Thông tin tài liệu
TON DUC THANG UNIVERSITY FACULTY OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT MƠN HỌC: GIẢI TÍCH MẠCH ĐIỆN (MÃ MÔN HỌC: 401058) CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH MẠCH ĐIỆN DC (Online Tuần 6) TS.GVC ĐINH HỒNG BÁCH 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC MỤC TIÊU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH MẠCH DC Nguyên lý xếp chồng (Superposition) Định lý Thevenin/Norton 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng Nguyên lý xếp chồng cho mạch điện là: Trong mạch điện có nhiều Nguồn (áp dịng) tác động lên ĐÁP ỨNG TỔNG (dịng/áp) phần tử tải tương đương với Tổng đáp ứng thành phần nhiều mạch điện tạo ra, mạch điện chứa nguồn Nguyên lý xếp chồng cho hệ thống tuyến tính 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng Ý nghĩa PP xếp chồng: Từ mạch điện phức tạp có nhiều nguồn ta tách thành nhiều mạch điện đơn giản mạch chứa nguồn Sau tính tốn dịng/áp mạch đơn giản Tổng đại số dòng/áp thành phần mạch đơn giản giá trị dòng/áp tương đương mạch điện phức tạp * Nguyên lý xếp chồng + Biến đổi tương đương cơng cụ để giải tốn mạch điện có nhiều nguồn 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng Áp dụng Nguyên lý xếp chồng: B1: Chỉ giữ lại Nguồn mạch (gọi nguồn Thứ 1) loại bỏ nguồn lại cách sau: Nếu Nguồn Áp ⇒ Ngắn mạch (dùng sợi dây nối tắt đầu nguồn) Nếu Nguồn Dòng ⇒ Hở mạch (vứt đi) A A C ⇒0 V B 02 Jan 2015 Ngắn mạch C ⇒0 A B D 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC Hở mạch D 2.5 - PP Xếp chồng B2: Đối với mạch điện (chỉ có nguồn Thứ 1) ta tính tốn thơng số (dịng/áp) theo u cầu PP Biến đổi tương đương (lưu ý: chiều dòng điện thực tế phụ thuộc vào cực tính Nguồn điện) B3: Quay lại bước với mạch điện tương đương : giữ lại nguồn Thứ loại bỏ nguồn khác B4: Tiếp tục tính tốn thơng số (dịng/áp) theo yêu cầu PP Biến đổi tương đương cho mạch với nguồn Thứ Tiếp tục B3, B4 nguồn cuối B5: Tổng đại số kết (dòng/áp) tương ứng với nguồn cho kết tổng quát 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng Ví dụ 1: Tìm dịng điện chạy qua điện trở 2Ω ? Phân tích: Mạch điện có hai nguồn theo nguyên lý xếp chồng ta cần tách thành mạch đơn giản hơn, đó, mạch chứa nguồn sau: Mạch thứ chứa nguồn dòng 3A cần loại bỏ nguồn áp 20V (bên tay phải), Mạch thứ chứa nguồn áp 20V cần loại bỏ nguồn dòng 3A (bên tay trái) 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng B1: Vẽ lại mạch thứ 1, giữ lại nguồn dịng 3A cịn nguồn áp 20V bị loại bỏ cách Ngắn mạch (nối tắt) hình dưới: Nguồn áp 20V bị nối tắt cách thay B2: Tính dịng điện I’ mạch PP biến đổi tương đương sau: sợi Phía phải: 4Ω //0Ω = 0Ω (điện trở 4Ω bị nối tắt) ⇒ 2Ω + 0Ω = 2Ω dây Áp dụng CT phân dòng ⇒ I’ = 2A (SV tự tính ra) * Dịng điện I’ có chiều từ Trái -> Phải, trùng với chiều dòng tổng I (đã cho) tuân theo chiều dòng điện thực tế Nguồn dòng tạo 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 - PP Xếp chồng B3: Vẽ tiếp mạch thứ 2, giữ lại nguồn áp 20V nguồn dòng 3A bị loại bỏ cách Hở mạch (vứt bỏ) hình dưới: Nguồn dịng 3A hở mạch cách vứt B4: ln tìm dịng điện I’’ mạch sau: Phía trái: 2Ω + 4Ω = 6Ω ⇒ I’’ = 20/6 = 3.33 A (SV tự tính ra) ** Dòng I’’ ngược với chiều dòng tổng I (đã cho) theo chiều dòng điện thực tế Nguồn áp tạo B5: I = I’ – I’’ = – 3.33 = -1.333 A (kết PP xếp chồng) 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Nguyên lí tỷ lệ Nếu tất nguồn kích thích mạch tuyến tính tăng lên K lần tất đáp ứng tăng lên K lần Với kích thích f(t) có đáp ứng y(t) Thì với kích thích Kf(t) có đáp ứng K.y(t) K số 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 10 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Định lí Thévenin: Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn áp điện áp cửa hở mạch mắc nối tiếp với trở kháng Thévenin mạng cửa. IR VTh IR = Z Th + R 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 11 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Tính VTh: Cần tháo bỏ điện trở Tải hở mạch hai đầu ab, sau đó: •Dùng Vơn kế đo điện áp hở mạch Uab thực tế, •Tính điện áp hở mạch Uab phương pháp biết (VD: nút hay xếp chồng) VTh= Uab = 18 (V) (SV tự kiểm tra đáp số) 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 12 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Tính ZTh: nhớ tháo bỏ điện trở tải áp dụng: Cách 1: Triệt tiêu tất nguồn độc lập (bằng cách nối tắt nguồn áp loại bỏ nguồn dòng) ** Sử dụng cho mạch chứa nguồn độc lập ZTh tổng trở nhìn từ hai đầu ab loại bỏ tất nguồn ZTh =3 (Ω) 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 13 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Cách 2: Lần lượt hở mạch ngắn mạch hai cực a b để xác định điện áp hở mạch Uhm dòng điện ngắn mạch Inm U hm Z Th = Cách 3: Cung cấp vào mạch điện ápIEt nmgiữa hai đầu ab (hoặc nguồn dòng It) đo dòng điện It (hoặc điện áp Et) Et Z Th = It 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 14 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN IR VTh = Uab = 18 (V) ZTh = (Ω) 02 Jan 2015 VTh 18 IR = = = 2( A) Z Th + R + 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 15 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Định lí Norton: Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn dịng dịng điện cửa ngắn mạch mắc song song với trở kháng Thévenin mạng cửa I N × Z Th IR = Z Th + R 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 16 2.5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Tính IN IN = 6(A) IN dịng ngắn mạch cực ab sau tháo bỏ điện trở R I N × ZThevenin 6×3 Tính Zth giống mạch tương đương Th IR = ZTh =3 (Ω) Z 02 Jan 2015 Th +R = 3+ = 2( A) 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 17 KẾT LUẬN Có nhiều phương pháp giải mạch điện DC: Biến đổi tương đương Thế nút Dòng mắt lưới Đinh lý mạch: Biến đổi Thevenin, xếp chồng,… vv Nếu mạch có nguồn dùng PP biến đổi tương đương, ĐL Ohm, công thức phân dịng/phân áp để tính tốn 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 18 KẾT LUẬN Nếu mạch có nhiều nguồn nút : Thế nút Nếu mạch có nhiều nguồn vịng : Dịng mắt lưới Nếu mạch có nhiều nguồn u cầu tính thơng số mạch (dòng hay áp) nhánh tải : xếp chồng biến đổi Thevenin/Norton 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 19 YÊU CẦU CHO SINH VIÊN Khơng có Bài tập & nâng cao tuần Phần Bài tập tương tác (SV nộp điểm danh Elearning) câu a 4.93 4.66 Xem đề đáp án Trang sau Các bạn nhanh chóng hồn thành Bài tập chương nộp theo deadline Elearning 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 20 YÊU CẦU CHO SINH VIÊN Đáp án: v = v’ – v’’ = 59.23 – 9.23 = 50 V Với v’ tính cho mạch nguồn áp, v’’ tính cho mạch nguồn dòng 02 Jan 2015 401058_Chương 2_PP giải tích mạch DC 21 YÊU CẦU CHO SINH VIÊN Đáp án: EThevenin = 112 V (áp dụng nút t/h đặc biệt); INorton = 7A (áp dụng401058_Chương xếp chồng) ; giải Rthtích=mạch 10//40 + = 16Ω 2_PP 02 Jan 2015 DC 22 ... ZTh =3 (Ω) 02 Jan 2 015 4 010 58 _Chương 2_ PP giải tích mạch DC 13 2. 5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Cách 2: Lần lượt hở mạch ngắn mạch hai cực a b để xác định điện áp hở mạch Uhm dòng điện ngắn mạch Inm... tế, •Tính điện áp hở mạch Uab phương pháp biết (VD: nút hay xếp chồng) VTh= Uab = 18 (V) (SV tự kiểm tra đáp số) 02 Jan 2 015 4 010 58 _Chương 2_ PP giải tích mạch DC 12 2. 5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN... = Z Th + R 02 Jan 2 015 4 010 58 _Chương 2_ PP giải tích mạch DC 11 2. 5 CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH CƠ BẢN Tính VTh: Cần tháo bỏ điện trở Tải hở mạch hai đầu ab, sau đó: •Dùng Vơn kế đo điện áp hở mạch Uab thực
Ngày đăng: 15/12/2022, 14:33
Xem thêm:
