Lý Thuyết mạch 1 Bài 1 Tổng quan về mạch điện

28 641 0
Lý Thuyết mạch 1 Bài 1 Tổng quan về mạch điện

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

mạch điện là gì. một số ví dụ . phân tích mạch điện một số ví dụ . điện áp. dòng điên. ví dụ cụ thể, công suất và năng lượng. ví dụ hình ảnh cụ thể tính toán công suất. passive sign convention một số ví dụ cụ thể

Lý thuyết mạch Huynh Thanh Tung httung@dut.udn.vn Giới thiệu môn học  Mục tiêu:    Textbooks:   Phát triển công cụ để thiết kế phân tích mạch Học kiến thức mạch: dây nối, điện trở, tụ, cuộn, nguồn áp nguồn dòng độc lập hay phụ thuộc, khuếch đại thuật toán James W Nilsson and Susan A Ridel, “Electric Circuits”, 8th edition, Prentice-Hall, 2008 Tham khảo:    Lessons in Electric Circuits (a free series of textbooks, http://www.faqs.org/docs/electric/ ) EE 215, Fundamentals of Electrical Engineering, EE Dept., UW EE215, Fundamentals of Electrical Engineering, CoE, Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Mục tiêu môn học  Kết thúc môn học, sinh viên có thể:         Xác định mạch tuyến tính biểu diễn chúng dạng sơ đồ mạch Áp dụng định luật Kirchhoff's dòng áp, định luật Ohm Đơn giản mạch dùng mạch tương đương song song nối tiếp sử dụng phép biến đổi tương đương Thevenin – Norton Thực phân tích vòng node Giải thích sở vật lý tụ điện cuộn cảm Xác định mô hình hóa hệ thống điện bậc bậc hai gồm tụ cuộn cảm Dự đoán trạng thái độ (transient behavior) mạch bậc bậc hai Áp dụng phép biến đổi Laplace phân tích mạch Giới thiệu môn học  Chương trình học chi tiết:             Chương 1: Các biến mạch điện Chương 2: Các thành phần mạch điện Chương 3: Mạch điện trở đơn giản Chương 4: Các kỹ thuật phân tích mạch Chương 5: Khuyếch đại thuật toán Kiểm tra kỳ Chương 6: Điện cảm, điện dung hổ cảm Chương 7: Đáp ứng mạch RL RC bậc Chương 8: Đáp ứng natural step mạch RLC Chương 9: Giới thiệu biến đổi Laplace (chương 12 textbook) Chương 10: Biến đổi Laplace phân tích mạch (chương 13 textbook) Kiểm tra cuối kỳ Chương Các biến mạch (Circuit Variables) Mục tiêu chương  Biết ứng dụng kỹ thuật điện  Biết sử dụng định nghĩa điện áp, dòng điện   Biết sử dụng định nghĩa công suất (power) lượng (energy) Sử dụng passive sign convention để tính công suất thành phần mạch cho dòng điện điện áp Tổng quan mạch điện  Kỹ thuật điện (Electrical engineering) liên quan đến hệ thống phát, truyền đo tín hiệu điện Tín hiệu: hàm hay nhiều biến độc lập  Tín hiệu điện: Tín hiệu điện áp & Tín hiệu dòng điện  Kỹ thuật điện     Kết hợp mô hình tượng tự nhiên nhà vật lý với công cụ toán học Vận dụng mô hình để tạo hệ thống giống với thực tế Hệ thống điện: hệ thống truyền thông (communication), máy tính (computer), điều khiển (control), điện (power) hệ thống xử lý tín hiệu (signal processing systems) Hệ thống truyền thông Hệ thống truyền thông: hệ thống điện phát, truyền phân phối thông tin       Thiết bị truyền hình (Television equipment): camera, máy phát (transmitter), máy thu (receiver) Kính viễn vọng vô tuyến (radio telescope): khám phá vũ trụ Hệ thống vệ tinh (satellite system) Hệ thống radar: sử dụng để điều phối chuyến bay Hệ thống điện thoại Hệ thống máy tính  Thông tin xử lý: - Từ xử lý từ (word processing) đến phép tính toán học (mathematical computations)  Kích cỡ công suất: - Máy tính bỏ túi, máy tính cá nhân đến siêu máy tính (supercomputers)  - Ví dụ: máy tính Chuyển động học  cảm biến  tín hiệu điện  mạch điện Hệ thống điều khiển  Điều tiết, kiểm soát trình  Ví dụ: - - - Điều khiển nhiệt độ, áp suất, tốc độ luồng chảy ống dầu Trộn nhiên liệu – không khí động ôtô phun nhiên liệu Hệ thống tự động dẫn đường tự động hạ cánh, giúp máy bay cất cánh hạ cánh 10 Mạch điện Tất có: mạch điện 14 Mạch điện   Một mạch điện mô hình toán học xấp xỉ trạng thái hệ thống điện thực tế Ví dụ: ắc quy ôtô 15 Mạch điện gì?    Mục tiêu lý thuyết hệ thống điện:  Phân tích hệ thống điện  Xác định/giải thích/so sánh tiêu hiệu suất hệ thống  Yêu cầu mô hình toán học  mạch điện Mô hình toán học cung cấp:  Nền tảng quan trọng  Cách thiết kế điều hành hệ thống Nói mạch điện  mô hình ! 16 Phân tích mạch Khái niệm:  Mô hình toán học thường dùng cho hệ thống điện gọi mô hình mạch - circuit model  Các thành phần mạch lý tưởng (Ideal basic circuit components):  Chỉ có hai đầu cực (terminal), sử dụng để kết nối với thành phần khác mạch Được biểu diễn toán dọc theo dòng (current) i / áp (voltage) v Không thể bị chia nhỏ thành thành phần khác i    Biểu diễn thông dụng:   Thành phần xác định quan hệ toán học v & i v 17 Điện áp dòng điện Hệ thống nước: - - Hệ thống điện Ống mang nước - Dây mang điện Dòng chảy qua ống tạo chênh lệch áp suất - Dòng điện qua dây gây độ chênh lệch điện áp Nước chảy từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp - Điện chạy từ nơi có điện áp cao đến nơi có điện áp thấp Luồng điện học? Điện tích (electric charge)! Làm để đo luồng? dùng dòng điện 18 Dòng điện   Trong hầu hết mạch điện, electron (có điện tích âm) dịch chuyển Sự dịch chuyển điện tích âm theo chiều tương ứng với dòng điện theo chiều ngược lại Dòng điện: tốc độ luồng điện tích dq i dt - i = dòng điện (A) - q = điện tích (C) - t = thời gian (s) 1C 1A  1s 19 Điện áp  Năng lượng đơn vị điện tích tạo khoảng cách điện tích dương âm dw v dq - v = điện áp (V) - w = lượng (J) - q = điện tích (C) Điện áp đo hai điểm, điểm điện áp cao (+) điểm điện áp thấp (-) Biết điểm điểm điện áp cao điểm có điện áp thấp gọi cực tính (polarity) Thường dùng chữ số bên để biểu diễn điểm 20 Điện áp  Một định nghĩa khác điện áp  Lượng lượng cần thiết để dịch đơn vị diện tích từ cực âm đến cực dương dw v dq - v = điện áp (V) - w = lượng (J) - q = điện tích (C) 21 Công suất lượng Thông thường, tín hiệu ngõ có ích hệ thống điện tính điện (non-electrical)     Ngõ hệ thống xử lý ảnh?  Ngõ hệ thống điện thoại?  Ngõ đèn chiếu sáng? Thông thường, tín hiệu ngõ hệ thống điện biểu diễn theo công suất lượng Tất thiết bị thực tế có giới hạn lượng công suất chúng xử lý  Tính dòng điện điện áp chưa đủ 22 Tính toán công suất   Công suất tốc độ tiêu tốn hay hấp thụ lượng theo thời gian Công suất, p, thay đổi lượng theo thời gian dw p dt  - p = công suất - watts (w) - w = lượng - joules (J) - t = thời gian - seconds (s) Áp dụng quy tắc dây chuyền (Chain rule): dw dw dq p   v.i dt dq dt  Lưu ý: Công suất phân phối (deliver) đến hai cực đầu cuối phát từ 23 Passive sign convention Việc thiết lập chuẩn cho điện áp, chiều dòng, dấu dòng điện áp hữu ích   Cực tính điện áp biểu thị dấu cộng/trừ  Chiều dòng điện biểu diễn dấu mũi tên đặt kề dòng điện  Điện áp giảm (drop) từ “1” đến “2” i v Passive sign convention:   Nếu dòng chạy theo chiều giảm áp, sử dụng dấu cộng biểu thức liên quan đến dòng áp Ngược lại, sử dụng dấu trừ 24 PSC ví dụ   Nếu p>0, công suất gởi đến mạch bên hộp Nếu p[...]... Tổng hợp Processed 12 Hệ thống xử lý tín hiệu  Hệ thống xử lý ảnh (image processing system)    An ninh, bảo mật Dự báo thời tiết CT scan Mạch điện Tất cả đều có: mạch điện 14 Mạch điện   Một mạch điện là một mô hình toán học xấp xỉ trạng thái một hệ thống điện trong thực tế Ví dụ: ắc quy ôtô 15 Mạch điện là gì?    Mục tiêu của lý thuyết hệ thống điện:  Phân tích hệ thống điện  Xác định/giải... gì trong điện học? Điện tích (electric charge)! Làm thế nào để đo luồng? dùng dòng điện 18 Dòng điện   Trong hầu hết các mạch điện, electron (có điện tích âm) dịch chuyển Sự dịch chuyển của điện tích âm theo một chiều tương ứng với dòng điện theo chiều ngược lại Dòng điện: tốc độ của luồng điện tích dq i dt - i = dòng điện (A) - q = điện tích (C) - t = thời gian (s) 1C 1A  1s 19 Điện áp  Năng lượng...   1 Biểu diễn thông dụng:   Thành phần xác định bởi quan hệ toán học giữa v & i v 2 17 Điện áp và dòng điện Hệ thống nước: - - Hệ thống điện Ống mang nước - Dây mang điện Dòng chảy qua ống tạo bởi chênh lệch áp suất - Dòng điện qua dây gây bởi độ chênh lệch điện áp Nước chảy từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp - Điện chạy từ nơi có điện áp cao đến nơi có điện áp thấp Luồng gì trong điện. ..  mạch điện Mô hình toán học cung cấp:  Nền tảng quan trọng  Cách thiết kế và điều hành hệ thống Nói về mạch điện  mô hình ! 16 Phân tích mạch Khái niệm:  Mô hình toán học thường được dùng cho hệ thống điện gọi là mô hình mạch - circuit model  Các thành phần mạch lý tưởng cơ bản (Ideal basic circuit components):  Chỉ có hai đầu cực (terminal), sử dụng để kết nối với các thành phần khác trong mạch. .. thống điện  Tạo và phân phối năng lượng điện  Tạo năng lượng điện: - Hạt nhân - Thủy điện - Nhiệt (dầu, ga, than đá…)  Phân phối điện - Hệ thống đường dây điện 11 Hệ thống xử lý tín hiệu Ứng dụng Phân tích phổ Trích đặc tính Phát hiện tín Phân tích hiệu Ước lượng tín hiệu Kiểm chứng tín Measures hiệu Nhận dạng tín hiệu Bộ lọc tương tự/số Ứng dụng Loại bỏ nhiễu Tách nhiễu xuyên kênh Nén Mã hóa Tổng. .. trên một đơn vị điện tích tạo bởi khoảng cách giữa các điện tích dương và âm dw v dq - v = điện áp (V) - w = năng lượng (J) - q = điện tích (C) Điện áp được đo giữa hai điểm, một điểm điện áp cao (+) và một điểm điện áp thấp (-) Biết điểm nào là điểm điện áp cao và điểm nào có điện áp thấp đó gọi là cực tính (polarity) Thường dùng chữ cái và con số ở bên dưới để biểu diễn các điểm 20 Điện áp  Một định... Điện áp  Một định nghĩa khác về điện áp  Lượng năng lượng cần thiết để dịch một đơn vị diện tích đi từ cực âm đến cực dương dw v dq - v = điện áp (V) - w = năng lượng (J) - q = điện tích (C) 21 Công suất và năng lượng Thông thường, tín hiệu ngõ ra có ích của hệ thống điện là không có tính điện (non-electrical)     Ngõ ra của hệ thống xử lý ảnh?  Ngõ ra của hệ thống điện thoại?  Ngõ ra của đèn... convention Việc thiết lập chuẩn cho điện áp, chiều dòng, dấu của dòng và điện áp là rất hữu ích   Cực tính của điện áp được biểu thị bởi dấu cộng/trừ  Chiều dòng điện biểu diễn bởi dấu mũi tên đặt kề dòng điện  Điện áp giảm (drop) từ 1 đến “2” i v Passive sign convention:   1 2 Nếu dòng chạy theo chiều giảm áp, sử dụng dấu cộng trong bất kỳ biểu thức nào liên quan đến dòng và áp Ngược lại, sử... và ví dụ   Nếu p>0, công suất được gởi đến mạch bên trong hộp Nếu p

Ngày đăng: 22/04/2016, 20:28

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan