Thời lượng lên lớp: 3 tiếttuần (lý thuyết + bài tập) Thí nghiệm: liên hệ Trung tâm Thực hành Một bài kiểm tra giữa kỳ Một bài thi cuối kỳ (đề thi chung Điện Tự động hoá) Cấu trúc đề thi: 9 điểm (3 bài) + 1 điểm trình bày Cộng điểm giữa kỳ (điểm giữa kỳ tối đa: 10 điểm) Bài tập mô phỏng: cộng từ −2 đến 2 điểm (gian lận bị trừ điểm) Làm bài tập về nhà, giải bài tập trên lớp, thảo luận trên lớp: cộng từ 0 đến 2 điểm (làm bài sai, phát biểu sai không bị trừ điểm)
Lý thuyết Mạch Phần 1: Mạch tuyến tính chế độ xác lập | EE2021 Nguyễn Bảo Huy huy.nguyenbao@hust.edu.vn Khoa Tự động hoá Trường Điện - Điện tử Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, 2023 Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 Thông tin môn học Thời lượng lên lớp: tiết/tuần (lý thuyết + tập) Thí nghiệm: liên hệ Trung tâm Thực hành Một kiểm tra kỳ Một thi cuối kỳ (đề thi chung Điện - Tự động hoá) Cấu trúc đề thi: điểm (3 bài) + điểm trình bày Cộng điểm kỳ (điểm kỳ tối đa: 10 điểm) Bài tập mô phỏng: cộng từ −2 đến điểm (gian lận bị trừ điểm) Làm tập nhà, giải tập lớp, thảo luận lớp: cộng từ đến điểm (làm sai, phát biểu sai không bị trừ điểm) Nội quy lớp học Không điểm danh; vào tuỳ ý, yên lặng (không xin phép) Không làm ồn, không gây tập trung Mỗi lần nhắc trật tự: trừ lớp 0.25 điểm vào điểm kỳ Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Để học tốt môn Lý thuyết Mạch Làm tập Làm tập Nếu chưa làm tập xem lại hai điều Nguồn tập Các Các Các Các ví dụ lớp tập nhà đề thi cũ tài liệu tham khảo Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Tài liệu tham khảo Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Phạm Khắc Chương, Cơ sở Kỹ thuật Điện – Tập II – Cơ sở Lý thuyết Mạch – Quyển I: Mơ hình mạch Chế độ xác lập mạch tuyến tính, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1971 Lê Văn Bảng, Giáo trình lý thuyết mạch điện, NXB Giáo dục VN, 2015 Phạm Văn Bình, Đào Lê Thu Thảo, Nguyễn Hữu Phát, Lý thuyết Mạch, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2022 Charles K Alexander, Matthew N O Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, McGraw-Hill, 2021 James Nilsson, Susan Riedel, Electric Circuits, 11th , Pearson, 2020 William H Hayt, Jack E Kemmerly, Steven M Durbin, Engineering Circuit Analysis, 8th , McGraw-Hill, 2012 Mahmood Nahvi, Joseph A Edminister, Schaum’s Outline of Electric Circuits, 7th , McGraw-Hill, 2018 Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Cấu trúc môn học Lý thuyết Mạch Lý thuyết Mạch 1 Mạch tuyến tính chế độ xác lập Lý thuyết Mạch 2 Mạch tuyến tính chế độ độ Mạch phi tuyến (xác lập độ) Đường dây dài (xác lập độ) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Lý thuyết Mạch 1: Mạch tuyến tính xác lập Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Mạch tuyến tính chế độ xác lập với nguồn chiều Các phương pháp giải mạch tuyến tính chế độ xác lập chiều Mạch tuyến tính chế độ xác lập với nguồn điều hịa Các phương pháp giải mạch tuyến tính chế độ xác lập điều hoà Định lý Thévenin–Norton mạng cửa Hỗ cảm phương pháp giải mạch có hỗ cảm Mạng hai cửa Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hoà 10 Mạch điện ba pha Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Nội dung mơn học Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Mạch tuyến tính chế độ xác lập với nguồn chiều Các phương pháp giải mạch tuyến tính chế độ xác lập chiều Mạch tuyến tính chế độ xác lập với nguồn điều hòa Các phương pháp giải mạch tuyến tính chế độ xác lập điều hồ Định lý Thévenin–Norton mạng cửa Hỗ cảm phương pháp giải mạch có hỗ cảm Mạng hai cửa Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ 10 Mạch điện ba pha Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Khái niệm mô hình mạch Kirchhoff Nội dung chương Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Mơn Lý thuyết Mạch phương pháp mơ hình Một số khái niệm đại lượng Một số phần tử mạch điện Các tốn mạch điện Mơ hình mạch điện Một số định luật mạch điện Hệ phương trình Kirchhoff mạch điện Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Khái niệm mô hình mạch Kirchhoff Mơn Lý thuyết Mạch phương pháp mơ hình Nội dung chương Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Mơn Lý thuyết Mạch phương pháp mơ hình Một số khái niệm đại lượng Một số phần tử mạch điện Các tốn mạch điện Mơ hình mạch điện Một số định luật mạch điện Hệ phương trình Kirchhoff mạch điện Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 / 328 Khái niệm mơ hình mạch Kirchhoff Môn Lý thuyết Mạch phương pháp mô hình Vị trí mơn Lý thuyết Mạch Kiến thức đại cương Đại số tuyến tính Giải tích hàm biến Phương trình vi phân Vật lý đại cương (điện học) Lý thuyết Mạch ⇔ Tín hiệu hệ thống; LT điều khiển tự động Kiến thức chuyên ngành Điện tử tương tự Máy điện Điện tử công suất Truyền động điện Lưới điện v.v Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 10 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Nội dung chương Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ứng dụng nguyên lý xếp chồng mạch nhiều tần số Công suất mạch nhiều tần số Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ – Phương pháp Fourier Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 266 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vuông Cho xung điện áp vuông biên độ V, chu kỳ s, offset V ∞ X sin (nπt) với n lẻ u(t) = + 4π n n=1 Xung vuông 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 267 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vuông Thành phần chiều (bậc 0) u(t) = Bậc 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 268 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vng Khai triển đến thành phần điều hoà bậc 1 u(t) = + sin (πt) 4π N =1 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 269 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vng Khai triển đến thành phần điều hồ bậc sin (3πt) sin (πt) + u(t) = + 4π 4π N =3 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 270 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vng Khai triển đến thành phần điều hoà bậc 11 11 X sin (nπt) u(t) = + với n lẻ 4π n n=1 N = 11 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 271 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vuông Khai triển đến thành phần điều hoà bậc 101 101 X sin (nπt) u(t) = + với n lẻ 4π n n=1 N = 101 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 272 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vuông Khai triển đến thành phần điều hoà bậc 1001 1001 X sin (nπt) u(t) = + với n lẻ 4π n n=1 N = 1001 0 t (s) Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 273 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ví dụ 9.2: Khai triển Fourier xung vuông Bậc N =1 N =3 N = 11 N = 101 N = 1001 0 t (s) Bài tập: Tính khai triển loại tín hiệu chu kỳ khác sóng tam giác, sóng cưa, v.v Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 274 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Nội dung chương Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Ứng dụng ngun lý xếp chồng mạch nhiều tần số Công suất mạch nhiều tần số Mạch với nguồn chu kỳ khơng điều hồ – Phương pháp Fourier Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 275 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Đặc tính tần số hàm truyền đạt Hàm truyền đạt quan hệ tỷ lệ biến trạng thái dòng áp mạch điện ⇒ Hàm truyền đạt tạo thành từ trở kháng mạch điện Tụ điện cuộn dây có trở kháng phức khác ứng với tần số khác mạch điện ⇒ Hàm truyền đạt hàm phức có đặc tính biên độ góc pha phụ thuộc tần số ⇒ Khái niệm đặc tính tần–biên–pha hàm truyền đạt Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 276 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Đặc tính tần số hàm truyền đạt Ví dụ 9.3: Xét hàm truyền đạt điện áp mạch RC R + − e(t) C uvào (t) U˙ ZC = H(jω) = = R + ZC U˙ vào = Nguyễn Bảo Huy (HUST) ura (t) jωC R+ jωC jωRC + Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 277 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Đặc tính tần số hàm truyền đạt Ví dụ 9.3: Xét hàm truyền đạt điện áp mạch RC ωc R ωc gọi tần số cắt e(t) C uvào (t) ura (t) ⇒ H(jω) = ω +1 j ωc Hàm truyền biên độ |H (jω)| = s ω +1 ωc ω ω Hàm truyền pha H (jω) = − j + = − arctan ωc ωc Đặt RC = + − Nguyễn Bảo Huy (HUST) Mạch tuyến tính xác lập | EE2021 Hà Nội, 2023 278 / 328 Mạch có nhiều tần số nguồn chu kỳ khơng điều hồ Đặc tính tần số hàm truyền đạt – Lọc điện Đặc tính tần số hàm truyền đạt Đồ thị công thức không thuận tiện