 L 1C1 (5.22)  T ng tr đặc tính: Z CT  R  L C2 F  C1C2 ; Z C  R0 1 F2 (5.23) (5.24) Mạch lọc RC Lọc RC thơng thấp (hình 5.24) T n s cắt:  C  RC (7.39) Hình 5.24 Lọc RC thơng cao (hình 5.25) T n s cắt: C  4RC (7.42) 118 Hình 5.25 Bài tập cuối chương Mạch lọc thông thấp có t n s cắt hz, điện tr tải 500 Hãy ác định: a) Vẽ s đồ hình “Γ”, hình “T” hình “” c a mạch lọc, điền hình vẽ trị s thơng s v t l c a mạch b) T ng tr đặc tính t n s hz, hz Hướng dẫn Vì fC   L 1C2 C2  L1 C2 , Rt  R0  nª n 1   42,44.10 9 F  42,44 nF f C R .15.10 500 L  R 02 C2  0,0106 H  10,6 mH Hình 5.26 a) S đồ mạch lọc trình bày Hình 5.26 b) T ng tr đặc tính: t n s hz, hz ZCT : t n s hz: Z CT Khz  R0  f  5     500     471,4   15   fC  2 t ns ZC : t ns  f   10  hz: Z CT  R     500     372 ,7  10 Khz  15   fC  R0 500 t n s hz: Z CT    530,33  2 Khz  f  5 1       15   fC  hz: Z CT 10 Khz  R0  f      fC   500  10  1    15   670,8  Mạch lọc thơng thấp có t n s cắt 500 Hz, điện tr tải 600 Hãy ác định: a) Vẽ s đồ hình “T” hình “” c a mạch lọc, điền hình vẽ trị s thông s v t l c a mạch b) T ng tr đặc tính t n s 20 Hz 320 Hz 119 Hướng dẫn: giải 3.Cho mạch lọc hình Hình 5.27.Hãy ác định: a) T n s cắt c a mạch lọc b) Điện tr danh định R0 c a mạch lọc c) T ng tr đặc tính t n s 500 Hz Hình 5.27 Hướng dẫn a) L1=66,8.2=133,7 mH C2=0,485 F fC  b)  L 1C2 R0   1250 Hz L1  525  C2 c) Z CT 500 Hz  500   525     481   1250  Hình 5.28 4.Cho mạch lọc hình Hình 5.29.Hãy ác định: a) T n s cắt c a mạch lọc b) Điện tr danh định R0 c a mạch lọc c) T ng tr đặc tính t n s 500 Hz Hướng dẫn a) Fc=2250 Hz b) Ro= Ω Hình 5.29 5.Cho mạch lọc hình Hình 5.30.Hãy ác định: a) T n s cắt c a mạch lọc b) Điện tr danh định R0 c a mạch lọc c) T ng tr đặc tính t n s 250 Hz 120 Hình 5.30 Hướng dẫn a) f C  731 Hz ; b) R  276  Mạch lọc thơng cao có t n s cắt 800 Hz,điện tr tải 250.Hãy ác định: a) Vẽ s đồ hình “T” hình “” c a mạch lọc, điền hình vẽ trị s thông s v t l c a mạch b T ng tr đặc tính t n s 200 Hz Hướng dẫn L2 C1 a) R  fC  4 L C1 ; C  ; C1  L C1 ; 1   4R f c 4.250.800 3,98.10 7 F  0,398 F; L  R 20 C1  250 398 10 9  0,024875 H  24,875 mH Hình 5.31 b) Z CT  800   250      186; Z C 1200Hz 1200Hz  1200  250  800  1    1200   335  ;  YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP CHƯƠNG Nội dung: + Về kiến th c: - Một số phần tử mạch phi tuyến - Mạch điện phi tuyến đơn giản - Mạch lọc thông dụng + Về k năng: - Giải tập mạch phi tuyến, mạch lọc điện thông dụng + Thái độ: T m , c n th n, ác 121 Phư ng pháp: - iến th c: Được đánh giá hình th c kiểm tra viết, trắc nghiệm năng: Đánh giá k tính tốn t p - Thái độ: Đánh giá phong cách học t p TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Điện k thu t Nguyễn Viết Hải - Nhà xuất lao động Xã Hội – Hà Nội – Năm 2004 [2] C s k thu t điện Hoàng Hữu Thận Nhà xuất kỹ thuật Hà Nội – Năm 1980 [3] Giáo trình k thu t điện Vụ trung học chuyên nghiệp dạy nghề - Nhà xuất Giáo Dục –Năm 2005 [4] Mạch điện Phạm Thị Cư (chủ biên) - Nhà Xuất Giáo dục - 1996 [5] C s l thuyết mạch điện Nguyễn Bình Thành - Đại học Bách khoa Hà Nội 1980 [6] thu t điện đại cư ng Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất Đại học Trung học chyên nghiệp - Hà Nội - 1976 [ ] Bài t p thu t điện đại cư ng Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất Đại học Trung học chyên nghiệp - Hà Nội - 1980 122 ... Z1 Z2 X X b1  12 ; b2  22 (4.111) Z1 Z2 Điện dẫn tư ng đư ng: g 12  g1  g ; b 12  b1  b2 ; y 12  g  b (4.1 12) T ng tr , điện tr , điện kháng nhánh tư ng đư ng: g b 2 Z 12  ; R 12  g 12 Z 12. .. td   j  * (2  j )  7 .2  3.6 j  8? ?27  42j 180 I   2. 25  27 A 8? ?27 0 2. 2 ,25   27 I1   10 42j U  10  j  4  90 V c Ptm  7.5 .2, 25  18 .2 W Bài Cho mạch điện hình vẽ:...  122 ; X 12  b 12 Z 12  122 y 12 y 12 y 12 (4.113) Tr kháng Z Z 12 n i tiếp nên: R  R3  R 12 ; X  X  X 12 ; Z  R  X (4.114) 83 Dịng điện mạch chính: I  I  X U ; tg  (4.115) Z R Dòng điện