CHƯƠNG 9

Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải CHƯƠNG MẠCH PHI TUYẾN Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1 CÁC PHẦN TỬ KTT VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG 9.2 MẠCH ĐIỆN TRỞ KHÔNG TUYẾN TÍNH NGUỒN DC 4.3 Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1 CÁC PHẦN TỬ KHÔNG TUYẾN TÍNH VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 4.1 NGUỒN ÁP PHA CÂN BẰNG : 4.1.1 Định nghĩa 4.1.2 Phân loại 4.1.3 Các phương pháp đấu nguồn áp pha Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: - Là phần tử KTT cực, có quan hệ điện áp cực uR dòng qua iR hàm phi tuyến: + uR = fR(iR) -> phụ thuộc dòng + iR = R(uR) -> phụ thuộc áp - Nếu thỏa hai không phụ thuộc Trong : R(uR) fR(iR) hàm phi tuyến Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: - Ký hiệu đặc tuyến điện trở tuyến tính: + iR Khoa Điện-Điện tử - uR iR 1/R uR R Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: - Ký hiệu đặc tuyến điện trở không tuyến tính: + uR - iR uR iR Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: * Các tính chất trở phi tuyến : + Không đối xứng qua tâm: u1=f(i1)  u=f(i) i1 i i i + + + u1 u + u - u i i Khoa Điện-Điện tử u u Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: + Có khả tạo hài:  i(t)  I DC   I n cosn ω0 t  φ  (9.1) n 1 + Có thể xấp xỉ đoạn:  Em  sin ω t   i(t)   R 0   ωt  π π  ωt  2π + Không có tính tỉ lệ xếp chồng Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.1.1 Điện trở không tuyến tính: i i t u i e(t) i + e(t) t Khoa Điện-Điện tử _ 1/R + u - u Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: - Xác định đặc tuyến tổng hợp: u u  f R (i) u  f R2 (i) u1  f R1 (i) Khoa Điện-Điện tử i Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải VD: Cho đặc tuyến trở phi tuyến vẽ sau: Xây dựng ĐTTH, biết điện trở phi tuyến ghép nối tiếp Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Giải: Ta có: : u(i) = u1(i) + u2(i)  u  i    u1 (i)  u1  i  3  u1  2i     u  i -  u (i)  u  2i  u  i  3  Khoa Điện-Điện tử Khi i  -1 Khi -  i  Khi i  Khi i  - Khi -  i  Khi i  Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Lý luận: + Khi i = - A + Khi i = - A + Khi i = A + Khi i = A + Khi i = A Khoa Điện-Điện tử → u = - 7V → u = - 4V → u = 4/3V → u = 8/3V → u = 8V Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: b) Mắc song song trở KTT : i   i 1 i  i   u u   Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: - Cho hai trở phi tuyến có đặc tuyến biết, đặc tuyến tổng hợp mạch song song xác định cách tổng hợp điểm từ: i1  φ R1 (u) i  φ R2 (u) (9.17) (9.18) i  i1  i (9.19)  φ R (u)  φ R1 (u)  φ R2 (u) (9.20) - Để thực toán này, trở phi tuyến phải phụ thuộc áp hay không phụ thuộc Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: - Xác định đặc tuyến tổng hợp: i i  φ R (u) i  φ R2 (u) i1  φ R1 (u) Khoa Điện-Điện tử u Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải VD: Cho đặc tuyến trở phi tuyến vẽ sau: Xây dựng ĐTTH, biết điện trở phi tuyến ghép song song Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: c) Mắc hỗn hợp trở KTT : - Xác định đặc tuyến tổng hợp mạch biết đặc tuyến trở KTT: Ta kết hợp mạch song song nối tiếp Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: - Để thực toán này, toán phải thực u1   i     u u2 u    Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải VD: Cho đặc tuyến trở phi tuyến vẽ sau: Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Khoa Điện-Điện tử Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Xây dựng ĐTTH, biết điện trở phi tuyến ghép hỗn hợp Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: d) Mắc trở KTT nguồn độc lập: Giả sử ta có đặc tuyến diode bán dẫn: u  f(i) i i u Khoa Điện-Điện tử u Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.1 Nối ghép trở KTT: - Nguồn áp DC: Đặc tuyến tổng hợp mạch có tịnh tiến đặc tuyến trở KTT theo trục u đoạn E : i  i  ud u  E  u  u d  E  f d (i)  E Khoa Điện-Điện tử E u (9.22) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài [...]... Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: 2 Điện cảm tĩnh và động: - Điện cảm tĩnh: là điện cảm được xác định bởi tỉ số Ψ và i tại điểm M(Ψ0,I0):  L0  i M (9. 8) - Điện cảm động: là điện cảm được xác định bởi đạo hàm của Ψ theo i tại điểm M(Ψ 0,I0): d Ld  di M Khoa Điện-Điện tử (9. 9) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông... trên điện cảm không tuyến tính : d di L uL   L(iL ) dt dt Khoa Điện-Điện tử (9. 2) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.2 Điện cảm không tuyến tính: Ví dụ : Cuộn dây lõi không khí có : 2 NA L  µ0 (H) l (9. 3) Trong đó: N:số vòng dây, A: tiết diện lõi, l: chiều dài mạch từ Từ công thức (9. 3) thì L là điện cảm tuyến tính Khi thay lõi không khí bằng lõi sắt thì ta có... Thông Vận Tải 9. 1.2 Điện cảm không tuyến tính: - Phần tử điện cảm thực tế: i L (t)  e(t) Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.2 Điện cảm không tuyến tính: - Ký hiệu và đặc tuyến của điện cảm tuyến tính: i L (t)  L u(t)  (t) L(i) L L i(t) i(t) Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.2 Điện cảm... Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.3 Điện dung không tuyến tính: - Là phần tử KTT 2 cực, có quan hệ giữa điện tích q và điện áp u là hàm phi tuyến Quan hệ này gọi là đặc tuyến của dung phi tuyến và được viết dưới: q = fC(u) hay u = C(q) Dòng điện qua dung KTT : dq du iC   C(u ) dt dt Khoa Điện-Điện tử (9. 4) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.3 Điện dung không tuyến... dung không tuyến tính: Ví dụ : Tụ điện cách điện không khí có : A C  ε 0 (F) d (9. 5) Trong đó: A: diện tích bản cực, d: khoảng cách các bản cực Từ công thức (9. 5) thì C là điện dung tuyến tính Khi thay cách điện ta có tụ không tuyến tính Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.3 Điện dung không tuyến tính: - Ký hiệu và đặc tuyến của điện dung tuyến tính:... Thông Vận Tải 9. 1.3 Điện dung không tuyến tính: - Ký hiệu và đặc tuyến của điện dung không tuyến tính: q i(t)  u(t) q C(u) u u Khoa Điện-Điện tử Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: 1 Điện trở tĩnh và động: - Điện trở tĩnh : là điện trở được xác định bởi tỉ số u và i tại điểm M(U0,I0): u R0  i M (9. 6) - Điện... của u theo i tại điểm M(U0,I0): du Rd  di M Khoa Điện-Điện tử (9. 7) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: - Đặc tuyến điện trở tĩnh: u  f R (i) u U0 0 M α I0 Khoa Điện-Điện tử i Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: - Đặc... Giao Thông Vận Tải 9. 1.1 Điện trở không tuyến tính: * Các phần tử thực của trở KTT - Diode lý tưởng: i i u Khoa Điện-Điện tử u 0 Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.1 Điện trở không tuyến tính:  Uu  - Diode p-n : có đặc tuyến : i  IS e - 1   i T i u Khoa Điện-Điện tử u 0 i0 Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.1 Điện trở... Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: - Đặc tuyến điện cảm động:   f L (i)  0 M di  u  L d (i) dt β 0 Khoa Điện-Điện tử I0 i Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: 3 Điện dung tĩnh và động: - Điện dung tĩnh : là điện dung được xác định bởi tỉ số q và i tại điểm M(q0,U0): q C0  uM (9. 10)... i tại điểm M(q0,U0): dq Cd  du M Khoa Điện-Điện tử (9. 11) Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến tính: - Đặc tuyến điện dung tĩnh: q  f C (u) q q0 0 M α U0 Khoa Điện-Điện tử du  i  C 0 (u) dt u Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài Mạch Điện Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9. 1.4 Các thông số đặc trưng cho phần tử không tuyến