BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN Chương 6 MẠCH ĐIỆN CÓ HỖ CẢM Mc ớch: Chng 6 MCH IN Cể H CM Cung cp cho sinh viờn kin thc v cỏch phõn tớch mch cú h cm. Yờu cu sinh viờn phi nm c: - Khái niệm mạch điện có hỗ cảm, điện áp hỗ cảm và cách xác định điện áp hỗ cảm d ới dạng tức thời, dạng phức - Khái niệm cực cùng tính, cách xác định chúng bằng thực nghiệm. Yờu cu sinh viờn phi nm c: Chng 6 MCH IN Cể H CM - Các ph ơng pháp trực tiếp và gián tiếp phân tích mạch điện có hỗ cảm. - Khái niệm về truyền tải năng l ợng giữa các phần tử có hỗ cảm, cách tính công suất trong mạch điện có hỗ cảm. 6.1 ĐIệN áP Hỗ CảM 6.2 CáC PHƯƠNG PHáP PHÂN TíCH MạCH IệN có Hỗ CảM 6.3 SƠ Đồ THAY THế MạCH ĐIệN Có Hỗ CảM 6.4 QUá TRìNH TRYềN TảI NĂNG LƯợNG TRONG MạCH ĐIệN Có Hỗ CảM Chng 6 MCH IN Cể H CM 6.1 ĐIệN áP Hỗ CảM 6.1.1 Hiện t ợng hỗ cảm - Định luật Lenx cho tr ờng hợp hỗ cảm a. Hiện t ợng hỗ cảm: Hiện t ợng hỗ cảm là hiện t ợng có sự liên hệ về từ thông giữa các cuộn dây điện cảm. b. Định luật Lenx cho tr ờng hợp hỗ cảm: *Ch ¬ng 1 ta ®· biÕt khi cã dßng ®iÖn i 1 qua cuén d©y L 1 cã sè vßng w, trªn cuén d©y xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p : L 1 u i 1 L 1 u 11 ψ L 1 1 1 11 dψ di u = = L dt dt b. Định luật Lenx cho tr ờng hợp hỗ cảm: - Xét hai cuộn dây w 1 và w 2 có quan hệ hỗ cảm với nhau hình 6.1. 1 2 2 w 2 i 1 w 1 Hình 6.1 1 11 L 1 u 21 21 M u b. Định luật Lenx cho tr ờng hợp hỗ cảm: 1 2 2 w 2 i 1 w 1 1 11 L 1 u 21 (u 21 )- điện áp hỗ cảm từ cuộn 1 sang cuộn 2 21 M u 21 M u 1 1 2 2 u = -e = 21 d = dt 21 1 1 di = i dt 1 21 di M dt T ¬ng tù khi cho dßng ®iÖn h×nh sin i 2 ch¹y vµo cuén w 2 1 2 2 ’ w 2 i 2 w 1 H×nh 6.1 1 ’ ψ 22 L 2 u ψ 12 12 M u 12 12 u = -e = 12 dψ = dt 2 2 12 ψ di = i dt ∂ ∂ 2 12 di M dt 1 2 u = 1 21 di M dt 12 u = 2 12 di M dt Tổng quát: l kl kl di u = M dt Trong đó M 21 , ( M 12 ) đ ợc gọi là hệ số hỗ cảm từ cuộn 1 sang cuộn 2, (cuộn 2 sang cuộn 1), có đơn vị Henry (H) Đối với cuộn dây tuyến tính ta có: 1 21 1 2 12 21 2 M = M = M = = = const i i [...]... (Z 2 + Z 4 + Z 6 )I b ( Z 6 Z M )I c = E4 + Z 4J (2) & & & ( Z 3 + Z M )I a ( Z 6 Z M )I b + (Z 3 + Z 5 + Z 6 )I c = 0 (3) & E1 - Gii h phng trỡnh tỡm & I1 c cỏc dũng vũng: & & & Ia , Ib , Ic & J - T dũng vũng ta suy ra dũng nhỏnh: & & I1 = I a & & & I4 = Ib J & & & I 2 = Ib Ia & & I5 = Ic & & & I 3 = Ia Ic & & & I 6 = Ib Ic & I 2 Z2 & E4 & Ia Z4 & Z3 I 3 & I6 & Ib & I4 Z1 Z6 & J & Ic & Z5... nhỏnh gõy ra trờn cỏc phn t in cm cú quan h h cm vi nhau Vớ d: Tớnh dũng in trong cỏc nhỏnh ca hỡnh 6. 4a Bit: 0 & & E1 = 200e j45 V; E3 = 100e j35 0 V; & J = 3e j65 0 A Z1 = r1 + jx L = 10 + j31,4 1 & J Z 2 = Z1 = 10 + j31,4 Z 3 = jx L = j62,8 3 M Z1 & E1 * Z3 Z2 * Z 31 = Z13 = jxM = j47,1 & E3 & J Hỡnh 6. 4a Gii: - Chn n s & I1 - Xỏc nh cỏc Z1 in ỏp h cm & J M & I2 & ZM I 3 & E1 * Z2 do dũng nhỏnh gõy... mch * Chn cho &khộp mch qua Z4 J Z3 Z6 * & Ic Z5 * Xỏc nh cỏc in ỏp h cm do cỏc dũng vũng v ngun dũng in gõy ra Gii: * Xỏc nh cỏc in ỏp h cm do cỏc dũng vũng v ngun dũng in gõy ra & E1 & J & E4 Z1 & Ia & ZM Ia Z2 M * & ZM Ia Z3 & ZM Ib & ZM Ic Z6 & Ib Z4 & J * & Ic Z5 & E1 Gii: & J & E4 H phng trỡnh vit cho mch Z1 & Ia & ZM Ia Z2 * M & ZM Ia Z3 & ZM Ib & ZM Ic Z6 & Ib Z4 * & J & Ic Z5 & & & & (Z1 +...Trong thực tế hệ số hỗ cảm đợc xác định theo công thức thực nghiệm: M ik = K ik L i Lk - Trong đó hệ số Kik < 1 c Dng phc ca in ỏp h cm ukl di l & & & & = M kl Ukl = jM kl I l = jxkl I l = Zkl I l dt Trong ú: - xkl gi l in khỏng h cm t cun dõy l sang cun dõy k - Zkl gi l tng tr phc h cm 6. 1.2 Cỏc cc cựng tớnh - Xỏc nh chiu ca in ỏp h cm: da vo chiu ca... & & I 3 = Ia Ic & & & I 6 = Ib Ic & I 2 Z2 & E4 & Ia Z4 & Z3 I 3 & I6 & Ib & I4 Z1 Z6 & J & Ic & Z5 I 5 Ví dụ : Cho mạch iện nh hỡnh v r1 * L1 L2 j M e1 * L3 C2 e3 j - Vit h phng trình dng tc thi theo dòng nhánh và dòng điện vòng - Tính các dòng in thep phng pháp dòng nhánh và dòng điện vòng Giải: 1 H phng trình tc thi theo dòng nhánh L2 L1 r1 j i2 A * u13 i1 e1 M V1 i3 u31 * L3 C2 V2 e3 j - Chọn... dòng điện nhánh Gii h e3 j 4 Tính dòng iện các nhánh theo PP dòng iện vòng * Z1 & U13a E1 & Ia & U13b & I1 M & I3 & I2 J & * & U 31a Z2 Z3 & Ib E3 & J Chọn 2 dòng vòng &, &và ngun dòng J chy qua Z2 I a Ib & Ia Ib I a Ib & & (Z1 + Z3 )& - Z3 & + ZM (2& - &) = E1 +E3 & & Ia Ib -(Z3 + ZM )& + (Z 2 + Z 3 )& = -E1 + Z3 J Chn chiu và tính dòng in nhánh & = &; & = & - J; & = & - & I1 Ia I2 Ib & I3 Ia Ib 6. 3... I1 & & I2 U 21 & & U12 = Z12 I 2 L2 & U12 L1 - in ỏp trờn cỏc cun dõy: & I1 & U12 & Ucd1 & & & & & Ucd1 = U L1 U12 = Z L1 I 1 Z12 I 2 6. 1.3 Xỏc nh cc tớnh ca cỏc cun dõy cú quan h h cm Trong thc t vic xỏc nh cc tớnh ca cỏc cun dõy cú quan h h cm bng thớ nghim: C s lý thuyt: 1 1 L1 L1 ~ L2 1 M u 2 L1 1 L2 2 u tổng = u L1 u 2M u 2M 2 2 u tổng L1 1 1 u L1 ~ L2 2 2 u 2M u tổng = u L1 u 2M V1 V2 u tổng... I1 = E 3 (3) 6. 2.2 Phng phỏp dũng in mch vũng Cỏc bc gii mch theo phng phỏp dũng in mch vũng tng t nh mch in khụng cú h cm, nhng khi vit cỏc phng trỡnh Kichụp 2 cho mch ta phi k n cỏc in ỏp h cm do cỏc dũng in vũng gõy ra trờn cỏc phn t in cm cú quan h h cm vi nhau Vớ d & E1 Vit phng trỡnh tỡm dũng in trong cỏc nhỏnh ca mch sau theo phng phỏp dũng in & J & E4 Z2 * Z1 mch vũng Z3 M Z6 Z4 & J Z5 *... V1, V2 i1 - i2 - i3 = j di3 di3 di1 di1 r1i1 + L1 dt + M dt + L3 dt + M dt = e3 + e1 di L 2 + 1 i dt - L di3 - M di1 = -e 2 dt C2 2 3 dt dt 3 2 H phng trình tc thi theo dòng điện vòng u13b L2 L1 r1 j * u13a e1 ia M e3 * u 31a L3 C2 ib j S dòng in vòng cn chn là: 2 (chọn ia, ib) Cho ngun dòng j chy qua nhánh 2 dia dia dib dia dib dia r1ia + L1 +M - M + L3 - L3 +M = e3 + e1 dt dt dt dt dt dt dib... * 1 2 L2 2 6. 2 CC PHNG PHP PHN TCH MCH IN Cể H CM Mch in cú h cm vn nghim ỳng vi cỏc lut Kichụp, v nguyờn tc ta cú th dựng tt c cỏc phng phỏp ó xột Chng 3 phõn tớch mch Tuy nhiờn mch in cú h cm ngoi s liờn h v in cũn cú s liờn h v t gia cỏc phn t cho nờn in ỏp trờn mt phn t cú h cm khụng nhng ph thuc vo dũng in chy qua chớnh nú m cũn ph thuc vo dũng in cỏc nhỏnh cú quan h h cm vi nú 6. 2.1 Phng phỏp . MạCH IệN có Hỗ CảM 6. 3 SƠ Đồ THAY THế MạCH ĐIệN Có Hỗ CảM 6. 4 QUá TRìNH TRYềN TảI NĂNG LƯợNG TRONG MạCH ĐIệN Có Hỗ CảM Chng 6 MCH IN Cể H CM 6. 1 ĐIệN áP Hỗ CảM 6. 1.1 Hiện t ợng hỗ cảm - Định. tích mạch điện có hỗ cảm. - Khái niệm về truyền tải năng l ợng giữa các phần tử có hỗ cảm, cách tính công suất trong mạch điện có hỗ cảm. 6. 1 ĐIệN áP Hỗ CảM 6. 2 CáC PHƯƠNG PHáP PHÂN TíCH MạCH. THUẬT ĐIỆN Chương 6 MẠCH ĐIỆN CÓ HỖ CẢM Mc ớch: Chng 6 MCH IN Cể H CM Cung cp cho sinh viờn kin thc v cỏch phõn tớch mch cú h cm. Yờu cu sinh viờn phi nm c: - Khái niệm mạch điện có hỗ cảm, điện