BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT MẠCH 1A - CHƯƠNG 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN

BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN Chương 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN Mục đích: Cung cấp cho sinh viên khái niệm về đặc tính tần (phản ứng của nhánh với tần số) của nhánh R, L, C nối tiếp, song song; các hiện tượng đặc biệt và đặc điểm của nó trong nhánh R, L, C nối tiếp, song song khi tần số nguồn bằng tần số riêng của nhánh. Chương 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN Yêu cầu sinh viên phải nắm được: - Khái niệm, dạng và các đặc điểm của các đặc tính tần của các phần tử R, L, C và nhánh R, L, C nối tiếp, song song; của dòng điện, điện áp I(ω), U R (ω), U L (ω), U C (ω) khi có kích thích là điện áp dạng sin. - Hiện tượng cộng hưởng điện áp, cộng hưởng dòng điện và đặc điểm của các hiện tượng đó trong nhánh R, L, C nối tiếp, song song. Chương 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN 8.1 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA NHÁNH R - L - C NỐI TIẾP LR i C u Đặc tính tần của mạng hai cực là đồ thị biểu diễn quan hệ các tổng trở Z, tổng dẫn Y của mạng hai cực không nguồn theo tần số ω. 8.1.1 Đặc tính tần số của các phần tử R, L, C - Điện kháng của điện cảm L: x L = ωL (L = const) tỷ lệ bậc nhất với tần số, đặc tính là đường thẳng qua gốc toạ độ. - Điện kháng của điện dung (C = const) tỷ lệ nghịch với tần số, đặc tính là đường hyperbol có các tiệm cận là các trục toạ độ. C 1 (- x ) = - ωC - Điện trở R không phụ thuộc tần số nên đặc tính R = R(ω) - là đường thẳng song song với trục tần số. {-x C (ω)} ω 0 x; R r(ω) ω 0 x L (ω) R x L = ωL C 1 (- x ) = - ωC R = R(ω) 1 LC 0 ω = {-x C (ω)} ω 0 x; R R(ω) ω 0 x L (ω) R Trên đặc tính tần số ta định nghĩa: + Điểm không: là điểm ở đó hàm triệt tiêu + Điểm cực là điểm ở đó hàm vô cùng lớn. Các điểm này gọi là điểm bất thường. x = x L - x C = 8.1.2 Đặc tính tần của tổng trở, tổng dẫn và góc pha 1 ωL - ωC 2 2 R + x=z 2 2 1 = R +ωL - ωC    ÷   1 y = = z (ω) x φ = arctg = 1 ωL- ωC arct R g R 2 2 1 R + x {-x C (ω) } ω 0 x; z; y z(ω) x L (ω) x(ω) R(ω) ω 0 y(ω) Khi ω biến thiên từ 0 qua ω o đến ∞: + Điện kháng x tăng từ (-∞) qua 0 đến ∞: * Tại các điểm có ω < ω o điện kháng x < 0 mạch có tính chất điện dung, điện áp chậm sau dòng điện; x = x L - x C = 1 ωL - ωC ω 0 x x(ω) ω 0 [...]... hưởng: U 1 I= = = 0 ,1A R 10 UR = U = 1V, UL = UC = Q.U = 10 .1 = 10 V 8. 3 ĐặC TíNH TầN MạNG HAI CựC GồM các NHáNH R, L, C NốI SONG SONG 8. 3 .1 Đặc tính tổng dẫn và góc pha Xét mạng 1 cửa tuyến tính gồm 3 phần tử R, L, C nối song song (hình 8. 5) Đặt vào mạch điện áp u(t) = Um sint với Um = const và có khả năng thiên từ 0 đến , biến R C & U Hình 8. 5 L Để tiện lợi cho việc khảo sát phản ứng của mạch ta... R = 10 ; L = 0,1H; C = 10 àF nối tiếp; điện áp nguồn đặt vào có trị số U = 1V Tính tần số cộng hưởng, hệ số phẩm chất Q, dòng điện, điện áp trên điện trở, điện cảm, điện dung ở tần số đó Giải: Tần số cộng hưởng: 1 1 0 = = = 10 00rad/s -5 LC 0 ,1. 10 Ví dụ: cho mạch điện gồm R = 10 ; L = 0,1H; C = 10 àF nối tiếp; điện áp nguồn đặt vào có trị số U = 1V Giải: 0 L 10 00.0 ,1 = = 10 Hệ số phẩm chất: Q = R 10 Vậy... = 0 mch cú tớnh gỡ? 8. 2 HIệN TƯợNG CộNG HƯởNG ĐIệN áP CủA NHáNH R - L - C 8. 2 .1 Hiện tượng cộng hưởng điện áp Khi xét đặc tính tần của nhánh R-L-C nối tiếp, ta thấy tại tần số = 0 = 1 LC mạch có trạng thái đặc biệt gọi là cộng hưởng điện áp, gọi là tần số dao động riêng của mạch ở trạng thái cộng hưởng nhánh có những đặc điểm sau: 1- Cảm kháng bù hết dung kháng khiến mạch có tính chất điện trở: xL... các đặc tính tần tổng dẫn ở dạng modul và argumen rồi từ đó suy ra đặc tính tổng dẫn Từ sơ đồ mạch ta có: Y = YR + YL + YC = 1 1 = + + jC = Y() R jL R C & U Biểu thức của tổng dẫn Y() có hình thức tương tự như biểu thức của tổng trở mạch R - L - C nối tiếp: 1 Z = Z R + Z L + ZC = R + jL + jC L Y = YR + YL + YC = 1 1 + + jC = Y() R jL 1 Z = Z R + Z L + Z C = R + jL + jC y; z y yL//C y C yR 0 (-yL)... sử dòng điện trong mạch tại tần số cộng hưởng lài = I m sin t chứng minh được Wtt + Wđt 1 2 = LIm = const 2 , ta 8. 2.2 Hệ số phẩm chất và tính chọn lọc của mạch 0 L 1 L UC UL = = = Q= R R C U tại = o U tại = o Hệ số phẩm chất Q đo mức độ lớn hay bé của điện áp trên điện cảm hoặc điện dung khi mạch xảy ra cộng hưởng Là một thông số đặc trưng cho phản ứng của nhánh với tần số của mạch Trong các lĩnh... pha nhau 2- Điện áp bù hết khiến điện áp nguồn đặt toàn bộ lên điện trở R Trong những điều kiện cụ thể khi xL = xC > R điện áp UL = UC sẽ lớn hơn điện áp đặt vào mạch Đồ thị véctơ trong trường hợp này như hình 8. 4 & UL & UC & I & & U R= U Hình 8. 4 3- Tổng dẫn y() và & đạt U R ( ) cực đại, tổng trở z () cực tiểu 4- Tần số nguồn kích thích vừa đúng bằng tần số riêng của nhánh: = 0 = 1 LC 5- Về mặt năng... z 0 8. 3.2 Hiện tượng cộng hưởng dòng điện Ta thấy tại = 0 = 1 LC mạch có trạng thái đặc biệt gọi là cộng hưởng dòng điện Tại đó có đặc điểm sau: - Tổng dẫn điện cảm và tổng dẫn điện dung bằng nhau về trị số nhưng trái dấu nhau khiến tổng dẫn của L//C bằng 0 và tổng dẫn toàn mạch y = 1/ R & IL & I & Ir R & U & IC C L - Dòng qua L bằng và trái dấu với dòng qua C khiến dòng tổng đi vào L//C bằng không, ... R() 0 y= 1 z ; Khi bin thiờn t 0 qua o n : z; y z () y() R() + Tng dn l nghch o ca tr nờn tng t 0 n y = ym = 1/ R ri gim v 0 0 tng 0 1 L x C () = arctg = arctg R R Khi bin thiờn t 0 qua o n : + Đặc tính () tăng từ đến 2 2 qua 0 /2 0 0 -/ 2 8. 1. 3 c tớnh tn ca I; UR; UL; UC u = Um sin t, trong ú Um = const I= U z = R 2 +L U R = RI = L 2 1 ữ C C u RU R +L 2 U L =LI = R i U 2 1 ữ C ... những mạch vòng R - L - C có Q lớn (tức có L ? )r để tách và tăng C cường các tín hiệu lấy ra dưới dạng điện áp trên điện cảm hoặc điện dung ở gần tần số cộng hưởng của mạch Theo công dụng đó, những mạch vòng có hệ số phẩm chất lớn là những mạch có chất lư ợng (hoặc phẩm chất) tốt, tuy nhiên chỉ đạt được ở giá trị cho phép do khả năng cách điện và chịu dòng của các phần tử R, L, C Ví dụ: Cho mạch điện... +L 2 U L =LI = R i U 2 1 ữ C R +L U = LU 2 UC 1 = I = C 2 1 ữ C 2 1 C R + L ữ C 2 I= U R 2 +L 2 1 ữ C ; UR = RU R +L 2 1 ữ C Khi bin thiờn t 0 qua o n : + ng cong I(); UR() ng dng vi ng cong y(): - I() tng t 0 n cc i Im = U/R ri gim v 0 - UR() tng t 0 n cc i UR = Um = U ri gim v 0 2 UL = LU 2 R +L 2 1 ữ C ; UC = U 1 C R + L ữ C 2 Khi bin thiờn t 0 qua o n + ng . TÍNH TẦN CỦA NHÁNH R - L - C NỐI TIẾP LR i C u Đặc tính tần của mạng hai cực là đồ thị biểu diễn quan hệ các tổng trở Z, tổng dẫn Y của mạng hai cực không nguồn theo tần số ω. 8. 1. 1 Đặc tính. sin. - Hiện tượng cộng hưởng điện áp, cộng hưởng dòng điện và đặc điểm của các hiện tượng đó trong nhánh R, L, C nối tiếp, song song. Chương 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN 8. 1 ĐẶC TÍNH. các hiện tượng đặc biệt và đặc điểm của nó trong nhánh R, L, C nối tiếp, song song khi tần số nguồn bằng tần số riêng của nhánh. Chương 8 ĐẶC TÍNH TẦN CỦA MẠNG 1 CỬA KHÔNG NGUỒN Yêu cầu sinh