Thực Hành Câu 1: Trong định luật Ohm, hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở V = RI, trong đó I là dòng điện, R là điện trở.. Chú thích đầy đủ figure %Lệnh vẽ trên hai trục tung yyaxis'left'
Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUÓC GIA THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN TỬ - VIÊN THÔNG
PNK oS
oc KHO,
`
cv
©
za
v TP HO CHI MINH
BAO CAO THUC HANHILAB03 MÔN THIỰC HÀNH: PHƯƠNG: PHÁP TÍNH
SINH VIÊN THỰC HIỆN: Phạm Trọng Hoàng
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DÂN: Thầy Phạm Thế Hùng
TP Hà Chí Minh — tháng 10 năm 2024
Trang 2
Thực Hành
Câu 1: Trong định luật Ohm, hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở V = RI, trong đó I là dòng điện, R là điện trở Công suất tiêu tán của điện trở R là: P = RI2 Giả sử R= 100 Cho I từ 0 đến 10A bước 1A
a Tim V và P tương ứng với dòng điện trên
b._ Vẽ V và P theo dòng điện I Chú thích đầy đủ
1.1 Source code + giải thích chỉ tiết
Source code được việt băng serip (file.m)
%Câu 1
I = 9:1:19; %Tạo một vector I chứa 11 phần tử (từ @A->10A)
R = 100;%Gan gia tri R = 10@ ohm
%a.Tim V va P tương ứng với dòng điện trên
V = R*I;%Công thức tính hiệu điện thế
P = (1.^2)*R;%Công thức tính công suất
fprintf('Câu a\n");
fprintf('Giá trị hiệu điện thế V = %.2f (V)\n',V);
fprintf('Giá trị công suất P = %.2f (H)\n',P);
fprintf('Câu bì\n');
hold on %Lénh vẽ nhiều đồ thị trên cùng một figure
%************************k*********k*k****************%
%b.Vẽ V và P theo dòng điện I1 Chú thích đầy đủ
figure %Lệnh vẽ trên hai trục tung
yyaxis('left')%Chon trục tung thứ nhất bên trái
plot(I,V,'b-.');⁄Vẽ đồ V theo I là nét chấm đứt màu xanh biển
ylabel('Hiệu điện thế (V)');%Lệnh thêm nhãn cho trục tung thứ 1 (V)
yyaxis('right')%Chọn trục tung thứ hai bên phải
plot(I,P,'r-');%Vẽ đồ P theo I là nét liền màu đỏ
legend('V','P');%Lệnh thêm chú thích cho đồ thị
ylabel('Công suất P (W)');%Lệnh thêm nhãn cho trục tung thứ 2 (P)
xlabel('Dòng điện TI (A)');%Lệnh thêm nhãn cho trục hoành I
title('Đồ thị hiệu điện thé và công suất theo dòng điện');%Thêm tiêu đề cho đồ thị
grid on;%Lénh bat lưới
Trang 3
1.2 Hình ảnh kết quả thu được trên Command Window và Figure
Command Window
>> caul
Câu a
Giá trị hiệu điện thế V = 0.00 (V)
Giá trị hiệu điện thể V = 100.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 200.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 300.00 (V)
Giá trị hiệu điện thé v = 400.00 (v)
Giá trị hiệu điện thế 500.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 600.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 700.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 800.00 (V)
Giá trị hiệu điện thế V = 900.00 (V)
Giá trị hiệu điện V = 1000.00 (V)
Giá trị công suất 0.00 (W)
Giá trị công suất 100.00 (W)
Giá trị công suất 400.00 (W)
Giá trị công suất 900.00 (W)
Giá trị công suất 1600.00 (W)
Giá trị công suất 2500.00 (W)
Giá trị công suất 3600.00 (Ww)
Giá trị công suất 4900.00 (Ww)
Giá trị công suất 6400.00 (W)
Giá trị công suất 8100.00 (W)
Giá trị công suất P = 10000.00 (W)
Cau b
fx >>
Hình 1.2: Kết quả giá trị điện thế và công suất (kết quả câu a) thu dugc tai command window
ct p>
Trang 4
na 3 nhì
Đồ thị hiệu điện thê và công suắt (l2, 2 (=| ế? 6 ©\ j
900 F
@ 400+ ao 14000 Z|
= 4 3
300 * 1 3000
oo
0<“ : 0
Dòng điện l (A)
Hình 1.3: Kết quả vẽ đồ thị P,V theo I (kết quá câu b) Câu 2: Viết m-file tính điện thế V1, V2, V3 của mạch điện sau (Gợi ý: Tính tay các phương trình rồi viết file m chia ma trận)
2.1: Giải tay phương trình tìm dòng điện
20 Ohms
10 Ohms 40 Ohms
50 Ohms
Nút chuân > V =0
Áp dụng phương pháp phân giải mạch dùng ma trận tổng dẫn
(Y).(V)= 0) > )= (Y}" 0) Œ)
Trong đó:
Trang 5(Y): ma trận tông dẫn (R = 1/Y > Y = 1/R)
(V): ma trận điện thế
(I): ma tran dong dién
Chú ý: Yii: là giá trị tống dẫn riêng tại nút đang xét
Yijj: là giá trị tổng dẫn hỗ tương giữa nút ¡ và nút j
Tại nút V1: Y1 =[Y11 Y12 Y13] = [(1710+1/20) -1/10 -1/20]
Tại nút V2: Y2 =[Y21 Y22 Y23] = [-1/10 (1/10+1/40+1/50) -1/40]
Tại nút V3: Y3 = [Y31 Y32 Y33] = [-1⁄20 -1/40 (1/40+1/20)]
1/10 + 1/20 —1/10 1/20
> Ma tran tổng dẫn Y =[Y1:Y2;Y3]=[_ -1⁄10 110+1/⁄40+1⁄50 -140 ]
-1/20 1/40 1/40 + 1/20
5
~ Ma trận dòng điện: I = [ 0
]
2
Vì
> Ma tran dién thé V = [V2
] V3 Thay các kết quả ma trận vào (*) ta được:
VI 1/10 + 1/20 1/10 -1/20 5
l= -120 -1/40 1/40 + 1/20 ]
Vậy ta tìm được: [V2]=[ 350
] & V1=404.2857 (V), V2~ 350 (V), V3~412.8571 (V)
2890/7
Trang 62.2: M-file tính điện thế V1, V2, V3 của mạch điện
Bổ Editor - DAMATlab\Project.THUCHANH\t3\tinhvnut.m
1 %Câu 2
2H function V = tỉnhvnut(Y,T)
3 ' = inv(Y)*I;%Gan Ma tran V = (Nghịch đảo ma trận tổng dẫn) * (Ma trận dòng điện)
4
Hình 2.1.1: Hàm tìm giá trị ma trận điện thế
| giatrimaxm ab\Project THUCHANH\t3\cau2.m * | cau5.m | caut.m tinhvnutm #| cau2m +|
1 %Câu 2:Viêt m-file tính điện thé V1, V2, V3 của mạch điện
Y = [9.15 -0.1 -0.65;-9.1 9.145 -0.025;-9.05 -0.025 @.675]⁄Khởi tạo ma trận tổng dẫn
I = [5;6;2]%Khởi tạo ma trận dòng điện
[V] = tinhvnut(Y,1); %Goi ham tinh dién thé tai nut (tinhvnut)
V=NV'5
fprintf('Giá trị tại các nút V1, V2,V3 lần lượt là: ');
fprintf('%.4f(V) ',V);
Hình 2.2.2: File script cau2 chạy chương trình tìm giá trị điện thé tại các nút VI,V2,V3
Command Window
>> cau2
-0.1000 0.1450 -0.0250
-0.0500 -0.0250 0.0750
ƒq Giá trị tại các nút Vi, V2,V3 lần lượt là: 404.2857(V) 350.0000(V) 412.8571(V) >>
Hình 2.2.3: Kết quả chạy file script cau2 thu được trên command window
Trang 7Câu 3: Tìm dòng điện | qua RB trong mạch điện sau
L l2 R, 5Ohms
(:)wv "—
: 30} Ohms : 30 Ohms
Áp dụng định luật Kirchoff về lưới điện cho 3 lưới như hình vẽ
L1:
10 — 107(11-I2)-307(11-I3) = 0 = - 40°11 + 10712 + 30713 = -10 (1)
L2:
-15712 — 5*(12-13) — 10*(12-11) = 0 & 10°11 - 30*12 + 5*13 = 0 (2)
L3:
-30718 - 30"(13-11) — 5*(18-12) = 0 @ 30711 + 5712 — 65°13 = 0 (3)
Từ (1X2X3) ta lập được hệ phương trình:
- 40°11 + 10*12 + 30713 = -10 11 = 77/162 (A)
10711 - 30712 + 57138 = 0 > 12 = 16/81 (A)
30711 + 5"12 — 65°13 = 0 l3 = 19/81 (A)
Ta co gia tri va chiéu dòng điện thực tế như sau:
Trang 8
I1-I2=B/18(A) | 10 Ohms J2=16/81(A) 15 Ohms
R, 5SOhms
———>
I1-3=13/54(A) | 30 Ohms BISA) | 30 Ohms
Két luan dong dién qua RB: | = lna = [3-l2 = 19/81-16/81 = 3/81(A) = 0.0370 (A)
Thực hiện trên matlab
Hình 3.1.1: Hàm tim giá trị ma trận dòng
PB Editor - D\MATIab\Project_THUCHANH\t3\c
trungbinhmang.m ™ | thongkediem.m | cau3.m | tinhdong.m | + |
1 & % Câu 3: Tìm dòng điện I qua RB trong mach dién
2 % Ap dụng định luật Kirchoff về lưới điện
6
7 %Ma trận rút ra từ hệ pt
8 kirchoffluoi = [-40 10 30; 10 -3@ 5; 305 -65]
9 kqpt = [-10;0;0]
10 I = tinhdong(kirchoffLuoi,kqpt);%Goi ham tinhdong
11 I = I'; %Chuyén vi ma tran I
12 %In ra giá trị dòng điện chạy trên 3 lưới
13 fprintf('Dòng điện qua L1 -> I1 = %.4f (A)\n',I(1,1));
14 fprintf('Dòng điện qua L2 -> I2 = %.4f (A)\n',1(1,2));
15 fprintf('Dòng điện qua L3 -> 13 = %.4f (A)\n',1(1,3));
16 %Tính dòng điện I qua RB và in kết quả
17 TRB = I(1,3) - I(1,2);
18 fprintf('Dòng điện qua RB -> IRB = X%X.4f (A)',TIRB);
1a
Hinh 3.1.2: Source code viet bang script thực hiện tính dòng I qua RB
Trang 9
Command Window
>> cau3
kirchoffLuoi =
-40 10 30
10 -30 5
30 5 -65
kqpt =
-10
0
0
Dòng điện qua L1 -> I1 = 0.4753 (A)
Dòng điện qua L2 -> I2 = 0.1975 (A)
Dòng điện qua L3 -> I3 = 0.2346 (A)
ƒx Dòng điện qua RB -> IRB = 0.0370 (A)>>
Hình 3.1.3: Kết quả thu được khi chạy script cau3 trên command window
Câu 4: Cho mạch điện như sau:
a Tìm hàm chuyền H(s) và tần số cắt íc của mạch (tính tay).s
Trang 10
WwW ym
my 7 NO Qua tử tue bend abies saa obs RFR
Toe ms hinh, “uất lagloce ©
ưng
Tacs Rll+5% = Rute „ Rs
Maek, +eh (Ä mat, ve NET:
chia sỉ ø vể 48th Cl TS) cho QR t
Not) = eS) = 8€
wes) $q/) 40
RG
Vad) HOS) =< —_ CC — C 46m ể euun)
Tne e: Tad We b9 co = \
© \ g Re She nue '
b Cho R1 = 5 kO, R2 = 10 kO, C =2 pF Vé dap ung tan sé theo giai dB va logarit (Ggi y: Tim hiéu hàm freqs để tạo biếu thức đáp ứng tần sé Tim hiéu logspace tạo máng tần số góc œ theo logarit
Tìm hiển semilogx, semilogy để vẽ đồ thị theo giai dB)
4.1: Source code và giải thích chỉ tiết
Trang 111
cau†.m
%cau4
%Hàm số chuyển
%Hs = -190/(S+59)
% Khai báo hàm truyền:
a = [1 59];%Hệ số mẫu số
b = [9 -109];%Hệ số tử số
% Xác định trục tân số góc
w = logspace(-5,5); %Tạo không gian tần số góc bắt đầu từ 19^(-5)->18^(5) freqs(b,a,w);Hàm vẽ| đáp ứng biên độ theo tần số và đáp ứng pha theo tần số
Hình 4.1.1: File script cau4 sử dụng lệnh freqs để vẽ đáp ứng tần số
Xác định trục tần số góc (rad/s)
s = logspace(-5,5) 5lạo không gian tần số góc bắt đầu từ 18^(-5)->18^{5)
Hs = (-1)*100./(s+50);%Ham sé chuyén Hs
Aresponse = 28*log19(Hs)5Công thức tính đáp ứng tần số
senilogx(s,Aresponse);3vẽ tọa độ x và y bằng cách sử dụng thang logarit cơ số 19 trên trục x và thang tuyến tính trên trục y grid on %Lệnh bật lưới cho đồ thị
ylabel( 'Độ lớn (d8) ');ãGản nhãn cho trục 0y
xlabel( Tần số góc (rad/s) ')#G@än nhãn cho trục 0x
title('Đồ thị biểu diễn đấp ứng biên do A theo tần số");
legend( 'Đáp ứng biên độ theø tần số');ŠLệnh thân chú thích cho đô thị
Hình 4.1.2: File seript cau41 sử dụng lệnh semilogx đề vẽ đáp ứng tần số
| caum
Xác định trục tần số góc (rad/s)
s = 0:190899;%Tạo một khoảng tuyển tính từ @->1200@0, step = 1
Hs = (-1)*188 /(s+58);%Hàm số chuyển Hs
Aresponse = 20*1og1ô(Hs)%Công thức tính đáp ứng tần số
semi logy(s,Aresponse);#Vẽ nhiều tọa độ x và y bằng cách sử dụng thang tuyến tính trên trục x và thang logarit cơ số 16 trên trục y grid on %Lénh bật lưới cho đồ thị
ylabel('Độ lớn (3B) ');#Gẩn nhăn cho trục Oy
xlabel('Tần số góc (nad/s)')#6ản nhãn cho trục 0x
title('Đồ thị biểu diễn đáp ứng biên độ theo tần số');
legend( "Đáp ứng biên độ theo tần số');*Lệnh thêm chú thích cho đồ thị
Hình 4.1.3: File script cau42 sử dụng lệnh semilogy để vẽ đáp ứng tần số
4.2: Kết quả vẽ đồ thị đáp ứng biên độ theo tần số trên figurel
Trang 12
®
2
Ss
=
¬
aD
oO
10° 10° 10°
Frequency (rad/s)
200 , ä E] # ® ©
œ
®
2
s
Š 150 F 1
®
£
œ
100 F | 1
Frequency (rad/s)
Hình 4.2.1: Đồ thị vẽ bằng lệnh freqs
File Edit View Insert Tools Desktop Window Help ^
na 'aã.nEilhf
10 Đồ thị biểu diễn đáp ứng biên độ A theo tần số
-10 +
— 20 Ƒ
a
Z
s3
a
-40 +
-50 +
-60 +
-70 +
Tần số góc (rad/s)
Hình 4.2.2: Đồ thị vẽ bằng lệnh semilogx
Trang 13File Edit View Insert Tools Desktop Window Help
QGmas 208 kez
Đồ thị biểu diễn đáp ứng biên độ theo tần số
101
Đáp ứng biên độ theo tần số
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Tần số gĩc (rad/s)
Hình 4.2.2: Đồ thị vẽ bằng lệnh semilòy Câu 5: Cho mạch điện như sau, ngõ vào Vi(t) là một xung vuơng biên độ là 5 V, độ rộng xung T/2 =
0.5 s, C = 10 F Giá sử điện thé ban dau cua ty bang 0 pF
R
WV
Vi(t) “Tm C V(t)
1/2
Viết một file m vẽ 2 dé thi Vo(t) theo † ứng với hai trườn hợp R = 2.5k@ và R = 10k@ trên cùng một
đồ thị (như hình).
Trang 14
%Cau5
%Cho mạch điện như sau, ngõ vào Vi(t) là một xung vuông biên độ là 5 V, độ rộng
%xung T/2 = 9.5 s, C = 19 HF Giả sử điện thế ban đầu của ty bang ev
%Tạo một xung vuông biên độ max = 5v
R1 = 2590;
R2 = 10000;
C = 19*19^(-6);
fs=199; %Tần số lấy mẫu
t=8:1/fs:1;%Tạo một dãi tuyến tính từ 9->1, step = 1/fs = 1/199 = 9.01
Vi=5*square(2*pi*1.*t,50);%Biéu thức Vi là một xung vuông A [-5 5]
Vi = (5.+Vi)./2;%Công thức để tính để Vi có Amax = 5, Amin = 9
hold on%lệnh vẽ nhiều đồ thị trên cùng một figure
%Vẽ đồ thị nạp xạ tụ khi R = 2598 0hm
Vo =(1-exp(-1.*t/(R1*C))).*Vi.*(t<9.5) + (exp(-1.*(t-6.5)/(R1*C))).*5.*(t>=Ø.5);
pliot (t,Vo, '+b');
%Vẽ đồ thị nạp xạ tụ khi R = 19989 Ohm
Vol =(1-exp(-1.*t/(R2*C))).*Vi.*(t<@.5) + (exp(-1.*(t-9.5)/(R2*C))).*5.*(t>=Ø.5);
plot (t,Vol,'*r');
xlabel('Time,s');%Gan nh&n cho truc hoành
ylabel('Voltage,V');%Gan nh&n cho truc tung
title('Response of an RC circuit to pulse input')%Thêm tiêu đề cho đồ thị
legend('is for 25@@ Ohms','is for 19999 Ohms')%Thêm chú thích cho đồ thị
5.2: Kết quả thu được trên figure
Trang 15
Res onse of an RC circuit to pulse input
3.5 + *
3F + +
25: + +
2 + oe
ge =E 7g
+
O.5 fe fe
+
Oo ỉ i ; ‘
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Hình 5.2.1: Đồ thị biếu diễn quá trình nạp, xả tụ tại 2 gia tri dién tré 2500 Ohm va 10000 Ohm
HET