bài giảng về mạch điện điều hòa

CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa Trị hiệu dụng: Được tính theo công thức sau: 2.2 Số phức

CHƯƠNG II:

MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HÒA 2.1 Các đặc trưng của tín hiệu điều hòa

Trị hiệu dụng:

Được tính theo công thức sau:

2.2 Số phức

Biên soạn : ThS Phạm Văn Tâm

Cộng trừ hai số phức:

C1 ± C2 = (a1 ±a2) + (b1 ± b2)j

Nhân, chia 2 số phức:

2.3 Biểu diễn đại lượng điều hòa bằng số phức – biên độ phức

Cho đại lượng điều hòa f(t) = Fm cos(ωt + φ) hoặc f(t) = Ft + φ) hoặc f(t) = F) hoặc f(t) = Fm sin(ωt + φ) hoặc f(t) = Ft + φ) hoặc f(t) = F)

Fm: Giá trị cực đại

ωt + φ) hoặc f(t) = F: Tần số góc(rad/s)

φ) hoặc f(t) = F: Góc pha ban đầu

T = 1/f = 2π/ωt + φ) hoặc f(t) = F : Chu kỳ(s)

Biên độ phức của f(t):

φ) hoặc f(t) = F

m

F & = F Ð

Ví dụ: Chuyển sang biên độ phức của các đại lượng điều hòa sau:

i = 6sin(2t - 10o) → 6 10o

I & =

V & = Ð

2.4 Sơ đồ phức

Điện trở:

Tụ điện:

Cuộn dây:

2.5 Quan hệ giữa dòng và áp trên các phần tử R, L, C

2.5.1 Trên phần tử điện trở R

2.5.2 Trên phần tử điện cảm L

2.5.3 Trên phần tử điện dung C

2.6 Các định luật cơ bản dạng phức

Giống dạng thực.

2.6.1 Định luật Ohm phức

2.6.2 Định luật Kirchoff phức

Sơ đồ phức:

Ví Dụ 2 - 3:

Cho mạch như hình 7 Biết L1 =

0,1H, L2 = 0,1H, R1 = 4Ω, R2 =

4Ω, C = 0,1F, u(t) = 10cos10t(V).

a) Tìm biểu thức dòng điện

i(t)?

i

C

u ( t ) R 1

R 2

+

-Hình 7

2.7 Khái niệm về trở kháng và dẫn nạp

R

R

U

Z R

I

= = & &

- Trở kháng của phần tử điện cảm: ZL= j L ωt + φ) hoặc f(t) = F = jXL

- Trở kháng của phần tử điện dung:

ωt + φ) hoặc f(t) = F

j

C

Tổng quát, xét trường hợp mạng 2 cửa không nguồn độc lập còn gọi là mạng 2 cực không nguồn như hình vẽ.

Trở kháng vào Z được tính như sau:

φ) hoặc f(t) = F

Z & = + R jX = Ð Z

φ) hoặc f(t) = F: argumen của Z&

R: là điện trở

X: điện kháng

X>0: 2 cực có tính chất cảm

X<0: 2 cực có tính chất dung

φ) hoặc f(t) = F

Z = R + X ; φ) hoặc f(t) = F arctg X

R

= ; R = Zcosφ) hoặc f(t) = F; X = Zsinφ) hoặc f(t) = F.

Tam giác trở kháng:

X Z

R φ

φ

X R

Z

φ > 0; X > 0 φ < 0; X < 0

Nếu U & = UmÐ φ) hoặc f(t) = F ;U I & = Ð Im φ) hoặc f(t) = FI

(φ) hoặc f(t) = F -φ) hoặc f(t) = F )

m m

U

U

Z

I I

= & = Ð

&

&

Vậy φ) hoặc f(t) = F = φ) hoặc f(t) = F -φ) hoặc f(t) = F ;U I m

m

U Z I

= φ) hoặc f(t) = F: Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện

X > 0; φ) hoặc f(t) = F > 0: Điện áp nhanh pha hơn dòng điện

X < 0; φ) hoặc f(t) = F < 0: Điện áp chậm pha hơn dòng điện

Z

=

&

&

2.8 Công suất

Xét mạng 2 cực như hình vẽ:

i(t) = Imcos(ωt + φ) hoặc f(t) = Ft + φ) hoặc f(t) = Fi)

u(t) = Umcos(ωt + φ) hoặc f(t) = Ft + φ) hoặc f(t) = Fu)

Công suất tức thời :

P(t) = u(t).i(t)=0.5UmImcos(φ) hoặc f(t) = Fu – φ) hoặc f(t) = Fi) + 0.5UmImcos(2ωt + φ) hoặc f(t) = Ft + φ) hoặc f(t) = Fu + φ) hoặc f(t) = Fi)

Đặt φ) hoặc f(t) = F = φ) hoặc f(t) = Fu – φ) hoặc f(t) = Fi: Góc lệch pha giữa u và i

Nếu chiều dương dòng và áp như hình vẽ thì p(t) là công suất tức thời thu bởi 2 cực, còn chiều i(t) ngược lại thì p(t) là công suất tức thời mà 2 cực cung cấp cho mạch ngoài.

Công suất tiêu thụ(công suất trung bình):

0

1

( )

T

P p t dt

T

1

cos φ) hoặc f(t) = F = UIcosφ) hoặc f(t) = F

2 m m

U, I là các giá trị hiệu dụng

;

U = I =

Công suất phản kháng:

1

sinφ) hoặc f(t) = F = UIsinφ) hoặc f(t) = F

2 m m

Công suất biểu kiến:

= UI=

Tam giác công suất:

Q S

P φ

φ

Q P

S

φ > 0; Q > 0 φ < 0; Q < 0

P = S.cosφ) hoặc f(t) = F

Q =S.sinφ) hoặc f(t) = F

Một số trường hợp riêng:

2 cực là điện trở: φ = 0

0

P UI RI U I RI

Q

=

2 cực là điện cảm: φ = π/2

2 2

ωt + φ) hoặc f(t) = F ωt + φ) hoặc f(t) = F 0

0

Q UI U I LI LI

P

=

2 cực là điện dung: φ = -π/2

0

2 2ωt + φ) hoặc f(t) = F ωt + φ) hoặc f(t) = F 0

P

=

2 cực là 2 cực thụ động được đặc trưng bởi trở kháng Z&(không chứa nguồn)

P = UI.cosφ) hoặc f(t) = F

Q =UI.sinφ) hoặc f(t) = F

φ) hoặc f(t) = F: Góc lệch pha giữa u và i

φ) hoặc f(t) = F=argumenZ&

Ví dụ :

Giải :

S & && = E I = - j VA

Vậy P =2100(W)

Q = -1900(VAR)

S = 2832(VA)

Nâng cao hệ số công suất:

Biên soạn : ThS Phạm Văn Tâm

Ví dụ 2 – 7 :

Cho mạch như hình vẽ Biết L1 =

0,1H, L2 = 0,1H, R1 = 4Ω, R2 =

4Ω, C = 0,1F, u(t) = 10cos10t(V).

b) Tìm biểu thức dòng điện

i(t)?

c) Tính công suất nguồn

(Png)?

i

C

L 1 L 2

u ( t ) R 1

R 2

+