Tài liệu Phân tích mạch điện (Tập 1) phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Những khái niệm cơ bản về mạch điện; Những định luật và phương pháp cơ bản phân tích mạch điện; Một số mạch đơn giản dưới tác động điều hòa và một chiều; Các mô hình cơ bản của mạch tuyến tính, bất biến;... Mời các bạn cùng tham khảo.
PHƯƠNG XUÂN NHÀN - Hồ ANH TÚY LÝ THUYẾT MẠCH Tập Tái có sửa chúa bổ sung Đã hội đồng xét duyệt sách giáo trình Trường đại học Bách khoa Hà Nội thông qua Sách chào mừng 50 năm thành lập Trường Đại học Bách khoa Hà Nội THƯVỉêN NHÀ XUẤT BẨN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI 2006 MỤC LỤC Trang Mở đầu Mục lục Chương Nhũng khái niệm co mạch điện Mở đầu 1-1 Các thông số tác động mậch điện 1-2 Quá trình lượng mạch điện 1-3 Các thông số thụ động mạch điện 1-4 Định nghĩa thông số thụ động theo quan điểmnăng lượng 1-5 Thông sô' nhiều phàn tử mắc nối tiếp song song 1-6 Trở kháng dẫn nạp Cách biểu diễn phức cho tác động điều hòa 1-7 Cách biểu diễn mạch điện sơ đồ 1-8 Mạch tuyến tính khơng tuyến tính 1-9 Nguồn tác động tuyến tính sơ đồ tương đương 1-10 Bài tập giải mẫu 1-11 Bài tập Chương Nhũng định luật phương pháp co phân tích mạch điện 10 10 11 13 15 17 18 20 23 25 27 29 37 40 2-1 Các định luật Kirchhoff mạch điện 2-2 Hệ phương trinh tổng quát mạch điện 2-3 Những nhận xét tổng quát cách giải hệ phương trình mạch tuyến tính 2-4 Phán tích mạch điện phương pháp tần số 2-5 Phân tích mạch điện phép tính tốn tử 2-6 Công thức Heaviside 2-7 Phương pháp xếp chồng phân tích mạch điện tuyến tính 2-8 Tính tương hỗ mạch điện • 2-9 DỊnh lý Thevenin Norton nguồn tương đương 2-10 Tính đối ngẫu mạch điện 2-11 Bài tập giải mẫu 2-12 Bài tập 40 41 Chương Một số mạch đon giản duói tác động điều hòa chiều 87 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-Sj 3-9 Mở đàu Mạch dao động đơn Chế độ xác lập điều hòa mạch dao động đơn Một số dạng khác thường gặp mạch dao động đơn song song Các mạch rC rL Mạch co' tác dụng hỗ cảm Khái niệm công suất mạch làm việc với nguồn tác động điều hòa Bài tập giải mẫu Bài tập 45 48 54 56 58 61 62 64 66 84 87 87 93 97 101 105 109 111 Chương Các mơ hình co mạch tuyến tính, bất biến 127 128 4-1 Các mơ hình mạch tuyến tính, bất biến 4-2 Một số định lý định nghĩa tổng quát mạch điện có thơng số tập trung 4-3 Tính thụ động tích cực 132 133 Chương Phân tích mạch tuyến tính, có thơng số tập trung, bất biến, tích cục máy tính 134 Cóc khái niệm định lý tôpô Các ma trận tôpô ■Các định luật Kirchhoff vối ma trận tơpơ Phân tích mạch tuyến tính, chiều, xoay chiều theo phương pháp điện áp nút máy tính 5-5 Cách thành lập ma trận A, B, Q máy tính 5-6 Phân tích mạch điện tuyến tính phương pháp dịng điện vịng phương pháp vết cắt Thuật toán dừa mâ trận dạng bậc thang 134 136 138 5-1 5-2 5-3 5-4 141 156 158 161 Chương Phân tích mạch điện khơng tuyến tính theo phuong pháp điện áp nút máy tính Các thuật tốn phuong pháp tính 163 6-1 Cách thành lập phương trinh 6-2 Cách giải phương trình theo thuật tốn Newton-Raphson Chương ĩ Thuật tốn thành lập hệ phuong trinh hỏn họp cho mạch n cúa tuyến tính trở 163 166 170 7-1 Thành lập phương trình cho mạch n cửa tuyến tính, trở 7-2 Mạch n cửa tuyến tính trở khơng có nguồn điều khiển 7-3 Mạch n cửa tuyến tính trở co'các nguồn điều khiển 170 172 177 Chương Phân tích mạch điện tuyến tính, bất biến theo hệ phương trình trạng thái 182 Bậc qui mạch điện Các biến trạng thái Các mạch điện tuyến tính, bất biến, tựa qui Thành lập phương trình trạng thái mạch điện RLCM máy tính 8-5 Thành lập phương trình trạng thái mạch tuyến tính tích cực 8-6 Thành lập phương trình đầu máy tính 8-1 8-2 8-3 8-4 183 188 188 ■ 190 195 200 Chương Giải phương trình trạng thái phuơng pháp số 203 203 207 9-1 Giải phương trình trạng thái miền thời gian 9-2 Giải phương trình trạng thái miền tần số Chương 10 Sụ thành lập phương trình trạng thái mạch điện khơng tuyến tính mạch điện biến đổi theo thòi gian 210 10-1 Các biến chuẩn tác Ị 0-2 Giải phương trình chuẩn tác mạch điện phi tuyến mạch điện thay đổi theo thời gian Phụ lục Phân tích mạch điện tủ phương pháp điện áp nút dùng máy tính 210 214 224 MỎ ĐẦU Kỹ thuật vô tuyến điện đại thâm nhập vào tất ngành khoa học, kinh tế quốc dân, văn hóa đời sống hàng ngày, công cụ đắc lực thúc đẩy tiến khoa học kỹ thuật Một ứng dụng quan trọng kỹ thuật vô tuyến điện truyền tin tức sóng điện từ dùng quảng bá thông tin Nhờ thiết bị vơ tuyến điện, liên lạc mặt đất với tàu thuyền, máy bay, tàu vũ trụ, hành tinh Truyền tin tức qua khoảng cách nhiệm vụ chủ yếu kỹ thuật vô tuyến điện - Do' khoảng cách nguồn tin nơi nhận tin Khoảng cách để gửi tín hiệu khơng đáng kê’ truyền lệnh từ khối đến khối máy tính có thê’ lớn lục địa, thông tin vũ trụ Tin tức co' thê’ gửi bàng cáp, dây dẫn sóng khơng trung Tín hiệu mang tin tức có thê’ truyền dạng tương tự số, hình 1, tín hiệu số truyền từ máy tỉnh nơi gửi đến máy tính nơi nhận Kênh thơng tin Nữi gửi Hình L Hệ thổng thồng tin vô tuyến điện no'i chung gồm khối hình ! Khuếch đại' ! chọn lọc tân số tuỵẽh tính I I - — - Hình _ _ /r,te» thu Cơ sở lý thuyết chức khối hệ 'thống thơng tin trình bày giáo trình Cơ sở truyền tin, giáo trình Lý thuyết mạch (phần: Mạch khơng tuyến tính) giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử Trường Dại học Bách khoa Hà Nội Một ứng dụng rộng rãi phương pháp vô tuyến điện không dùng xạ sóng điện từ dẫn đến ngành khoa học vô tuyến điện tử (radioelectronics) Việc phát triển rộng rãi máy tính điện tử tốc độ cao để tính tốn, điều khiển, ghi giữ số liệu thành tựu lớn ngành vô tuyến điện tử Các hệ thống xybecnêtic giữ vai trị định q trình điều khiển tự động hóa lĩnh vực phát triển vô tuyến điện tử Các thiết bị vô tuyến điện tử dùng rộng rãi nghiên cứu y học: phục vụ việc chán đoán bệnh việc sản xuất phận nhân tạo dụng cụ dùng để bù phần, toàn chức bị thể người Tóm lại, ứng dụng vơ tuyến điện tử đa dạng đóng vai trị quan trọng tiến người tương lai Trong kỹ thuật vô tuyến điện đại, xét mặt tín hiệu, để truyền tín hiệu kênh thơng tin, tín hiệu chia thành loại Sau: - tín hiệu liên tục co' biên độ (h.3) - tín hiệu lấy mẫu với giá trị (được gọi tín hiệu rời rạc) (h.4) - tín hiệu liên tục lượng tử ho'a (h.5) - tín hiệu lấy mẫu đựợc lượng tử hóa (được gọi tín hiệu số) (h.6) Trên hình sơ đồ phân loại mạchhcử lý tín hiệu liên tục: - Khi xử lý tín hiệu liên tục bàng mạch tương tự (analog circuit), ta khơng cần cho tín hiệu qua biến đổi - Khi xử lý tín hiệu liên tục mạch rời rạc (discrete circuit), cân cho tín hiệu qua hai biến đổi: lấy mẫu tín hiệu đầu vào (sampled circuit), khơi phục lại tín hiệu đãu (synthesizing filter) - Khi xử lý tín hiệu liên tục mạch số (digital circuit), so với cách xử lý trên, cần làm thêm hai bước nữa: biến đổi tín hiệu tương tự - sổ (A/D converter), có nghía lượng tử hóa số hóa đầu vào mạch số; đầu mạch số, ta thực biến đổi sổ tương tự (D/A converter), tức giải mã Hình Ngày xử lý số tín hiệu ứng dụng mạnh mẽ, khơng tính chỉnh xác cao linh hoạt no' mà khả năng; tạo phát triển vũ bão công nghệ vi điện tử đại ’ Trong sách no'i đến lý thuyết mạch tương tự dùng xử lý tín hiệu tương tự Cịn phần xử lý tín hiệu số mời bạn xem cuốnỊxử LÝ TÍN HIỆU số cua tác giả Cũng cần nhấn mạnh công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ mở khả số hóa tồn thiết bị thông tin vô tuyến điện, lý thuyết mạch tương tự kinh điển lý thuyết sở mà sinh viên càn nắm để co' thể tiếp thu dễ dàng kiến thức xử lý tín hiệu số tín hiệu rời rạc Xét quan điểm mạch điệh, hệ thống vô tuyến điện bào gồm phần lớn cấu kiện mạch tuyến tính, khơng tuyến tính^ Mạch tuyến tính lại chĩa thành mạch ,có thơng số tập trung mạch co' thông số phân bố Mạch co' thông sổ tập trung gồm cuộn cảm, tụ điện, điện trở, loại mạch sau gồm dây dẫn, ống dẫn sống, dụng cụ phát lượng Lý thuyết mạch không đề cập đến mạch có thơng số phân bố Phần mạch trình bày giáo trình "Siêu cao tần" Lý thuyết mạch giảng cho sinh viên năm thứ khoa Điện tử-Viễn thông khoa Cồng nghệ Thông Tin ban ngày Thi chức Trường Dại học Trong phần có sổ chương sinh viên cố thể dùng tham khảo để hiểu sâu mở rộng kiến thức Cuối chương có bổ sung tập giải mẫu tập Bộ sách chia làm tập Tập 1: Phân tích mạch điện tử, gồm 10 chương Chương thứ gồm khái niệm mạch điện Trong chương này, đưa định nghĩa thông sổ thụ động, tác động mạch điện: định nghĩa biểu diễn trở kháng dẫn nạp mạch điện theo hàm phức cho tác động điều hịa; định nghĩa mạch tuyến tính, khơng tuyến tính, định nghĩa mạch tương hỗ, khơng tương hỗ; đưa sơ đồ tương đương nguồn tuyến tính Chương thứ hai, đề cập đến định luật phương pháp phân tích mạch điện Giới thiệu phương pháp phân tích mạch điện theo định luật Kirchhoff, phương pháp dòng điện vòng, điện áp nút, theo nguyên lý xếp chồng, theo định lý Thévenin Norton (định lý nguồn tương đương) miền tần số 0), miền tần số phức s Chương thứ ba giới thiệu số mạch đơn giản tác động điều hịa Trong chương này, phân tích kỹ tính chất mạch đao động đơn giản phức tạp, mạch rC, rL mạch ghép hỗ cảm Từ chương đến chương 10 phương pháp thuật tốn phân tích mạch điện tử tuyến tính khơng tuyến tính bàng máy tính Chương giới thiệu mơ hình mạch tuyến tính khơng tuyến tính, bất biến, số định lý định nghĩa tổng qt đối vối mạch điện có thơng số tập trung Chương 5'phân tích mạch tuyến tính có thơng số tập trung, bất biến, tích cực quan điểm sử dụng máy tính Trong chương này, đưa khái niệm định lý tôpô bản, ma trận tơpơ, định luật Kirchhoff, phương pháp dịng điện vòng, điện áp nút, vết cát sử dụng ma trận tôpô Chương đề cập đến phương pháp điện áp nút dùng phân tích mạch điện khơng tuyến tính (tự động thành lập giải phương trình máy tính dùng thuật toán Newton — Raphson) Chương giới thiệu thuật tốn thành lập hệ phương trình hổn hợp cho mạch n cửa tuyến tính, trở trường hợp khơng có có nguồn điều khiển Chương nói vấn đề phân tích mạch tuyến tính, bất biến theo hệ phương trình trạng thái Trong chương này, đề cập đến thành lập phương trình trạng thái cùa mạch RLCM, mạch tuyến tính tích cực phương trình đầu bàng máy tính Chương no'i đến cách giải phương trình trạng thái bàng phương pháp số Chương 10 giới thiệu cách thành lập phương trình trạng thái mạch khơng tuyến tính mạch biến đổi theo thời gian Tập 2: Lý thuyết bốn cực ứng đụng, gồm chương Chương 11 giới thiệu cách biểu diễn hàm mạch miền tàn số phức: phân bố điểm cực điểm không hàm mạch đồ thị Bode - công cụ tiện lợi để vẽ đặc tuyến biên độ đặc tuyến pha hàm mạch Chương 12 giới thiệu lý thuyết bốn cực dùng phân tích mạch hai cửa sở tổng quát ho'a cho mạch n cửa Chương đề cập đến bốn cực tuyến tính, tương hỗ: hệ phương trình đặc tính bốn cực, cách nối ghép nhiều bốn cực với nhau, bốn cực đối xứng, bốn cực co' tải, thơng số sóng, ma trận tán xạ mạch hai cửa nhiều cửa Chương 13 giới thiệu bốn cực tuyến tính, khơng tương hỗ Trong chương nhắc lại nguồn điều khiển, sơ đồ tương đương bốn cực tuyến tính, khơng tương hỗ Các mạch không tương hỗ bàn đến chương mạch girator, mạch biến đổi trở kháng âm (NIC), mạch khuếch đại tranzito, mạch khuếch đại thuật toán Chương 14 nêu ứng dụng bốn cực: dùng để làm bốn cực suy giảm, bốn cực phối hợp trở kháng, mạch lọc tần số — mạch lọc tần số nêu mạch lọc loại K vã M, gồm mạch lọc thông thấp, thông cao, thông dải chấn dài Tập 3: Mạch không tuyến tính — Tổng hợp mạch tuyến tính, gồm chương Chương 15 trình bày hệ thống khơng tuyến tính quan điểm quan hệ tác động đáp ứng hệ thống Chương đề cập đến số phương pháp thơng dụng phân tích hệ thống khơng tuyến tính, cách biểu diễn gần đặc tuyến V—A hệ thống Chương 16 giới thiệu q trình khơng tuyến tính điều chế, giải điều chế, tín hiệu điều biên, điều tần, điều pha, hạn chế dao động điện, ổn định dòng áp, nhân tần, chia tần Chương 17 viết tạo dao động điều hịa, chương trình bày tính ổn định mạch điện, hệ thống mạch tạo dao động co' phản hồi, xét điều kiện tự kích mạch điện, mạch tạo dao động chế độ xác lập, trình thiết lập dao động Trong ba chương sau cố gắng sửa đổi sơ đồ dùng đèn điện tử sơ đồ dùng tranzito vi mạch để thích hợp vối cơng nghệ Chương 18 trình bày vấn đề tổng hợp mạch tuyến tính, thụ động Chương đề cập đến vấn đề tổng hợp mạch cực LC, RC, GL vấn đề tổng hợp hàm truyền đạt bón cực, bàn nhiều đến phương pháp xấp xỉ hàm truyền đạt, phương pháp thực mạch LC, RC Chương 19 giới thiệu phương pháp tổng quát tổng hợp mạch tích cực RC Trong sách này, chương 1, 2, 3, 14, 15, 16 giữ nội dung chủ yếu theo chương hai tập sách "Tín hiệu — Mạch hệ thống VTD" PGS Phương Xuân Nhàn biên soạn - Dể thích hợp với giảng, chủ biên thêm bớt vài chỗ chương 1, 2, thay sơ đồ dùng mạch điện tử sơ đồ dùng tranzito mạch khuếch đại thuật tốn chương 16 Các chương cịn lại PTS Hồ Anh Túy biên soạn Mặc dù co' nhiều cố gắng việc hoàn chỉnh thảo cho xuất này, không tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Rất mong bạn đọc góp ý kiến để tiếp tục sửa chữa, bổ sung Chúng xin bày tỏ lời cảm ơn PTS Phạm Minh Hà phản biện, động viên chúng tơi hồn thành sách Tác giả Chương NHỮNG KHÁI NIỆM co BẤN VỀ MẠCH ĐIỆN Mở đầu Dạng vật lý cuối tín hiệu radio sống điện từ việc tạo ra, tiếp thu xử lý q trình phức tạp Các trình xảy hệ thống thiết bị điện khác mà việc phân tích tiến hành thuận lợi thơng qua loại mơ hình gọi mạch điện Như xét theo quan điểm xử lý tín hiệu, coi mạch điện mơ hình hệ thổng tạo biến đổi tín hiệu rađĩơ khác Các mơ hình xây dựng nhằm phục vụ u cầu phân tích tính tốn hệ thống Bằng ngơn ngữ tốn học nói, mạch điện mơ hình hệ thổng điện, thực toán tử đo' hàm số đặc trưng cho tín hiệu hay tạo hàm số Vỉ tạo biến đổi tín hiệu rađiơ q trình phức tạp, hệ thống thực chúng thường có kết cấu kỹ thuật phức tạp bao gồm nhiều loại phần tử khác nối ghép vối theo nhiều cách khác Mỗi phấn tử, coi phận hệ thống, có nhiệm vụ riêng đặc trưng thơng số phụ thuộc vị trí tồn hệ thống Do nói rõ hơn: mạch điện mơ hình hệ thống tạo biến đổi tín hiệu hay phần hệ thống biểu diễn (bàng hình vẽ hay phương tiện tốn học khác) qua thơng số đặc trưng cho phần tử hợp thành chúng Cách biểu diễn phải phản ảnh hay cho phép phân tích tượng vật lý điện xảy hệ thống q trình làm việc nó, đồng thời cho phép tính tốn thiết kế kỹ thuật hệ thống đo' Nhiệm vụ lý thuyết mạch điện tìm cách biểu diễn này, đồng thời xây dựng phương pháp phân tích tính tốn thích hợp Cơ sở lý thuyết dựa khái niệm định luật vật lý, kết hợp với cơng cụ tốn khác mà học sinh đă trang bị đày đủ trình học mơn khoa học Do đố, đối vói vấn đề không nhác lại cách hệ thống toàn diện mà đề cập đến càn thiết cho việc trình bày phân tích Cũng khn khổ định nghĩa mạch điện lý thuyết mạch, cần ý đến khác hình thức mạch điện vừa định nghĩa trên, với thường gọi sơ đồ máy Co' thể thấy khác sau: mạch điện biểu diễn (thường hình vẽ) hệ thống điện thông qua thông số phần tử hợp thành nó, cịn sơ đồ biểu diễn hình vẽ nối ghép phần tử hệ thống điện thông qua ký hiệu phần tử đo' Mạch điện cơng cụ lý thuyết cho phép phân tích tính tốn hệ thống điện, cịn sơ đồ phương tiện kỹ thuật phản ánh trình nối ghép phần tử, nghĩa khía cạnh kết cấu kỹ thuật cùa hệ thống Bây chuyển sang xét thông số mạch điện Dể thực nhiệm vụ nêu mạch điện, cố thể xếp thơng số theo hai loại sau đây: 10 I2 = (A + I)2 - Sao cho: IJ = ±VỶA + I)2 — (G> wch r~. 773 “ 2Aa»d = —-7— V (A + I)2 - Q A > V2 + 1, |2 co' hai nghiệm, dẫn đến có khái niệm £: I = ± /(A ± l)2 - cu2 — 0>| = 2) (7) (») dải thơng có giời hạn, nghía gịni hai đoạn riêng biệt Dày trường họp khơng có ứng dụng thực tế Nó chi xác dịnh giới hạn cực dại cùa nhân số ghép A Trong trường hợp đặc biệt A = "ch 2Awd = 1,41—^7— (9) d Q Khi A = V2 + = 2,41 -* thay vào (8) co' -*■ (A - l)2 - > «> ( A > + R \ _ A > +R -Ị A < -R ( A> 1 A> +R - (A ± l)2 - > 2Aaid = 3,1 —7^- Q (10) CWj.i 3,1 —là giá trị cực đại dải thông liên tục Q Các thông sô' mạch ghép hỗ cảm có giá trị sau: = 510 /c ị 119 = Ztt.159 lochia IO'6 - -7-7 - ii = 510 - 500 = 10 Q 2jt.159.103.2000.10“12 , _ , x2 = 0>L2 — = 2rc.l59.103.208.10“6 wC2 2jt.159.103.5000.10“12 = 208 - 200 = Q (wM)2 = (2rt.l59.103.7 10“6)2 = 49 Q Từ (») suy ra: a>2M2 „ _ 49 ritd = ri + —? 7-2 = + T - = 4,94 Q ■ r2 + x2 36.64 CO2M2 49 xitđ =x, - ■, x2 = 10 - —— = 6,08 Q Itd r2 + X2 100 zv = (4,94 + j6,08) Q a) Mạch dao động nối tiếp có tần số cộng hưởng fch — MHz, phẩm chất Q = 200 (r = Q) Hây tính thông số L, c, dải thông tần số riêng (tần số dao động tự do) mạch b) Dặt lên mạch nguồn điện áp lý tưởng co' dạng dãy xung vng góc tuần hồn, độ cao đơn vị, độ rộng r = 0,4 ms chu kỳ lặp T = ms Hãy tính vẽ đò thị thời gian điện áp nhận thơng số điện dung uc(í) với điều kiện đàu không c) Nguồn điện áp lý tưởng dãy xung xạ tần có hình bao dãy xung vng góc cho câu 6), tần só mang a>o = 2jt.1O6 rad/s Hãy tính vẽ đồ thị thời gian uc(í) câu b) với điều kiện đầu không d) Từ kết thu câu 6, c suy tượng xảy mạch cho câu a, với phẩm chất tăng lên lần, tức Q = 1000, (r = Q), thông số khác không thay đổi Bài giải: a) Tính thơng số: Z 1 „ 2ti.1O6 - -===— suy 7-= 2jĩ.1O9-► c = 160 pF VLC • c p /3“ T , 200 =—L = 10 ->L=160//H ’C' • c Dải thông: Ăch 106 _ = -777 = 5.103Hz Q 200 Tần số riêng: _ r~2 - ĩ ĩ ~ 10-4 „ a>r = V W2, — á2 = WjjX 1— —"- j - 2jĩ.1O6 \ — ——— ~ 2;t.l06 r ch 4002 V 16 b) Chọn gốc thời gian sườn trước xung dãy (hình 3—28) Lúc điện áp có biểu thức viết cho chu kỳ < t < 0,4.1O“3 r 2Afd = d u(í) = 120 0,4.10“3 < t < 10“3 Trong khoảng tồn xung: < t < 0,4.10 có phương trình mạch theo uc(t): d2uc r duc uc di L dt' LC LC Hình 3-28 Với điều kiện đầu khơng, co' dạng tốn tử (s2 + 2as + TTữ - —■■■ s(s2 + 7T.104s + 4jr2.10 uc(í) = - exp (—5/r.l03í) cos2/r,106í uc(s) = cuối khoảng: uc(0,4.10 3) = - exp (-2tt) ~ du I —-— _ dt I t = 0.4.10 Trong khoảng trống chu kỳ 0,4.10-3 < t < 10-3 chuyển.gốc thời gian đàu khoảng với điều kiện đầu viết có: s + 104jr ộ p, s2 + lOVs + 4/r2.1012 w^(s) Suy 1/C(í) ® exp (-ÕTT.IO3/) cos 2n:.106í Ỏ khoảng Ỉ7C(O,6.10~3) = du I 77^ dt I t = 0,6.10 =0 121 Sang chu kỳ thứ hai, vỉ có điều kiện đầu chu kỳ trước nó, nên q trình lặp lại cách tn hồn Hình 3-28 minh họa kết tính c) Vối cách chọn gốc thời gian giống câu sang trường hợp viết biểu thức u(t) chu kỳ thình — 30a) Hình 3-29 u(t)ị = cos (2^.106t) 1=0 < t < 0,4.10 0,4.10-3 < t < 10-3 Trong khoảng thời gian tồn cùa xung < t < 0,4.10~3 có phương trình theo u (í): d2uc duc _ , _ —ị + 1047T —+ (2jiAOh)2uc = (2jt.1O6)2 cos 2jt106í, dt2 dt hay với điều kiện đàu không: 4/r2.10l2s (s2 + 4jt2.10I2)(s2 + 104 JIS + 4jĩ2 1012) suy uc(t) = 200 [1 - exp (-5x.l03í)]sin 2/T.106í Ò cuối khoảng t = í ị = 0,4.10 uc(íj) = Biên độ ĩ7Ctri uc đạt = 200 Dồng thời dòng điện mạch: dizr i(t.) = c —1 dt =0,2 A ' = '1 122 du < —dt 7- = 47T.108), ' = 'l giá trị biên độ dịng điện xấc lập khoảng trống xung 0,4.10"3 < t < 10"3 Chuyển gốc thời gian đầu khoảng này, vối điều kiện đầu nêu có: ưc(s) = 4.JI108 , ——TTTĨ7 s2 + 104.7TS + 4;r2.10 uc(t) = 200 exp (-5.103/) sin 27I.106/ Kết q tính biểu diễn hình — 306 - U(4) â) d) Trong câu b c, xét mạch có phẩm chất khơng cao Đặc điểm tượng xảy trường hợp trình độ thực tê' xảy thời gian khơng dài lắm, nói chung khoảng thời gian tồn trống chu kỳ xung, trạng thái mạch đến xác lập Nếu phẩm chất mạch tãng lên, trình độ thực tế kéo dài hơn, khoảng thời gian tồn trống chu kỳ xung, tượng xảy mạch chưa đến xác lập, đo' đáp ứng chu kỳ trước kéo dài, chồng lên đáp ứng chu kỳ sau, làm méo tín hiệu cách đáng kể Bây giờ, xét trường hợp Q tăng gấp lần.Q = 1000 (r = Q) thừa số đặc trưng cho thành phần độ: exp (-at) với hệ số a là: a — —— = 7T.103, 2L cho khoảng tồn xung, t = 0,4.10~3 dao động tự giá trị bằng: exp (—0,4.71) — 0, lần giá trị ban đầu nó, khoảng trống chu kỳ xung t = 0,6.10"3 exp (-0,6 Jr) ~ 0,12 lần Hình — 31 minh họa kết thu trường hợp 123 3-9 Bài tập Cho mạch vẽ hình 3—32 với nguồn sức điện động chiều E = 100 V điện trở rQ = r = 10 Q Ỏ thời điểm t = người ta đo'ng khóa K Dến thời điểm t = 0,04s nhận u2(tl) = 60 V Hãy xác định giá trị thông số điện cảm L Cho mạch vẽ hình 3—33 với nguồn sức điện động chiều E = 100 V ỏ thời điểm t = người ta đóng kho'a K lúc dịng điện mạch i(0) = 0,04 A Biết ràng số thời gian cùa mạch r = 0,25 s Hãy xác định giá trị thơng só mạch Dặc tuyến tần số cùa mạch rC nối tiếp cho hình — 34 Hây xác định thông số r, c mạch Cho nguồn tác động chiều e(t) = l(í) Hãy xác định thơng số r c mạch Biết tiếp tuyến vẽ từ gốc đường ỉ (í) cắt trục hồnh 3//S (hình 3-35) 124 Cho cuộn dây Lần đằu đặt lên no' điện áp chiều = 50 V dịng điện xác lập chạy qua I = A Lần sau đặt lên điện áp hình sin có u = 60 V tần số f = 50 Hz dịng điện I = 3A Hãy xác định: điện trở điện cảm cuộn dây đố Cho đặc tuyến tàn số mạch RL nói tiếp (hình 3-36) Xác định thơng số mạch Đồ thị thời gian dòng điện mạch rL nối tiếp đóng vào mạch nguồn chiều e(í) — 1(0 hình 3—37 Dường OA tiếp tuyến gốc i(í) Dựa vào hình vẽ tỉnh thơng số mạch Mạch dao động đơn nối tiếp vẽ hình 3—38 có tụ điện với điện dung biến đổi khoảng (50 4- 500) pF Mạch càn điều chỉnh dải tần số (100 -ỉ- 500) kHz nên phải dùng hai cuộn dây nối tiếp có giá trị điện cảm Lp L2 Chú ý theo hình vẽ Lj thường xun nằm mạch, cịn L2 đưa vào hay loại khỏi mạch bàng khóa K tùy trường hợp cần thiết Hình 3-37 Cho số liệu bảng sau đây, tính thông số mạch dao động đơn nối tiếp 125 Thứ tự /•ch(MHz) 2Afd(KHz) Q Thơng số 0,38 — 40 c = 395 pF 0,80 — r = 12 Q 4,0 — — L = 42/i 13 Mạch cho hình 3-40 có tặn sô' nguồn sức điện động 300 kHz tần sô' cộng hưởng mạch, biên độ 50 V Mạch có số liệu sau đây: r = 20 Q; c = 900 pF R = 104 Q Hình 3-40 126 Hãy tính: a) Diện cảm L b) Phẩm chất Q c) Biên độ điện âp!ức nhận mạch công suất Pị mạch tiêu hao 14 Tính điện trở tương đương mạch dao động đơn vẽ hình 3-41 Cho biết L = /) (4-6) (Trong trường hợp điện cảm tuyến tính