4.1. Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều3 pha.4.2 Cách nối mạch ba pha.4.3 Cách giải mạch ba pha.4.4 Bài tập.Định nghĩa: Nguồn áp 3 pha cân bằng (hay nguồn áp 3pha đối xứng) là tập hợp bao gồm 3 nguồn áp xoay chiềuhình sin có cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha thời giantừng đôi 120 Chương 4: Mạch điện xoay chiều pha 4.1 Khái niệm chung mạch điện xoay chiều pha 4.2 Cách nối mạch ba pha 4.3 Cách giải mạch ba pha 4.4 Bài tập 4.1 Khái niệm mạch điện xoay chiều pha • Định nghĩa: Nguồn áp pha cân (hay nguồn áp pha đối xứng) tập hợp bao gồm nguồn áp xoay chiều hình sin có biên độ, tần số, lệch pha thời gian đơi • Biểu thức tức thời nguồn áp pha: • Viết dạng phức: 4.2 Cách nối mạch ba pha 4.2.1 Nguồn áp pha đấu Y • Muốn thực sơ đồ đấu Y, ta cần tạo điểm nối chung cho nguồn áp Điểm chung nguồn áp gọi trung tính nguồn.Điểm chung giao điểm đầu nguồn áp dấu • Điện áp pha: điện áp xác định đầu a,b hay c đến trung tính n • Điện áp dây: điện áp xác định đầu a,b,c 4.2.1 Nguồn áp pha đấu Y (tt) • Các áp pha: Các thành phần áp dây • Cmtt với , 4.2.1 Nguồn áp pha đấu Y (tt) Kết luận áp: • Biên độ điện áp dây gấp lần biên độ điện áp pha hay giá trị hiệu dụng điện áp dây gấp lần giá trị hiệu dụng điện áp pha • Góc lệch pha: điện áp dây sớm pha điện áp pha Kết luận dịng: • Dòng điện dây dòng điện pha 4.2.2 Nguồn áp pha đấu ∆ • Đỉnh sơ đồ ∆ giao điểm hai đầu không dấu nguồn áp pha 4.2.2 Nguồn áp pha đấu ∆ (tt) Kết luận áp: Điện áp đặt vào đầu pha điện áp dây: Ud = Up Kết luận dòng: • Về góc pha: Dịng điện dây chậm pha sau dịng điện pha góc 300 • Về biên độ: Dòng điện dây Id = Ip lần dòng điện pha: 4.3 Cách giải mạch ba pha đối xứng (cân bằng) Mạch pha gọi cân khi: Nguồn áp pha cấp đến tải nguồn pha cân (đấu Y hay đấu ∆ ) Tải pha cân bằng, tải đấu theo dạng Y hay ∆ Tải pha gọi cân khi: Tổng trở phức tải hoàn toàn 4.3 Cách giải mạch ba pha đối xứng (tt) Khi giải mạch điện pha đối xứng ta tách pha riêng rẽ để tính 4.3.1 Tải nối Y đối xứng 4.3.1.1 Khi không xét đến tổng trở đường dây pha • Điện áp đặt lên pha tải là:
Chương 1: CHẤT BÁN DẪNĐẠI CƯƠNG VỀ DIODE CÁC MẠCH ỨNG DỤNG 1.1 Chất bán dẫn 1.2 Đại cương Diode 1.3 Các mạch ứng dụng Diode 1.4 Bài tập Mục tiêu chương 1: • Biết cấu tạo diode, giải thích nguyên tắc hoạt động, trường hợp phân cực thuận, nghịch cho diode • Nắm nguyên tắc hoạt động mạch ứng dụng diode : Mạch chỉnh lưu, Mạch xén, Mạch kẹp, Mạch cổng logic, Mạch ổn áp dùng Zener • Áp dụng kiến thức học giải tích mạch diode 1.1 Chất bán dẫn 1.1.1 Chất bán dẫn • Chất bán dẫn chất có đặc điểm trung gian chất dẫn điện chất cách điện • Chất bán dẫn chất có điện tử lớp ngồi nguyên tử Germanium ( Ge) Silicium (Si) Ta có liên kết cộng hố trị: • Chất bán dẫn nguyên liệu để sản xuất loại linh kiện bán dẫn Diode, Transistor, IC 1.1.2 Chất bán dẫn tạp chất (tt) a Chất bán dẫn loại N • Khi pha lượng nhỏ chất có hoá trị Phospho (P) vào chất bán dẫn Si nguyên tử P liên kết với ngun tử Si theo liên kết cộng hố trị • Nguyên tử Phospho có điện tử tham gia liên kết dư điện tử trở thành điện tử tự → Chất bán dẫn lúc thừa điện tử ( mang điện âm) gọi bán dẫn N ( Negative : âm ) 1.1.2 Chất bán dẫn tạp chất (tt) b Chất bán dẫn loại P Khi ta pha thêm lượng nhỏ chất có hố trị Indium (In) vào chất bán dẫn Si nguyên tử In liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị liên kết bị thiếu điện tử trở thành lỗ trống ( mang điện dương) → Chất bán dẫn lúc thiếu điện tử ( mang điện dương) gọi bán dẫn P ( Positive: dương ) 1.1.3 Quá trình động chất bán dẫn a Thời gian sống hạt mang điện • Khi electron cung cấp đủ lượng nhảy từ lớp hóa trị đến lớp dẫn để lại lổ trống lớp hóa trị • Sau thời gian tồn trạng thái điện tử tự do, electron rơi vào lổ trống lớp hóa trị Thời gian gọi thời gian sống hạt mang điện 1.1.3 Quá trình động chất bán dẫn b Chuyển động hạt mang điện Chuyển động trôi: chuyển động hạt mang điện tác dụng điện trường Chuyển động khuếch tán: chất bán dẫn, nồng độ điện tử lỗ trống phân bố khơng chúng khuếch tán từ nơi có nồng độ cao nơi có nồng độ thấp c Ảnh hưởng nhiệt độ - Khi nhiệt độ tăng có nhiều electron hấp thụ lượng để trở thành điện tử tự do→độ dẫn điện tăng - Khi nhiệt độ giảm, lượng nhiệt khơng đủ để phá vỡ liên kết hóa trị dẫn đến số lượng điện tử tự giảm →độ dẫn điện giảm 1.2 Đại cương Diode 1.2.1 Cấu tạo Diode gồm lớp bán dẫn P N nối với Ký hiệu: Hình dạng thực tế: 1.2.2 Phân cực Diode Điện tiếp giáp: • Khi ghép lớp bán dẫn P-N với nhau, có chênh lệch mật độ nên điện tử lỗ trống di chuyển qua lớp tiếp giáp làm cho vùng tiếp giáp phía N tích điện dương (do electron) vùng tiếp giáp phía P tích điện âm • Do hình thành nên điện tiếp giáp (0.3V Ge 0,7 Si) 1.2.2 Phân cực Diode.(tt) a Phân cực thuận Điều kiện: • Đầu (-) nguồn áp VBIAS nối đến lớp bán dẫn n diode • Đầu (+) nguồn áp VBIAS nối đến lớp bán dẫn p diode • Giá trị điện áp VBIAS phải lớn giá trị điện tiếp giáp (*) 10 1.3.2 Mạch xén.(tt) a Mạch xén nối tiếp • Dạng mạch 1: - Trong khoảng thời gian từ [0,T/2], tín hiệu vào dương diode trạng thái dẫn – xem ngắn mạch => Vo=Vi - Trong khoảng thời gian từ [T/2, T], tín hiệu vào âm, diode phân cực ngược – xem hở mạch => Vo=0 29 a Mạch xén nối tiếp.(tt) • Dạng mạch 2: - Xét thời điểm Diode bắt đầu dẫn: Vd>0 - Khi đó, ad ĐL K2 ta có: -Vi+Vd+V=0 =>Diode dẫn Vi>V => Vo=Vi-V =>Diode ngưng dẫn Vi Vo=0 30 b Mạch xén song song • Dạng mạch 1: - Trong khoảng thời gian từ [0,T/2], tín hiệu vào dương diode trạng thái dẫn – xem ngắn mạch => Vo=0 - Trong khoảng thời gian từ [T/2, T], tín hiệu vào âm, diode phân cực ngược – xem hở mạch => Vo=Vi 31 b Mạch xén song song.(tt) • Dạng mạch 2: - Xét thời điểm Diode bắt đầu dẫn: Vd>0 - Khi đó, ad ĐL K2 ta có: -Vi+Vd+V=0 =>Diode dẫn Vi>V => Vo=V =>Diode ngưng dẫn Vi Vo=Vi 32 1.3.3 Mạch kẹp (clamping circuit) • Mạch kẹp mạch dời tín hiệu đến mức điện áp DC khác • Một mạch kẹp gồm có: - Tụ điện: tích trữ lượng - Diode: khóa - Điện trở - Nguồn áp DC: tạo mức DC • Giá trị R C phải lựa chọn cho thời =RC đủ lớn để đảm bảo điện áp rơi tụ điện C xả không đáng kể khoảng thời gian Diode ngưng dẫn 33 1.3.3 Mạch kẹp.(tt) Dạng mạch 1: Mạch ghim đỉnh tín hiệu mức khơng • Trong khoảng thời gian từ [0,t1], tín hiệu vào dương diode trạng thái dẫn xem ngắn mạch – tụ C nạp qua diode với thời =rdC có giá trị nhỏ tụ C nạp đầy điện áp V cách nhanh chóng => Vo=0 • Trong khoảng thời gian từ [t1, t2], tín hiệu vào âm, diode phân cực ngược – xem hở mạch – thời = RC có giá trị lớn – áp dụng định luật Kirchhoff để tìm điện áp =>Vo= -2Vm 34 1.3.3 Mạch kẹp.(tt) Dạng mạch 2: (Vm>V) Mạch ghim đỉnh tín hiệu mức điện áp • Trong khoảng thời gian từ [0,t1], tín hiệu vào dương diode trạng thái dẫn xem ngắn mạch – tụ C nạp qua diode với thời =rdC có giá trị nhỏ tụ C nạp đầy điện áp (Vm-V) cách nhanh chóng => Vo=V • Trong khoảng thời gian từ [t1, t2], tín hiệu vào âm, diode phân cực ngược – xem hở mạch – thời = RC có giá trị lớn – áp dụng định luật Kirchhoff để tìm điện áp =>Vo= -2Vm+V 35 1.3.4 Mạch cổng.(tt) a Cổng OR Vi1 Vi2 Vo 0(D1 dẫn) 0(D2 dẫn) V(D1 dẫn) 0(D1 không dẫn) V(D1 dẫn) 0(D2 không dẫn) V(D2 dẫn) V(D2 dẫn) V V V 36 1.3.4 Mạch cổng b Cổng AND Vi1 Vi2 Vo 0(D1 dẫn) 0(D2 dẫn) V(D1 không dẫn) 0(D2 dẫn) 0(D1 dẫn) V(D2 không dẫn) V(D1 không dẫn) V(D2 không dẫn) V 37 1.3.5 Mạch ổn áp dùng Zener IR IL VIn IZ R VZ Z1 RL • Sơ đồ minh họa ứng dụng zenner, nguồn Vin nguồn có điện VOut(t) áp thay đổi, Z1 diode ổn áp, R điện trở hạn dịng • Khi nguồn Vin > Vz áp Z1 ln ln cố định cho dù nguồn Vin thay đổi • Lưu ý: nguồn Vin thay đổi dịng ngược Iz qua Z1 thay đổi phải thỏa điều kiện: Iz ≤ Izmax Với Izmax: dịng điện tối đa qua zener mà khơng làm hỏng http://hocnghetructuyen.vn/picture/thi/Defa ult.asp?causo1=%203985 38 1.3.5 Mạch ổn áp dùng Zener.(tt) Ví dụ: Cho mạch ổn áp dùng zenner hình Vs=25V, Vz=10V, R1= 1k, R2=2k Tìm dịng qua zenner? ĐS: [10mA] 39 1.4 Bài tập BT 1.1: Xác định giá trị dòng áp mạch? a b c d e f 40 1.4 Bài tập (tt) BT 1.2: Tính dịng qua diode a b c d 41 1.4 Bài tập (tt) BT 1.3: Cho a b d e Vẽ dạng sóng ngõ Vo? c f 42 1.4 Bài tập (tt) BT 1.4: Cho điện áp ngõ vào sóng vng, biên độ 8V, chu kỳ 10sec, E=2V, vẽ dạng sóng Vo? a b 43