Ñeà thi laàn 2 moân maïch ñieän II

Ñeà thi laàn 2 moân Maïch Ñieän II Đại học Bách Khoa – ĐHQG Tp HCM, Bộ môn Cơ sở KT Điện Khoa Điện – Điện tử Học kỳ 1/2013 2014 Đáp án kiểm tra giữa kỳ Giải tích Mạch Điện (404036) 07g15 ngày 09/10/20[.]

Đại học Bách Khoa – ĐHQG Tp.HCM, Khoa Điện – Điện tử Bộ môn Cơ sở KT Điện Học kỳ 1/2013-2014 Đáp án kiểm tra kỳ Giải tích Mạch Điện (404036) 07g15 ngày 09/10/2013 Thời gian làm bài: 90 phút Bài 1: Cho mạch DC hình [H.1] Dùng phương pháp dịng nhánh tìm giá trị 03 7đ dịng điện Tính cân cơng suất – cho biết phần tử phát CS Mạch DC – áp dụng định luật K1,K2 (yêu cầu PP để SV không dùng kiến thức chương mà thôi) I1 10 (K1) I1 = I2+I3 (K2) = 10I1+20I2 20 I2 + 40I1 = 80I3 [H.1] 40.I1 20 (pp  pt + + ) 9V 80 I3 I2 + +  I1=0,5 A; I2=0,2 A; I3=0,3 A;  Thu CS R: P10=2,5W; P20=0,8W; P80=7,2W; + Phát CS nguồn áp (các dòng qua nguồn dương): P9V=4,5W; P40I1=6 W; +  Cân CS: 2,5+0,8+7,2 = 10,5 = 4,5 + + Bài 2: Mạch điện hình [H.2] với hai cuộn cảm L1=L2=25mH hỗ cảm M=20mH Cho e(t)= 40cos(2000t) [V] J(t)= 50sin(5000t) [mA] Hãy áp dụng kiến 7đ thức học để tìm biểu thức: dịng áp hai cuộn cảm i L1(t), iL2(t), uL1(t), uL2(t), dòng ie(t) áp uJ(t) nguồn mạch Áp dụng trực tiếp kiến thức chương 1K Cách làm áp dụng trực tiếp pt nguồn + uL1(t) = e(t) = 40cos(2000t) [V] iL2(t) = J(t) = 50sin(5000t) [mA] uL1(t) = L iL1 M iL2 1F + e(t) [H.2] J(t) * M L1 *  iL1(t) = M/L iL2 + = 40 sin(5000t) + 80sin(2000t) [mA] + (Có khơng ghi số tích phân tính điểm !) uL2(t) = L iL2 M iL1 = 6,25 cos(5000t) – 4cos(5000t) – 3,2 cos(2000t) = 2,25cos(5000t) – … + iC(t) = C e(t) = 80sin(2000t) +  ie(t) = iL1(t) + iC(t) + iL2(t) = 90 sin(5000t) [mA] + uJ(t) = e(t) + 1000J(t) + uL2(t) = 40cos(2000t) +50sin(5000t) + 2,25cos(5000t) – 3,2 cos(2000t) … + (Bài giống 1.35 sách tập phải giải theo chương … thầy dạy xếp chồng chấm điểm phần SV làm xếp chồng kết đúng) L2 Bài 3: Cho mạch điện có chứa biến áp lý tưởng hình [H.3] 8đ a Chọn biến nhánh thích hợp để viết hệ pt theo định luật Kirchhoff ? b Viết phương trình theo phương pháp điện nút ? c Giải mạch tìm dịng điện 04 điện trở – so sánh 02 phương pháp kể ? Mục tiêu: Hiểu biết quan hệ dòng/áp Biến áp LT, ứng dụng phương pháp để giải mạch có BALT 3 + BALT: u2/u1 = 5/2 2 10 2 a i1/i2 = 5/2 2:5 i1 a) Cách giải a … Hiểu nguyên tắc để chọn 05 biến : 04 dòng (đổi dòng i1i2 pt K1) áp Va = u1 … IM1 16V Phải ghi ký hiệu đầy đủ sơ đồ mạch + ++ Lưu ý tới 02 pt BALT kể viết 05 pt theo định luật K1(2pt) K2(3pt) … nên sử dụng vòng thứ vòng bao ! + b) Giải theo nút Viết Pt cho nút b + nút a + (Va=u1) pt nút (b) lưu ý có i2 = (u2-Vb)/2 = (5Va/2-Vb)/2 pt nút (a) có tiếp i1 = 5i2/2 = … c) Giải nút i2 b 6 IM2  Va = V; Vb = 6V … + Tính đủ dịng điện nhánh theo nút (có chiều hình) … + + Nhận xét ! Bài 4: Cho mạch hình [H.4] làm việc chế độ xác lập điều hòa với =1000 rad/s Hãy phức hóa mạch, chọn ghi biến phù hợp sơ đồ để viết 02 hệ phương trình theo phương pháp điện nút theo phương pháp dòng 8đ mắt lưới Lưu ý đưa phương trình dạng chuẩn – gom hệ số theo ẩn Mục tiêu: Hiểu biết hai PP – biết xử lý có nhánh nguồn dịng/nguồn áp Phức hóa - sơ đồ phức + phải chuyển 4mH  4j (tuy không ảnh hưởng hợp lý phải 4H  4000j) 1F-1000j Ký hiệu rõ nguồn chuyển sang dạng phức có ký hiệu nút vòng sơ đồ + … Nếu SV ghi lẫn lộn biến phức với hàm thời gian sơ đồ khơng có 02 điểm ! [H.4] 2K e1(t) J3(t) Ví dụ theo hình: Vd=E8 Gom hệ số thay Va = E1 +Vb; I = (Vb – Vc)/4000 2) Dòng mắt lưới –biết PP … chọn 02 vòng nguồn dòng + Viết 02 pt lại – đưa dạng chuẩn + + Ví dụ theo hình: Chọn để 02 nguồn dịng ghép vịng theo kế phía bên phải  lại 02 vòng mắt lưới sơ đồ (M1): E1 =2000(IM1+J3) + 4j(IM1+J3 - IM1) + 4000(IM1+3 I) (M2): -E8 = -1000j(IM2+3I) - 4j(IM1+J3 - IM1) thay I = (IM1+J3) gom hệ số lại theo 02 ẩn số e8(t) 3i Va Va-Vb = E1 (siêu nút a-b) (ab) (Va – E8)/2000 + (Vb – Vc)/4000 = J3-3I (c) (Vc – Vb)/4000 + Vc/(-1000j) + (Vc – E8)/4j = -J3 1F 4K 1) Thế nút – biết PP … biết chọn nút gốc siêu nút + Viết 02 pt lại – đưa dạng chuẩn + + E1 Vb IM1 i 4mH 2000 J3 j4 4000 Vc -1000j 3I IM2 E8 I Vd Bài 5: Cho mạch điện [H.5] hoạt động chế độ xác lập điều hịa Hãy tìm thơng số khối Z1 , Z2 (dạng R-L R-C) thiết lập biểu thức nguồn e(t) Tìm cơng suất tác dụng công suất phản kháng phần tử – cân o 9đ công suất Cho Va(t) = 40 cos(1000t20 ) [V], o i1(t) = sin(1000t+16,87 ) [mA] i2(t) = cos(1000t+25o) [mA] Mục tiêu: Hiểu biết phức hóa – xử lý đại lượng điều hòa =1000 rad/s hiểu rõ vector quay nên chọn gốc (-20o) để có số phức đẹp + ví dụ : sin(1000t+16,87o) = cos(1000t-20-70+16,87o) = cos(1000t-20-53,13o)  Phức hóa biên độ : Va = 40 ; I1= /-53,13o ; I2 = /45o + [H.5] Z1= /53,13o = 4+3j (R=4 ; L=3 mH) + 2K Va(t) i Z2= /-45o = 4-4j (R=4 ; C=250 F) + a i1(t) i2(t) Z1 I = I1 + I2 = (6,4 - 4,8j) + (5+5j) = 11,4 + 0,2j  11,4 [mA] + Z2 e(t) E = 62,8 +j0,4  e(t)  62,8 cos(1000t20o) [V] + PZ1= 128 mW; PZ2= 0,1W QZ1= 96 mVAr; QZ1= -0,1Var P2K=0,13W Pe=358 mW Qe=4mVAr + có nhân ½ + Cân + Bài 6: Cho mạch DC hình [H.6] – sử dụng phép biến đổi tương đương (và chia dòng/áp) đkể giải mạch  tìm dịng điện I, I1 ? u cầu phải trình bày cho 7đ gọn gàng rõ ý với 1-2 sơ đồ trung gian phù hợp Mục tiêu: Biến đổi tương đương – chia dịng, áp ! Từ góc bên trái + qua 03 bước biến đổi Song song 6K//3K  2K  Nối tiếp 2K + 4K = 6K  Song song 6K//3K  2K Ta có sơ đồ trung gian hình bên + , Song song 6K//3K  2K + 2K = 4K (1 nhánh)  Chia dòng qua 2+2K 4K 12/2 = mA +  6K//3K : chia dòng I1 = = mA +  I = I1 + I4K = + = mA + Phương hướng làm khơng phức tạp hóa + Trình bày gọn – rõ phép biến đổi (không rườm rà) + 12 mA 3K 4K 6K 3K I 6K I1 3K 4K 3K I 12 mA 2K 6K I1 4K Lưu ý: - Không sử dụng tài liệu (sách vở) - sử dụng loại máy tính bỏ túi; - Sinh viên nên xem qua tồn để chọn dễ-ngắn (biết rõ) để làm trước + Các 1-2 thuộc phần chương tính biến đổi tương đương ! + Chương có xác lập điều hịa (và phức hóa 4) + Chương có (thế nút) pp giải mạch Nhìn chung đề có mảng kiến thức cần nắm - GV nên cân đối cho điểm trừ SV thực yếu bỏ qua mảng ! ... L=3 mH) + 2K Va(t) i Z2= /-45o = 4-4j (R=4 ; C =25 0 F) + a i1(t) i2(t) Z1 I = I1 + I2 = (6,4 - 4,8j) + (5+5j) = 11,4 + 0,2j  11,4 [mA] + Z2 e(t) E = 62, 8 +j0,4  e(t)  62, 8 cos(1000t? ?20 o) [V]... Viết Pt cho nút b + nút a + (Va=u1) pt nút (b) lưu ý có i2 = (u2-Vb) /2 = (5Va /2- Vb) /2 pt nút (a) có tiếp i1 = 5i2 /2 = … c) Giải nút i2 b 6 IM2  Va = V; Vb = 6V … + Tính đủ dịng điện nhánh theo... điện trở – so sánh 02 phương pháp kể ? Mục tiêu: Hiểu biết quan hệ dòng/áp Biến áp LT, ứng dụng phương pháp để giải mạch có BALT 3 + BALT: u2/u1 = 5 /2 2 10 2? ?? a i1/i2 = 5 /2 2:5 i1 a) Cách giải