báo cáo thí nghiệm lý thuyết mạch điện i

Section 3.2 representsa separate stub file, boxedminipage2e.sty,which merely issues a warning message andTìm dòng qua từng nhánh:Kết quả: Most readers can ignore thissection.. It present

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Lý thuyết mạch điện I

Họ và tên: Nguy n H u Tài ễ ữ

MSSV: 20220009

Mã l p: 736259 ớ Học kì: 2023.1

Bài 1

1 Mạch1 - H1 (Trang 1)

1, Phương pháp dòng vòng

.

E1

.

E2

.

J

.

I1

.

I2

A

B

.

Iv1

.

Iv2

∗

R1

L1

R3

L2

Z12=Z21= 0

Z23=Z32= 0.5√3111j

Z13=Z31= 0.75√2501j

ChọnJ.3khép qua nhánh Z3

Các ma trận:

Ma trận nhánh vòng: C=

1 0

0 1

1 1 Ma trận tổng trở nhánh: Z=

Z1 Z12 −Z13

Z21 Z2 −Z23

−Z31 −Z32 Z3

Vector dòng vòng: Iv=Ihv1.

.

Iv2

iT Vector suất điện động nhánh: En=hE.1

.

E2 0

iT

Vector nguồn dòng nhánh: Jn=h0 0

.

J3

iT

Hệ phương trình dòng vòng dạng ma trận: CTZCIv=CTEn− CTZJn

Thực hiện chương trình trên Matlab

Z1=11+41j; Z2=21+51j; Z3=31+61j;

Z21=0; Z12=Z21;Z32=0.5*sqrt(3111)*j; Z23=Z32; Z31=0.75*sqrt(2501)*j; Z13=Z31; E1=100; E2=200*exp(j*pi/6); J3=10*exp(j*pi/3);

C=[1 0; 0 1; 1 1];

Z=[Z1 Z12 -Z13; Z21 Z2 -Z23; -Z31 -Z32 Z3];

En=[E1; E2; 0]; Jn=[0; 0; J3];

linsolve(C’*Z*C, C’*En-C’*Z*Jn)

Và kết quả nhận được: Most readers

can ignore this section It presents an

an-notated version of boxedminipage’s source

code Section 3.1 describes the contents of

boxedminipage.sty Section 3.2 represents

a separate stub file, boxedminipage2e.sty,

which merely issues a warning message and

Tìm dòng qua từng nhánh:

C*ans+Jn

Kết quả: Most readers can ignore this

section It presents an annotated version

of boxedminipage’s source code Section

3.1 describes the contents of

boxedmini-page.sty Section 3.2 represents a

sepa-rate stub file, boxedminipage2e.sty, which

merely issues a warning message and

in-structs the author to load boxedminipage

instead of boxedminipage2e

2.Phương pháp thế nút

Ma trận nhánh nút (Chọn nút B làm đất): A=

1 1 1

Vector điện thế nút: Vd=ϕA . Vector nguồn dòng nút: Jd=J3hi.

Hệ phương trình thế nút dạng ma trận: ATz−1AVd=ATZ−1En+ Jd

Thực hiện chương trình trên Matlab

A=[1; 1; -1];

Jd=[J3];

linsolve(A’*inv(Z)*A,A’*inv(Z)*En+Jd)

Kết quả: Most readers can ignore this

section It presents an annotated version

of boxedminipage’s source code Section

3.1 describes the contents of

boxedmini-page.sty Section 3.2 represents a separate

stub file, boxedminipage2e.sty, which merely issues a warning message and instructs author to load boxedminipage instead of boxedminipage2e

Tìm dòng điện qua các nhánh:

inv(Z)*((-1)*A*ans+En)

Kết quả: Most readers can ignore this

section It presents an annotated version

of boxedminipage’s source code Section

3.1 describes the contents of

boxedmini-page.sty Section 3.2 represents a

sepa-rate stub file, boxedminipage2e.sty, which

merely issues a warning message and

in-structs the author to load boxedminipage

instead of boxedminipage2e

2 Bài 1 Mạch hình 3

.

I1

.

I2

.

E1

.

E2

.

J6

.

I3

.

I4

.

I5

.

I6

.

Iv3

.

Iv1

.

Iv2

∗

∗

L3

Z6

R3

a) Chọn J6khép qua nhánh Z6

Các ma trận:

Ma trận nhánh vòng: C=

1 0 0

0 1 0

1 1 0

1 0 1

0 1 1

0 0 1

Ma trận tổng trở nhánh: Z=

Z1 0 0 0 0 0

0 Z2 0 0 0 0

0 0 Z3 0 −Z35 0

0 0 0 Z4 0 0

0 0 −Z53 0 Z5 0

0 0 0 0 0 Z6

Vector dòng vòng: Iv=Ihv1.

.

Iv2

Iv3

iT

Vector suất điện động nhánh: En=Eh1.

.

E2 0 0 0 0 0iT Vector nguồn dòng nhánh: Jn=h0 0 0 0 0

.

−J6

iT

Hệ phương trình dòng vòng dạng ma trận: CTZCIv=CTEn− CTZJn

Thực hiện chương trình trên Matlab

Z1=30+40j; Z2=20+10j; Z3=10+24*pi*j; Z4=15+36*pi*j;Z5=20+48*pi*j; Z6=10+20*j;

Z35=120*pi*0.6*sqrt(0.2*0.4)*j; Z53=Z35;

E1=100; E2=200*exp(j*pi/3); J6=10*exp(j*pi/6);

C=[1 0 0; 0 1 0; 1 1 0; 1 0 -1; 0 1 1; 0 0 1];

Z=[Z1 0 0 0 0 0; 0 Z2 0 0 0 0; 0 0 Z3 0 -Z35 0; 0 0 0 Z4 0 0; 0 0 -Z35 Z6];

En=[E1; E2; 0; 0; 0; 0]; Jn=[0; 0; 0; 0; 0; -J6];

linsolve(C’*Z*C, C’*En-C’*Z*Jn)

C*ans+Jn

Kết quả: Earlier this year, for the first

time, a paper was published on the impact

of heat stress in large Arctic seabirds

Nor-mally, research on species in that corner

of the world is about adaptations to the

cold, but in an era of climate chaos,

learn-ing to live with heat is the new challenge

As well as undergoing physical changes,

an-imals across the world are changing their

behaviour – murres, for example, are

spend-ing more time gettspend-ing into the water to cool

off, leaving their eggs exposed to gulls and

Arctic foxes For parents, it’s a trade-off be

b) Điện áp trên mỗi nhánh:

Z*ans-En

Kết quả: Earlier this year, for the first

time, a paper was published on the impact

of heat stress in large Arctic seabirds

Nor-mally, research on species in that corner

of the world is about adaptations to the

cold, but in an era of climate chaos,

learn-ing to live with heat is the new challenge

As well as undergoing physical changes,

an-imals across the world are changing their

behaviour – murres, for example, are

spend-ing more time gettspend-ing into the water to cool

off, leaving their eggs exposed to gulls and

Arctic foxes For parents, it’s a trade-off

be-tween keeping cool enough to avoid heat

stress and protecting their young Many

birds with similar ecological niches

c) Tổng công suất các nguồn

P=-real(E.1conj(I.1)) - real(E.2conj(I.2)) + real(U.6conj(J.6)) = -966.8709 (W)

3 Bài 2: Mạch hình 4

i3

C

R3

L

R1

a)

* Xét mạch điện khi ngắn dòng e1:

i1

i5

i3

R3

L

R1

i1=−1011 (A) i2=10

11(A) i3=

−20

11 (A) i4= 0(A) i5=

20

11(A)

* Xét mạch điện khi ngắn dòng E5:

.

I1

.

I5

.

I3

.

I2

.

I4

.

E1

C

.

Iv1

.

Iv2

.

Iv3

R3

L

R1

ZL= 100j(Ω) ZC= −100 (Ω)j

.

E1= 200e(j ∗ 0) = 200 0(V ) R1=200; R2=R1; R3=10; Zl=100j; Zc=-Zl;

E1=200;

C=[1 0 0; 1 1 0; 0 1 0; 0 1 1; 0 0 1];

Z=[R1 0 0 0 0; 0 R2 0 0 0; 0 0 R3 0 0; 0 0 0 Zc 0; 0 0 0 0 Zl]; En=[E1; 0; 0; 0; 0];

Jn=[0; 0; 0; 0; 0];

linsolve(C’*Z*C, C’*En-C’*Z*Jn)

Kết quả nhận được:I.3= 0(A)

Vậy khi mạch bao gồm cả hai nguồn áp, dòng điện nhánh i11(A).3=40

c) Khi mạch bao gồm cả hai nguồn áp, dòng qua nhánh i1= 0.5√2 sin (ωt) −11(A) 10

⇒Công suất tác dụng của nguồn e1:

syms x

Pe1=-(1/0.02)*int(sqrt(2)*200*sin(100*pi*x)*(0.5*sqrt(2)*sin(100*pi*x)-10/11),0,0.02)

Kết quả nhận được: Pe 1= −100(W )

Nhận xét: Kết quả phần chuẩn bị ở nhà trùng kh với kết quả tính được trong khi thí nghiệm.

Bài 2

Thí nghiệm tại bàn số 1: Đặt nguồn điện áp hình sin với giá trị hiệu dụng U =

f = 50(Hz)

1) Mạch điện trở thuần (R = R9có trên bảng mạch)

IR

U

∆

−

→

IR −→UR

R

h

UR= 24.87(V)

IR= 0.164(A)

PR= 4.076(W) cos(ϕ)= 1

2) Mạch thuần điện cảm (L = L1có trên bảng mạch)

IL

U

−

→

UL

∆ ϕ

L

h

UL= 24.85(V)

IL= 0.525(A)

PL= 2.870(W) cos(ϕ)= 0.220

3) Mạch thuần điện dung (C = C1có trên bảng mạch)

U

∆

−→

UC

C

h

UC= 25.02(V)

IC = 0.171(A)

PC= 0.034(W) cos(ϕ)= 0.007

4) Mạch R-L nối tiếp (R = R9,L = L1+ L2có trên bảng mạch)

I

U

∆

−→

UL

−→

UR

−

→U

ϕ

R

L

h

U = 25.87(V)

UR= 22.50(V)

S= 3.71(W) cos(ϕ)= 0.969

I = 0.149(A)

UL= 6.620(V)

P = 3.558(W)

5) Mạch R-C nối tiếp (R = R9,C = C3+C2có trên bảng mạch)

U

∆

−→

UR

−→

U ϕ

R

C

h

U = 25.89(V)

UR= 11.064(V)

S= 1.817(W) cos(ϕ)= 0.455

I = 0.073(A)

UC= 22.23(V)

P = 0.829(W)

6) Mạch R-L-C nối tiếp (R = R9,L= L1+L2+L3,C = C1+C2+C3có trên bảng mạch)

I

U

R

C

L

−

→

UL

−

→

UL+−→UC

−→

UR

∆

−→

UC

−

→U

ϕ

h

U = 24.88(V)

I = 0.068(A)

UR= 10.218(A) cos(ϕ)= 0.568

UL= 27.48(V)

UC= 6.778(V)

S = 1.691(W)

P = 0.955(W)

Nhận xét:

Quan hệ dòng, áp, công suất đã được nghiệm đúng trên mỗi phép đo: P = UIcos(ϕ

Từ số liệu đo tính được: R9≈ 151(Ω)

Đối với cuộn dây L1: L1≈ 0.147(H),r1≈

46 17(Ω) C1 ≈ 21 .75 10−6(F )

Quan hệ điện áp trên mạch điện:U =→−−→UR+−→UL+−→UC

Bài 3

Thí nghiệm tại bàn số 1: Đặt nguồn điện áp hình sin với giá trị hiệu dụng U = 1

1) Nghiệm chứng lại định luật Kirchhoff 1 (Pi = 0)

Nguồn có giá trị hiệu dụng 24V

U

I1 R1 I2 I3

R3

L1

R2

C1

U = 24.88(V)

I1= 0.272(A) cos(ϕ1)= 0.633

I2= 0.107(A) cos(ϕ2)= 0.07

I3= 0.195(A) cos(ϕ3)= 0.846

Nghiệm chứng lạ định luật Kichhoff 1: I1−I2− I3≈ 0(A)

2) Nghiệm chứng hiện tượng hỗ cảm

U

M

1

1’

2

2’

h

U22 ∗= 9.533(V)

U

−−→

U11 ′ −−→U22′

M

h

U11 ∗= 6.492V)

U22 ∗= 5.994(V)

−−→

U11 ′ −−→U2′ 2

M

h

U11 ∗= 6.122(V)

U2 ∗ 2= 6.128(V)

⇒Hai đầu 1 và 2’ cùng cức tính

3) Truyền công suất bằng hỗ cảm

U

M

1

1’

2

2’

h

U11 ∗= 12.308(V)

U22 ∗= 7.278(V)

PR= 1.038(W)

Hệ số biến áp khi có tải R là: |KU| =U22∗

U11∗ ≈0.6 Mắc điện trở để khép kín mạch chứa cuộn cảm 2 thì điện áp hỗ cảm lên L2 gây

I tạo thành I’, đo cực tính của hai cuộn dây đã biết xác định được I’

Công suất truyền bằng hỗ cảm từ 11’ →22’

Coi cuộn dây không tiêu hao năng lượng nên công suất của cuộn dây buộc phải t qua một cuộn khác có quan hệ hỗ cảm với nó