Chapter 6 lý thuyết mạch 1 chương 6 Lecture 6 L, C, Mutual Inductance

Lecture 6L, C, Mutual Inductance(chapter 6)Mục tiêu Có thể sử dụng các phương trình về điện áp, dòngđiện và năng lượng trong tụ điện, cuộn cảm Có thể hiểu cuộn cảm hoạt động như thế nào trongdòng điện không đổi Có thể hiểu tụ điện hoạt động như thế nào trong điệnáp không đổi Có thể kết hợp tụ điện cuộn cảm ở trạng thái ban đầunối tiếp, song song để tạo thành tụ điệncuộn cảmtương đương. Có thể hiểu được cuộn cảm tương hỗ và viết phươngtrình dòng điện vòng.Cuộn cảm và Tụ điện 2 yếu tố quan trọng trong mạch điện Cuộn cảm và tụ điện là các yếu tố thụ động: không tự tạo ranăng lượng Khác với điện trở, tụ điện và cuộn cảm có thể lưu trữ nănglượng và cung cấp năng lượng đã lưu trữ Cuộn cảm: điện từ trường, tạo ra bởi các hạt điện tích dichuyển (dòng điện) Tụ điện: Điện trường, tạo ra bởi sự di dời các điện tích(điện áp).Cuộn cảm 1 yếu tố trong mạch được mô tả bằng độ tự cảm L• Tượng trưng bởi cuộn dây• Đo bằng Henry H Phương trình vI : (cuộn cảm lý tưởng) Điện áp được tính bởi “Sự thay đổi dòng điện theo thờigian” Lưu ý ở dấu hiệu quy ước thụ động: Dòng điện được xác địnhbởi hướng của điện áp rơi trên cuộn cảmdtdiv  LDòng điện không đổi Nếu i=const thì điện áp trên cuộn cảm lý tưởng v=0 Cuộn cảm sẽ tương đương ngắn mạch(short circuit) . Dòng điện không thể thay lập tức trong cuộn cảm Cuộn cảm chống lại bất kỳ sự thay đổicủa dòng điện v  dtdi LTính dòng điện theo điện áp Trong đó i(t) dòng điện tại thời điểm t, i(t0) giá trị của dòngđiện tại t0(khi bắt đầu tích phân). Thông thường, t0 =0        t tti ti ttv d iLv d i t i tLi tv d L di L i t i tvdt Ldi000( )0 ( )(0)1( ) ( )1( )( ( ) ( ))00 Công suất và năng lượng Công suất Năng lượng    ttv d i tLvdtdip v i Li0( )1020 021dx L ydy w Lidw Lididtdi Lidtdwpw i      Cuộn cảm mắc nối tiếp Giá trị tương đương Ldtdi Ldtdiv Lj ndtdiv Leqnjjj j   1 for 1,...,Cuộn cảm mắc song song Giá trị tương đương L(0)1(0)1(0) for 1,...,10 001 1v d iLv d iLiv d i j nLitteqnjjnjttjttjjj          Tụ điện 1 yếu tố trong mạch được mô tả bằng điện dung C• Tượng trưng bởi 2 bản song song• Được đo bằngFarad F Phương trình vI : (tụ điện lý tưởng) Dòng điện tỷ lệ với “Sự thay đổi điện áp theo thời gian” Lưu ý ở dấu hiệu quy ước thụ động: Dòng điện được xác địnhbởi hướng của điện áp rơi trên cuộn cảm.dtdv i  CĐiện áp không đổi Nếu v=const thì dòng điện qua tụ điện i=0 Tụ điện coi là mạch hở(open Circuit) Điện áp không thể thay đổi lập tức trong cuộn cảm Tụ điện chống lại bất kỳ sự thay

Lecture L, C, Mutual Inductance (chapter 6) Mục tiêu  Có thể sử dụng phương trình điện áp, dòng điện lượng tụ điện, cuộn cảm  Có thể hiểu cuộn cảm hoạt động dòng điện không đổi  Có thể hiểu tụ điện hoạt động điện áp không đổi  Có thể kết hợp tụ điện/ cuộn cảm trạng thái ban đầu nối tiếp, song song để tạo thành tụ điện/cuộn cảm tương đương  Có thể hiểu cuộn cảm tương hỗ viết phương trình dòng điện vòng Cuộn cảm Tụ điện    yếu tố quan trọng mạch điện Cuộn cảm tụ điện yếu tố thụ động: không tự tạo lượng Khác với điện trở, tụ điện cuộn cảm lưu trữ lượng cung cấp lượng lưu trữ  Cuộn cảm: điện từ trường, tạo hạt điện tích di chuyển (dòng điện)  Tụ điện: Điện trường, tạo di dời điện tích (điện áp) Cuộn cảm   yếu tố mạch mô tả độ tự cảm L • Tượng trưng cuộn dây • Đo Henry [H] Phương trình v-I : (cuộn cảm lý tưởng) di vL dt - Điện áp tính “Sự thay đổi dòng điện theo thời gian” - Lưu ý dấu hiệu quy ước thụ động: Dòng điện xác định hướng điện áp rơi cuộn cảm Dòng điện không đổi   Nếu i=const điện áp cuộn cảm lý tưởng v=0  Cuộn cảm tương đương ngắn mạch(short circuit) Dòng điện thay cuộn cảm di L v dt  Cuộn cảm chống lại thay đổi dòng điện Tính dòng điện theo điện áp vdt  Ldi t i (t ) i ( t0 )  vd  L  - di  L(i (t )  i (t0 )) t t i (t )   vd  i (t0 )  i (t )   vd  i (0) L t0 L Trong i(t) dòng điện thời điểm t, i(t0) giá trị dòng điện t0 (khi bắt đầu tích phân) Thông thường, t0 =0 Công suất lượng  Công suất di 1 t  p  vi  Li  v  vd  i(t0 )  dt  L t0   Năng lượng dw di p  Li  dw  Lidi dt dt w i 0 dx  L 0 ydy  w  Li Cuộn cảm mắc nối tiếp  Giá trị tương đương L di v j  Lj dt for j  1, , n di di v   j 1 L j  Leq dt dt n Cuộn cảm mắc song song  Giá trị tương đương L ij  Lj  t t0 vd  i j (0) i   j 1 Lj n for j  1, , n t0 vd   j 1 i j (0)  Leq t n t  vd  i(0) t0 Tụ điện   yếu tố mạch mô tả điện dung C • Tượng trưng song song • Được đo bằngFarad [F] Phương trình v-I : (tụ điện lý tưởng) dv iC dt - Dòng điện tỷ lệ với “Sự thay đổi điện áp theo thời gian” - Lưu ý dấu hiệu quy ước thụ động: Dòng điện xác định hướng điện áp rơi cuộn cảm Điện áp không đổi   Nếu v=const dòng điện qua tụ điện i=0  Tụ điện coi mạch hở(open Circuit) Điện áp thay đổi cuộn cảm dv C i dt  Tụ điện chống lại thay đổi điện áp Điện dung  Tụ điện tích lượng điện trường Cách dễ để tạo tụ điện sử dụng dẫn điện ngăn cách chúng lớp cách điện Điện dung, C, tính A C  d với ε số điện môi, A is diện tích d khoảng cách lớp Điện áp tính theo dòng điện idt  Cdv t v (t ) t0 v ( t0 )  id  C  dx  C (v(t )  v(t0 )) t v(t )   id  v(t0 ) C t0 Công suất Năng lượng  Công suất dv  t  p  vi  Cv  i  id  v(t0 )  dt  C t0   Năng lượng dw dv p  Cv  dw  Cvdv dt dt w v 0 dx  C 0 ydy  w  2Cv Tụ điện nối trực tiếp  Equivalent C vj  Cj t  id  v (0) t0 v   j 1 Cj n for j  1, , n j t0 id   j 1 v j (0)  Ceq t n t  id  v(0) t0 Tụ điện nối song song  Equivalent C dv ij  Cj dt for j  1, , n dv dv i   j 1 C j  Ceq dt dt n Tổng kết Cuộn cảm tương hỗ   Định nghĩa: Cuộn cảm tham số mạch có liên quan đến mối quan hệ điện áp với thay đổi dòng điện(độ tự cảm) Nếu có liên kết từ trường mạch ta có cuộn cảm tương hỗ di1 v1  L1 dt di2 v12  M dt di2 v2  L2 dt di1 v21  M dt Quy ước dấu chấm Khi chiều tham chiếu cho dòng điện vào cực đánh dấu cuộn, cực tính tham chiếu điện áp mà gây cuộn khác dương cực đánh dấu di1 di2  v  i1 R1  L1 M 0 dt dt di2 di1 i2 R2  L2 M 0 dt dt Hệ số ghép Được cho công thức M2 = k2 L1 L2 với số k : ≤ k ≤  k phụ thuộc vào xếp vật lý cuộn cảm – k = không ghép – k = ghép lý tưởng  Năng lượng 1 2< 2 Năng lượng [...]... ij  Cj dt for j  1, , n dv dv i   j 1 C j  Ceq dt dt n Tổng kết Cuộn cảm tương hỗ   Định nghĩa: Cuộn cảm là 1 tham số mạch có liên quan đến mối quan hệ giữa điện áp với sự thay đổi dòng điện(độ tự cảm) Nếu có sự liên kết từ trường giữa 2 mạch ta có cuộn cảm tương hỗ di1 v1  L1 dt di2 v12  M dt di2 v2  L2 dt di1 v 21  M dt Quy ước của dấu chấm Khi chiều tham chiếu cho 1 dòng điện đi vào cực... chiếu của điện áp mà nó gây ra trong cuộn khác là dương tại cực được đánh dấu di1 di2  v  i1 R1  L1 M 0 dt dt di2 di1 i2 R2  L2 M 0 dt dt Hệ số ghép Được cho bởi công thức M2 = k2 L1 L2 với hằng số k : 0 ≤ k ≤ 1  k phụ thuộc vào sự sắp xếp vật lý của cuộn cảm – k = 0 không ghép – k = 1 ghép lý tưởng  Năng lượng 1 1 2< 2 2 Năng lượng ... t0 )  id  C  dx  C (v(t )  v(t0 )) 1 t v(t )   id  v(t0 ) C t0 Công suất và Năng lượng  Công suất dv  1 t  p  vi  Cv  i  id  v(t0 )  dt  C t0   Năng lượng dw dv p  Cv  dw  Cvdv dt dt w v 1 2 0 dx  C 0 ydy  w  2Cv Tụ điện nối trực tiếp  Equivalent C 1 vj  Cj t  id  v (0) t0 1 v   j 1 Cj n for j  1, , n j 1 t0 id   j 1 v j (0)  Ceq t n t  id  v(0) t0 Tụ... v=const thì dòng điện qua tụ điện i=0  Tụ điện coi là mạch hở(open Circuit) Điện áp không thể thay đổi lập tức trong cuộn cảm dv C i dt  Tụ điện chống lại bất kỳ sự thay đổi điện áp Điện dung  Tụ điện tích năng lượng trong điện trường Cách dễ nhất để tạo ra tụ điện là sử dụng 2 tấm bản dẫn điện và ngăn cách chúng bởi lớp cách điện Điện dung, C, được tính A C  d với ε hằng số điện môi, A is diện