TRUONG DAI HOC AN GIANG KHOA SU PHAM BO MON VAT LY TRAN NGOC TIEN LỚP DH;L KHểA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGÀNH VẬT Lí
SU DUNG MATLAB DE GIAI MOT SO BAI TOAN MACH DIEN MOT PHA
Cỏn bộ hướng dẫn: ThS HUỲNH ANH TUẦN
Trang 2(Lai Cam On wlll es
Qua bốn năm hoc tập và rốn luyện tại trường, được sự chỉ dạy
tận tỡnh của quý thầy cụ trường Đại học An Giang Nhõn địp này em xin bày tỏ lũng biết ơn chõn thành của mỡnh đến quý
thầy cụ
Lời đầu tiờn em xin cảm ơn Ban Giỏm Hiệu nhà trường, Ban
Chủ Nhiệm Khoa Sư Phạm đó hết lũng quan tõm giỳp đỡ cũng
như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập và thực hiện
khúa luận tốt nghiệp
Em cũng xin được núi lời cảm ơn sõu sắc với cỏc thầy cụ trong
Bộ Mụn Lý đó tận tỡnh dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức
chuyờn mụn cũng như những kinh nghiệm quý bỏu về nghiệp vụ Do là những hành trang quý gia cho em sau này
Tiếp theo em xin được núi lời cảm ơn chõn thành với thầy Huỳnh Anh Tuấn là giỏo viờn hướng dẫn cho em thực hiện khúa luận tốt nghiệp Trong suốt thời gian làm khúa luận thầy
đó hết lũng hướng dẫn, chỉ dạy để em hoàn thành khúa luận
một cỏch tốt nhất
Trang 3Trang
PHN MỞ ĐẦU - 5° Se5S 9.9 E730 073900749000290099101004010040100900p 1
1 Lý đo chọn đề tài .- -scctct E97 T1 T7 171111 1xx cho 2 2 Đối tượng nghiờn CỨU - c se tt E kg E1 gv Ti cgr crcrgtgư cư ch 2 C014 ii0i06)3)12ii0408213)i15sóci 0T 2
ý ¿bi ja ốc nn 2
5 Giả thuyết khoa hỌc - - ° Set C3 E1 TH cv gu cv tre 3 6 Đúng gúp của để tài -s ch HH TT 1T 1011111 1111x111 1xx re tre 3 (go, 1-0 003140 ốc: 0 — 3 8 Cấu trỳc của khúa luận ++++++22++22Y+2271112711127 112111211111 crre 3 PHAN 0 (908110162757 5 Chương 1: CƠ SỞ Lí THHUYấ'T o- 5° se s9 s29 S9Ss5Sss9 9295525556152 6 I Lý thuyết chung so s5 s2 59s S9 S29 929951919 901505695625019 9019020300 6 1 Mạch điện, cấu trỳc của mạch điện stress xgesevererereserseed 6 LL Ăoi 6 1.2 Cõu trỳc của mạch điện set t SE v92 RE vE re rerEcrvrererererrered 6 2 Cỏc đại lượng đặc trưng của mạch điện - c5 se nseersee 6 "PP bu ỏi 6
„9/0 6
;.8e› an 7
3 Cỏc loại phần TỬ ITIẠCHh G-G G0 nọ 9 ng gu ng cv set 7 3.1 Nguồn điện ỏp tt E7 1 1111111 1107111 Tecrxererrrred 7 3.2 Nguồn đũng điện - set E vc 11 0 T701 111 1T ererkrred 7
3.3 DiGn tr 001 7
3.4 Điện cảm è, - c5 5c ng TT vn nen cv cet Đ S990 8
4 Hai định luật KirchihOÍY - úc 5c So 011001199 11911010 1 1901 1110 59 0 ng ng e Đ
4.1 Định luật KirchhofŸ Í - cà c3 ng ng ung ng gu 9 “9/00/8643: 9 II Giới thiệu sơ lược cỏc phương phỏp giải mạch điện ô5.5 ‹< 9 I0 000 9 2 Phuong phap $6 phurc iccescesssscscsssssssssesscsscsessssessesecsvcsesessucssacseceeevesecseess I1
Trang 42.1.1 Ghộp tổng trở nối tiếp Cụng thức chia ap oc ccscseessscesseeseereees 13 2.1.2.Ghộp tổng trở song song Cụng thức chia đũng - 14 2.2 Phương phỏp dũng điện nhắnh: - G ng ng ng ng ngay 16 2.3 Phương phỏp đũng điện vũng (dũng mắt lưới) -5- s5 csôc: 18 PK Nai v00 i02 1n 20
II Tỡm hiểu về phần mềm Matlab . -5- 5 e5 s55 5sss csssseseeseesee 22
1 Giới thiệu về Matlab ch tre 22
1.1 Cac phộp todn oan 23 1.2 Khụng gian làm việc của Matlab 5+5 ssssesrsseersse 23
In: 44 23
1.4 Cõu giải thớch (comment) và sự chấm cõu - 5 5s sex cxeee 24 2 24
2 Một số vẫn đề cơ bản trong việc tớnh toỏn của Matlab -‹-¿ 24 2.1 Cỏc hàm toỏn học thụng thường . cc HH ng ng ngay 24 2.2 Toỏn tử quan hệ, toỏn tỬ èOIC - - Sc + 3113 11 1 ng ng re 25
P NĐ f0: 8i 28.18010110 25
2.4 Vũng lập for, vũng lap while, cầu trỳc if-else-end -s-sccccsrxes 26
2.5 Giải phương trỡnh, hệ phương trỡnh đại số - hàm solve 27
"PC; 00021 vỡ 0107 27 2.5.2 Giải hệ phương trènHh - co 2 v11 01 9 101 01 1g 1g 0 18 xe 27
2.6 Đồ thị trong mặt phẳng — hàm plof - 6 5xx xe ereerees 27 3 Giao diện đồ họa đơn giản trong Matlab - + sex cvvrerreerkereeed 28
4 Cỏc bước giải bài tập về mạch điện trong Matlab - 2+ ss xsresrxee 29
Chương 2: MỘT Sể MẠCH ĐIỆN MỘT PHA THễNG DỤNG 31
1 Mạch gồm hai nhỏnh R„ L, C mắc song song 5-6 ecscrxcesrerreeced 31
Trang 52 Mạch gụm hai nhỏnh R, L, C mắc song song và mắc nụi tiệp với
0i19018:1:1:100.00 09011 7-ệâ-:(44Ê L 47 ko g6 00 48
4 Mạch bốn nỳt-bảy Vềng -s-sct nEx ch SE xxx ng chư cư 49
5 Mạch gồm nhiều nhỏnh mắc song s0ng - 2 sex ctscEvxecxereerecrecree 50 6 Mạch CAU ccscssccsssesesssscssccscsesscesssssscscavsecesscscasauavaveesssesasacacasasescesacasacavanacaveeeess 51
1:79 8 400007) 53
1 Kết quả nghiờn Cứu - set cv E7 171111111 EEEerrxrrrrkd 54 2 Đúng gúp của đề tài - - csctctTcH TT 111 15511111 111 1 TT kg rretg 54 3 Han chộ ctla dộ tai ececcsccsecesecceceseseesececersesscecsessescerarsucecerareseesareeseeseseeteseeeeeee 54 4 Hướng phỏt triỂn tương lai sex SE cv x1 cv cư chư 55
Trang 7Khúa luận tốt nghiệp
1 Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đõy khoa học-kỹ thuật phỏt triển hết sức nhanh chúng, đặc biệt là trong lĩnh vực truyền thụng và tin học ứng dụng Những thiết bị nghe nhỡn, thiết bị kỹ thuật số, mỏy tớnh, đó trở thành những phương tiện hết sức phổ biến trong xó hội, nhất là mỏy tớnh Cú thể núi mỏy tớnh là một trong những phương tiện thiết yếu đối với tất cả mọi người Ngoài việc mụ phỏng cỏc vấn đề, cỏc hiện tượng, trỡnh bày cỏc tài liệu, mỏy tớnh cũn giỳp người học tỡm được cỏc kết quả một cỏch nhanh chúng và chớnh xỏc đối với những phộp tớnh SỐ học phức tạp Do đú việc sử dụng mỏy tớnh dộ phục vụ cho việc Dạy-Học là hết sức cần thiết
Trong quỏ trỡnh học tập ở giảng đường Đại học tụi phải thường xuyờn đối mặt với những phộp tớnh, những phương trỡnh, những hệ phương trỡnh phức tạp và phải mat rat nhiều thời gian để giải cỏc bài toỏn này Trong cỏc học phần đó được học tụi nhận thấy khi giải cỏc bài tập về mạch điện thỡ rất mất thời gian, vỡ phải đối mặt với rất nhiều phương trỡnh, hệ phương trỡnh khú giải Ngoài ra, một trong những yờu cõu của người học đụi với việc giải mạch điện là kiờm tra lại kờt quả đó tỡm được là đỳng hay sai Vè vậy việc sử dụng mỏy tớnh đờ làm cỏc cụng việc này là thớch hợp nhật
Hiện nay cú rất nhiều phần mềm hỗ trợ để tớnh toỏn với nhiều tớnh năng ứng dụng khỏc nhau như Maple, Mathematical, Matlab, Trong đú Matlab là một trong những phan mờm cú khả năng ứng dụng rõt cao Matlab là cụng cụ hồ trợ cho việc tớnh toỏn, làm thay cho người học những võn đề khú khăn, bờn cạnh đú Matlab cũn cú thờ mụ phỏng những biờu do, do thi rat hữu hiệu
Việc mụ phỏng nội dung bài học bằng mỏy tớnh sẽ tạo ra sự hứng thỳ học tập cho học sinh, giỳp cỏc em cú một cỏch nhỡn khỏi quỏt và tụng thờ về bài học Từ đú giỳp cho học sinh phỏt triờn tư duy sỏng tao va rốn luyện kỹ năng-kỹ xảo
Với những lý do trờn tụi quyết định nghiờn cứu đề tài “Sử đụng Matlab để giải một số
bài toỏn mạch điện một pha” 2 Đối tượng nghiờn cứu
" Ngụn ngữ lập trỡnh Matlab
7 Ung dung Matlab dộ giải mạch điện một pha 3 Mục đớch-Nhiệm vụ nghiờn cứu
3.1 Mục đớch nghiờn cứu
Nghiờn cứu ngụn ngữ lập trỡnh Matlab để xõy dựng chương trỡnh giải cỏc bài toỏn về mạch điện một pha
3.2 Nhiệm vụ nghiờn cứu
= Trinh bay sơ lược cỏc phương phỏp giải mạch điện một pha
Trang 8Khúa luận tốt nghiệp
Do khuụn khổ của đề tài, do quỹ thời gian khụng lớn và những hạn chế về trỡnh độ của bản than Dộ tai nay chi giới thiệu ngụn ngữ lập trỡnh kỹ thuật Matlab, thiệt kờ giao diện đỗ họa đơn giản trong Matlab và ứng dụng Matlab đờ giải mạch điện một pha 5 Giả thuyết khoa học
Ngụn ngữ lập trỡnh Matlab là khú học, phải tốn nhiều thời gian để nghiờn cứu và tỡm hiểu Nhưng nếu sử đụng tốt phần mộm Matlab thi sộ hỗ trợ rất tốt cho việc giải cỏc bai tập về mạch điện núi chung, cỏc bài tập về mạch điện một pha núi riờng Trờn cơ sở đú sẽ hỗ trợ tốt cho việc giảng dạy mụn Kỹ thuật điện ở Đại học
6 Đúng gúp của đề tài
Đõy là đề tài nghiờn cứu khoa học cú hệ thụng và tương đối đầy đủ về ngụn ngữ lập trỡnh Matlab trong việc ứng dụng Matlab dộ giải cỏc bài tập về mạch điện một pha Đề tài sẽ nờu lờn được cỏc vấn đề cơ bản trong việc xõy dựng thuật toỏn và sử dụng giao diện đồ họa của Matlab cho việc giải cỏc bài tập vờ mạch điện Trờn cơ sở đú cú thể mở rộng ứng dụng của Matlab cho những vấn đề khỏc trong quỏ trỡnh học tập và nghiờn cứu cũng như trong quỏ trỡnh đạy học của bản thõn tụi sau này Do đú cỏc kết quả nghiờn cứu của đề tài sẽ gúp phần đề ra những biện phỏp nhằm cải tiến phương phỏp và nõng cao chất lượng trong Dạy-Học ở Đại học cũng như ở Phổ thụng
Việc tỡm hiểu, nghiờn cứu ngụn ngữ lập trỡnh Matlab giỳp cho bản thõn tụi cú một cỏch nhỡn khỏi quỏt về ứng dụng của mỏy tớnh trong việc học tập và dạy học Từ đú tụi cú thể vận dụng một cỏch linh hoạt và chủ động cỏc ứng dụng này vào cụng việc của
mỡnh, gúp phần nõng cao hiệu quả và chất lượng của cụng việc
7 Phương phỏp nghiờn cứu
Trang 9Khúa luận tốt nghiệp
e Phương phỏp điện ỏp hai nỳt III Tỡm hiểu về phần mềm Matlab
" Giới thiệu về Matlab
= Mot sộ van dộ co ban trong việc tớnh toỏn của Matlab " Giao diện đồ họa đơn giản trong Matlab
" Cỏc bước giải bài tập về mạch điện trong Matlab
Chương 2: Một số mạch điện một pha thụng dụng " Mạch gồm hai nhỏnh R, L, C mắc Song song
" Mạch gồm hai nhỏnh R,L,C mắc song song và mắc nối tiếp với một nhỏnh R,L„C Mạch hai nỳt-ba vũng
Mạch bốn nỳt-bảy vũng
" Mạch gồm nhiều nhỏnh mắc song song " Mạch cầu
Chương 3: Sử dụng Matlab để hỗ trợ giải mạch điện một pha
" Chọn dạng bài tập về mạch điện một pha
" Nhập cỏc đữ kiện đó cho đối với bài tập đó chọn như: R, L, C, œ, U,
" Ra lệnh cho Matlab giải mạch điện để tỡm cỏc đữ kiện cần tỡm của bài tập như: cỏc dũng điện trờn cỏc nhỏnh, cụng suật,
+ằ Phần kết luận
Trang 11
Khúa luận tốt nghiệp Chương 1: CƠ SỞ Lí THUYẫT L Lý thuyết chung 1 Mạch điện, cấu trỳc của mạch điện 1.1 Mạch điện
Mạch điện là tập hợp cỏc thiết bị điện nối với nhau bằng cỏc dõy dẫn tạo thành những
vũng kớn, trong đú dũng điện cú thờ chạy qua Mạch điện thường gụm cỏc loại phõn tử như: nguụn điện, phụ tải (tải), dõy dõn
"_ Nguồn điện: là thiết bị phỏt ra điện năng Về nguyờn lý, nguồn điện là thiết bị biờn đụi cỏc dạng năng lượng như: cơ năng, húa năng, nhiệt năng, thành điện năng
= Tai: la cỏc thiết bị tiờu thụ điện năng và biến đổi điện năng thành cỏc dạng năng
lượng khỏc như cơ năng, nhiệt năng, quang năng,
=_ Dõy dẫn: làm bằng kim loại (đồng, nhụm, ) đựng để truyền tải điện năng từ
nguụn điện đến tải tiờu thụ
1.2 Cõu trỳc của mạch điện
“ Nhỏnh: là một đoạn mạch gồm cỏc phần tử ghộp nối tiếp nhau, trong đú cú cựng một dũng điện chạy từ đầu này đờn đầu kia
"Nỳi: là điểm nối của từ ba nhỏnh trở lờn
= Vũng: là tập hợp nhiều nhỏnh tạo thành vũng kớn = Mat lưới: là vũng mà bờn trong khụng cú vũng khỏc 2 Cỏc đại lượng đặc trưng của mạch điện
2.1 Dũng điện
Dũng điện Ă cú giỏ trị bằng tốc độ biến thiờn của lượng điện tớch q qua tiết điện ngang
của một vật dõn trong một đơn vị thời gian ;- 4 dt Chiều dũng điện qui ước là chiều chuyển động của điện tớch đương trong điện trường Biờu thức: 1 “——>—| |——+ B 2.2 Điện ỏp
Tại mỗi điểm trong mạch cú một điện thế Hiệu điện thế giữa hai điểm gọi là điện ỏp Như vậy điện ỏp giữa hai điểm A và B là:
Trang 12Khúa luận tốt nghiệp 2.3 Cụng suất Xột mạch điện như hỡnh vẽ sau: i Ae——>——ơ Ta B ——> UAB Nếu chọn chiều dũng điện và chiều điện ỏp như hỡnh vẽ trờn thỡ cụng suất tiờu thụ bởi phõn tử là: p=ul Nếu p > 0: nhỏnh tiờu thụ năng lượng p <0: nhỏnh phỏt năng lượng 3 Cỏc loại phan tử mạch 3.1 Nguụn điện ỏp
Nguồn điện ỏp đặc trưng cho khả năng tạo nờn và duy trỡ một điện ỏp trờn hai cực của nguồn Nguồn điện ỏp cũn được biểu diễn bằng một sức điện động e(t) Chiều e(†) từ điểm cú điện thế thấp đến điểm cú điện thế cao Ki hiệu: _— # CĐ) ul hoặc c(9 — 3.2 Nguồn dũng điện
Nguồn dũng điện đặc trưng cho khả năng của nguồn điện tạo nờn và đuy trỡ một dũng điện cung cõp cho mạch ngoài Kớ hiệu: ——— @1@9 3.3 Điện trở R
Điện trở R đặc trưng cho quỏ trỡnh tiờu thụ điện năng và biến đổi điện năng sang dạng năng lượng khỏc như nhiệt năng, quang năng, cơ năng,
Đơn vị của điện trở là Q (Ohm)
Trang 13
Khúa luận tốt nghiệp Kớ hiệu: 1 R Ae > rn ri e B UR - Quan hệ giữa dũng điện và điện 4p trờn điện trở là: Up =Ri u, goi la diộn ap trộn diộn tro 3.4 Điện cảm L
Điện cảm L đặc trưng cho quỏ trỡnh trao đổi và tớch lũy năng lượng từ trường Đơn vị của điện cảm là henry (H) Kớ hiệu: Quan hệ giữa dũng điện và điện ỏp trờn điện cảm di u, =L— “dt u, goi la diộn 4p trộn điện cam L 3.5 Điện dung C Điện dung C của tụ điện được định nghĩa là: C=-— Uc
Điện dung C đặc trưng cho quỏ trỡnh trao đổi và tớch lũy năng lượng điện trường
Don vi cua điện dung là fara (F) Kớ hiệu: i C d ` | | d v 7 + Uc” | | T Quan hệ giữa dũng điện và điện ỏp trờn điện dung C 1, Mủc = aliat u- goi la diộn ap trộn diộn dung C 4, Hai dinh luat Kirchhoff
Định luật Kirchhoff 1 và 2 là hai định luật cơ bản để nghiờn cứu, ỏp dụng để giải cỏc bài toỏn mạch điện
Trang 14
Khúa luận tốt nghiệp 4.1 Định luật Kirchhoff 1 Tổng đại số cỏc dũng điện tại một nỳt bằng 0 Biểu thức: 3 /=
Qui ƯỚC: nếu cỏc dũng điện đi tới nỳt mang dấu đương, thỡ cỏc dũng điện rời khỏi nỳt mang dõu õm, hoặc ngược lại
4.2 Định luật Kirchhoff 2
Tổng đại số cỏc điện ỏp trờn cỏc phần tử đi theo một vũng kớn bằng 0
Biểu thức: 3u =0
Qui ước: đi theo vũng đó chọn, u lấy dấu dương nếu gặp cực đương của nguồn trước, ngược lại lầy dõu õm
II Giới thiệu sơ lược cỏc phương phỏp giải mạch điện
Mạch điện chịu tỏc động của một kớch thớch là một đại lượng hỡnh sin gọi là mạch điện xoay chiờu hinh sin hay cũn gọi tắt là mạch điện xoay chiờu
Trị số của dũng điện và điện ỏp hỡnh sin ở một thời điểm t gọi là giỏ trị tức thời và được biờu diễn như sau:
i(t) = I,,,, Sin(@t + ỉ,) u(t) =U,,,, Sin(@t + @, )
Người ta đó xõy dựng nhiều phương phỏp khỏc nhau để phõn tớch và giải cỏc mạch
điện Việc chọn phương phỏp là tựy thuộc vào sơ đồ cụ thờ Hai định luật Kirchhoff là
cơ sở để giải mạch điện
Khi nghiờn cứu mạch điện ở chế độ xỏc lập, ta biểu diễn dũng điện, điện ỏp dưới dang vộctơ, sụ phức, viết cỏc định luật Kirchhoff đưới đạng vộctơ hoặc số phức Đối với những bài toỏn cần lập hệ phương trỡnh để giải mạch điện phức tạp, sử đụng phương
phỏp biểu diễn số phức sẽ thuận tiện hơn Sau đõy là cỏc phương phỏp cơ bản để giải
mạch điện
1 Phương phỏp vộctơ
Đối với cỏc mạch điện đơn giản, khi biết được điện ỏp trờn cỏc nhỏnh, sử dụng định
luật Ohm, tớnh dũng điện trờn cỏc nhỏnh (tớnh trị số hiệu dụng và gúc lệch pha) Biểu diễn dũng điện, điện ỏp lờn đồ thị vộctơ Dựa vào cỏc định luật Kirchhoff, định luật Ohm tớnh toỏn bằng đồ thị cỏc đại lượng cần tỡm Phương phỏp này giỳp ta biểu diễn rừ rang trị số hiệu dụng, gúc pha, gúc lệch pha, rất thuận tiện khi cần minh họa, so sỏnh và giải cỏc mạch điện đơn giản
Đề biểu diễn được vộctơ lờn đồ thị ta tiến hành cỏc bước sau: Gia sử xột dao động x = 4sin(ứ + ỉ)
" Chọn trục tọa độ xểA, với A là trục nằm ngang Vẽ vộctơ Acú gốc tại 0, cú độ đài tỉ lệ với biờn độ A
" Lỳct= 0, gúc tạo bởi vộctơ Á và trục A là: (Á, A)= ứ
= Chon vộcto A quay quanh 0 với vận tốc gúc theo chiều đương (ngược chiều kim đồng hồ)
Trang 15
Khúa luận tốt nghiệp
" Tại thời điểm t bất kỡ, gúc tạo bởi vộctơ Ä và trục A là: (Á, A) = ứf+ỉ
" Chiếu Á lờn trục Ox ta được: x= 4sin(ứ + ỉ)
Trang 16Khúa luận tốt nghiệp * Tổng trở trờn nhỏnh 2 là: Z, =/R,’ +X,’ = V6? +8? =10 (Q) * Gúc lệch pha: ỉ, = arcfg 2 „ arctg 8 _ 53°19" R, 6 U _ 229
* Dong diộn I: 6 đicn 12 I 2— LÀ =——=22 (O 10 ( )
* Biểu thức: Ă, =|2L, sin(ứf + ứ,) = 22V2 sin(at +53°10) (A)
* Biểu diễn băng giản đồ vộctơ để tỡm dũng điện tổng I: Gúc lệch pha: @= ỉ,—ứ, =53)10'-45° =1528' Ta cú: I= 1 + L, Theo hệ thức trong tam giỏc thường ta cú
I= JI? +1,? +211, cos(15°28) = 25,08 (A)
Phuong phỏp đồ thị vộctơ được ỏp dụng rộng rói khi nghiờn cứu cỏc mạch điện hỡnh sin Tuy nhiờn, cỏch biểu diễn vộctơ gặp nhiều khú khăn khi giải mạch điện phức tạp Vỡ vậy cần tỡm một cỏch khỏc tiện lợi hơn Đú chớnh là phương phỏp biểu diễn băng số phức
2 Phương phỏp số phức
Qui ước: số phức biểu diễn cỏc đại lượng hỡnh sin được kớ hiệu băng cỏc chữ in hoa cú
dau cham ở trờn đõu, đụi với tụng trở và tụng dõn thỡ là dõu gạch ngang
Để giải mạch điện bằng số phức ta ỏp dụng như sau:
> Chuyộn mạch thực sang mạch phức theo qui tắc sau:
* Ngudn u(t) = UV2sin(ot + ứ,) và dũng i(t) = [V2 sin(@t + ứ,) chuyển thành
Trang 18Khúa luận tốt nghiệp > Đổi sang dạng thực để suy ra đũng điện và điện ỏp thực X=a+jb=re* r=Va +b? Với: b ?, — qrcfg — a => Xe=r > Cac dinh luật Kirchhoff biểu diễn đưới đạng phức - Định luật Kirehhoff 1: >7 =0
- Dinh luat Kirchhoff 2: YU =0 hay 1.Z=DE
> Giải mach bằng cỏc phương phỏp: biến đổi tương đương, dũng điện nhỏnh, dũng điện vũng, ta tỡm được cỏc gia tri
2.1 Phương phỏp biến đổi tương đương
Biến đổi mạch điện nhằm mục đớch đưa mạch điện phức tạp về dạng đơn giản hơn Biờn đụi tương đương là biờn đụi mạch điện sao cho dũng điện, điện ỏp tại cỏc bộ phận khụng bị biờn đụi vẫn giữ nguyờn Sau đõy là một sụ biờn đụi thường gặp
2.1.1 Ghộp tổng trở nối tiếp Cụng thức chia ỏp
Giả sử mạch điện gồm hai tổng trở Z,, Z, mắc nối tiếp nhau I — — + Tổng trở tương đương của mạch: Z„=24+2 + Cỏc điện ỏp qua ZĂ, Z lần lượt là: ốm - Lua Z td
Cụng thức trờn gọi là cụng thức chia ỏp
Trường hợp tổng quỏt mạch gồm n tổng trở mắc nối tiếp ta cú
2Z„=Z.+2,+ + 2,
Trang 19
Khúa luận tốt nghiệp U,=Ù<L,Ă=ln d 2.1.2.Ghộp tụng trở song song Cụng thức chỉa dũng NHÍ Giả sử mạch điện gồm hai tổng trở 24; 2 mắc song song nhau I / > / a + I I, U — — Z, Z, _#/ / + Tổng trở tương đương của mạch 1 1 1 = = = + “ạ “4 Z, Hay - _ 2 4= +8 1 2 + Cỏc dũng điện qua Z,, Z„ lần lượt là: 4 ——_— Z.+Z,.`” Z+Z, Cụng thức trờn gọi là cụng thức chia dũng Trường hợp tổng quỏt mạch gồm n tổng trở mắc song song ta cú _ 1 | 1 =—†+—+ +— Z, Z; Z,, I x _o flo pio ——+ —+t +— Z, Z, Z,
Vi du : Cho mach diộn nhu hinh vộ
Trang 21Khúa luận tốt nghiệp
2.2 Phương phỏp dũng điện nhỏnh:
Đõy là phương phỏp cơ bản dộ giải mạch điện, õn số là dũng điện nhỏnh Trong phương
phỏp này ta cú thể ỏp dụng trực tiếp cỏc định luật Kirhhoff để tỡm ra dũng điện trong
nhỏnh bất kỳ, sau đú sẽ tớnh được cỏc đại lượng khỏc
Để giải mạch điện bằng phương phỏp này trước hết ta xỏc định số nhỏnh Tựy ý vẽ chiờu dũng điện trong cỏc nhỏnh Xỏc định sụ nỳt và sụ vũng độc lập (vũng độc lập thường chọn là cỏc mặt lưới) s >
Nếu mạch cú m nhỏnh tương ứng với m dũng điện thỡ số phương trỡnh cần phải viết dộ
giải mạch là m phương trỡnh, trong đú:
- Nếu mạch cú n nỳt, ta viết (n-1) phương trỡnh Kirhhoff 1 cho (n-1) nỳt
- Số phương trỡnh Kirchhoff 2 cần phải viết là (m-n+1) Vậy phải chọn (m-n+1)
vũng độc lập
Giải hệ phương trỡnh đó viết, ta tỡm được dũng điện cỏc nhỏnh
Trang 22Khúa luận tốt nghiệp 1 A 7 - | Z, _ Z, I, EB, E, B Biết: E, = E, =120V2 sinat (V) Z,=Z,=Z,=2+j2 (@) Giải
Mạch cú 2 nỳt (n=2), 3 nhỏnh (m=3) Số phương trỡnh cần phải viết là 3, trong đú số
phương trỡnh viết theo định luật Kirchhoff 1 là 1 (n-1) Số phương trỡnh cần phải viết
Trang 23Khúa luận tốt nghiệp i= 120 =10- 10 6+ 76 = 41, =20— 720 I, =-10+ j10 Suy ra: I, =V10? +10? =10J2 (A) 1, =V20° +20? =20J2 (A) I, =V10? +10? =10V2 (A)
2.3 Phương phỏp dũng điện vũng (dũng mắt lưới)
Khi dựng phương phỏp dũng điện nhỏnh thỡ số phương trỡnh bằng số nhỏnh Đề giảm bớt sụ phương trỡnh ta cú thờ ỏp dụng phương phỏp dũng điện vũng Ấn sụ của hệ phương trỡnh là dũng điện vũng khộp mạch trong cỏc mắt lưới
Cỏc bước giải theo phương phỏp dũng điện vũng như sau: SP) —1 + ——— Ld oD) j ms@
- Gọi m là số nhỏnh, n là số nỳt, vậy số vũng độc lập phải chọn là N = m-nt1 Vong độc lập thường chọn là cỏc mắt lưới Ta coi răng mỗi vũng cú một dũng điện vũng chạy khộp kớn trong vũng ấy
- Vẽ chiều cỏc dũng điện vũng, viết hệ phương trỡnh Kirchhoff 2 theo dũng điện vũng cho (m-n+]) vũng
- Khi viết hệ phương trỡnh ta vận đụng định luật Kirchhoff 2 viết cho một vũng như sau “Tụng đại sụ điện ỏp rơi trờn cỏc tụng trở của vũng do cỏc dũng điện vũng gõy ra băng tụng đại sụ cỏc sức điện động của vũng”
* Qui ước: chọn chiều của tất cả đũng vũng (dũng mắt lưới) là chiều kim đồng hồ
Dũng mắt lưới là dũng chạy dọc theo cỏc nhỏnh của mắt lưới
Nếu mạch cú n mắt lưới thỡ hệ phương trỡnh để tớnh n dũng mắt lưới L, L, ca 1, cú dạng:
Trang 24
Khúa luận tốt nghiệp indy = E, -Z,,i,+Zyi,- -Z,,i, =B, Trong đú: - Z„: là tổng trở trong mắt lưới k (k =1,n)
-Z,(j #k) la tng trở nhỏnh chung của mắt lưới j và k
- E, 1a tổng đại số cỏc nguồn ỏp trong mắt lưới k, lẫy dẫu dương nếu theo chiều dương đó chọn gặp cực õm của nguụn điện, ngược lại lõy dau 4m
Trang 25Khúa luận tốt nghiệp Biết: E, = E, =120V2 sinat (V) Z,=Z,=Z,=2+j2 (QQ) Giải Hệ phương trỡnh Kirchhoff 2 viết theo dũng điện vũng như sau: (Z,+Z,)i, -Z,1, = E, (Z, + Z,)f, — Z,1, = -E, Thay cỏc giỏ trị vào ta được: (4+ j4)1, (2+ /2)1, =120 (4+ /4)1,—(2+ 72)1, =—120 (4+ 74)/,—(2+ 72), =120 > (8+ 78)7, — (4+ 74), =—240 (4+ 74)7,—(2+ 72)1, =120 > (6+ 76)?, =—120 ẽ;=—-°^°—=~10+ 710 6+ j6 Qo 80 L= =10- 710 4+ 74 Dũng điện phức trờn cỏc nhỏnh là: I,=1,=10- 10 I, =1,-1, =20-j20 I,=1,=-10+ 710 Suy ra: 1, = 10? +10? =10V2 (A) 1, =Ơ20? +20? =20V2 (A) 1, = V10? +10? =10/2 (A) 2.4 Phương phỏp điện ỏp 2 nỳt
Phương phỏp nảy dựng cho mạch điện cú nhiều nhỏnh nối song Song vào 2 nỳt Với phương phỏp này ta chỉ cần biết tổng trở trờn cỏc phan tir và cỏc giỏ trị của nguồn ỏp là ta cú thể tỡm được cỏc đại lượng một cỏch dễ dàng hơn so với phương phỏp ghộp tổng
trở song song
Trang 26
Khúa luận tốt nghiệp A Ỳ °+ I I, I; I, Z Zy 2 Z4 Uap “â Ha Ha | La *B Phương phỏp điện ỏp 2 nỳt gồm cỏc bước giải như sau:
- Trước hết vẽ chiều điện ỏp giữa 2 nỳt và tớnh điện ỏp giữa 2 nỳt A, B theo cụng thức: DtE k (*) 7 ‹ Uns = NI| ơ NỈ zy Yz Với Y, = = gọi là tụng dẫn phức của nhỏnh k k
* Qui ước: nguồn E¿ nào cú đầu dương cựng phớa với đầu dương của Uas sẽ mang dầu dương, ngược lại mang dõu õm
- Vẽ chiều dũng điện nhỏnh, ỏp dụng định luật Ohm, tớnh dũng điện qua cỏc nhỏnh sau: * Tom lai thuat toan giai mach diộn theo phương phỏp điện ỏp hai nỳt như sau Tựy ý chọn chiều dũng điện nhỏnh và điện ỏp hai nỳt Ỷ Tỡm điện ỏp hai nỳt theo cụng thức (*) Ỷ Áp dụng định luật Ohm để tỡm dũng điện trờn cỏc nhỏnh cú nguồn Vớ dụ: cho mạch điện như hỡnh vẽ, tớnh cỏc dũng lĂ, lạ, l;, l¿ trờn mạch điện bằng phương phỏp điện ỏp hai nỳt
Biết: Ei= 15 V; Ea = 16 V; Ea = l6 V
Z, = 1Q; Z, =3 O; Z3 =2Q; Z,=10
Trang 27Khúa luận tốt nghiệp A Ỳ *+ I Lh I; I, Z 1 Z 2 Z 3 Uap “â E,(+) EB; [| Zs e B Giải Điện ỏp giữa 2 nỳt A và B: EY Ji Y (V) ET + E74 Be 1 2 3 Us —+—+—+— 1 1 1 1 (V) Z, Z, 2: 24 l 15416416 Uj, =——>_* =10 1 1 (V) 1+—+—+41 3 2 Dũng điện trong cỏc nhỏnh: 7 =U 1-10 _, (A) Z, 1 I,=#2— Đau _16—10 _ 2 (A) Z, 3 L2 —Ua 16710 _, (A) VÀ 2 L, = 4e = 1ệ 1g (A) Z, 1
II Tỡm hiểu về phần mềm Matlab 1 Giới thiệu về Matlab
Matlab là một ngụn ngữ lập trỡnh với bộ cụng cụ hỗ trợ cho rất nhiều ngành kỹ thuật Nú làm được tõt cả cỏc phộp tớnh toỏn học cơ bản như cộng, trừ, nhõn, chia, cỏc phộp tớnh nõng cao như sụ phức, căn thức, sụ mũ, lograithm, cỏc phộp toỏn lượng giỏc như sine, cosine, tang, va no cling cú khả năng lập trỡnh,
Trang 28
Khúa luận tốt nghiệp
Với những khả năng mạnh mẽ, rộng lớn của Matlab nờn trong giới hạn của đề tài, tụi
chỉ trỡnh bày những nội dung liờn quan đờn đờ tài đang nghiờn cứu
1.1 Cỏc phộp toỏn đơn giản
Giống như mỏy tớnh đơn giản thụng thường, Matlab cú thể thực hiện cỏc phộp toỏn thụng thường như bảng sau: Phộp tớnh Biểu tượng Vớ dụ Phộp cộng (a + b) + 513 Phộp trừ (a — b) - 7-4 Phộp nhõn (a.b) * 8*4 Phộp chia (a : b) / hoặc \ 56/8 = 8\56 Phộp lũy thừ (a”) A 52 Trong cỏc phộp toỏn trờn cú mức độ ưu tiờn khỏc nhau, khi tớnh từ trỏi sang phải của một dũng gồm nhiều lệnh thỡ phộp toỏn lũy thừa cú mức độ ưu tiờn cao nhất, tiếp theo
là phộp nhõn và phộp chia cú mức độ ưu tiờn bằng nhau, cuối cựng là phộp cộng và
phộp trừ cũng cú mức độ ưu tiờn bằng nhau 1.2 Khụng gian làm việc của Matlab
Matlab làm việc với khụng gian cửa số lệnh, Matlab nhớ cỏc lệnh ta gừ vào cũng như cỏc giỏ trị ta pỏn cho nú hoặc nú tự tạo nờn Những lệnh và biến này được lưu giữ trong khụng gian làm việc của Matlab, và cú thờ gọi lại khi chỳng ta cần
Để gọi lại cỏc lệnh đó dựng, ta cú thể dựng cỏc phớm mũi tờn (| †) trờn bản phớm Nếu dựng phớm mỗi tờn † Matlab sẽ gọi lại lệnh từ lệnh gần nhất cho đến lệnh đầu tiờn mà ta
đó nhập vào Cỏc phớm mũi tờn — và —> cú thể dựng thay đổi vị trớ con trỏ trong đũng
lệnh tại dấu nhắc của Matlab
Trong cửa số lệnh ta cú thể yờu cầu Matlab truy nhập nhanh thụng tin về cỏc lệnh của Matlab hoặc cỏc hàm bờn trong cửa số lệnh bằng lệnh help Nhập vào lệnh help topic, màn hỡnh sẽ hiển thị nội dung của topic đú nếu như nú tồn tại
1.3 Biến
Giống như những ngụn ngữ lập trỡnh khỏc, Matlab cú những quy định riờng về tờn biến Trước tiờn tờn biờn phải là một từ, khụng chứa dõu cỏch, và tờn biờn phải cú những quy định tuõn thủ theo những quy tắc sau:
" Tờn biến cú phõn biệt chữ hoa chữ thường
" Tờn biến cú thể chứa nhiều nhất 31 kớ tự, cũn cỏc kớ tự sau kớ tự 31 bị lờ đi
“ Tờn biến bắt đầu phải là chữ cỏi, tiếp theo cú thờ là số, số gạch dưới
= Ki ty cham cau khong được phộp dựng, vỡ nú cú những ý nghĩa đặc biệt
" Ngoài ra Matlab cũn cú những biến đặc biệt như ans, pi, Eps, flops, inf, NaN hay nan, i hay j, nargin, narout, realmin, realmax
Trang 29
Khúa luận tốt nghiệp
1.4 Cõu giải thớch (comment) và sự chấm cõu
Tất cả cỏc văn bản ở sau kớ hiệu phần trăm (%) đều là cõu giải thớch Đặc điểm này
giỳp cho chỳng ta dờ theo dừi cụng việc đang tiờn hành
7 Nhiộu lệnh cú thể đặt trờn cựng một hàng, chỳng cỏch nhau bởi dau phay hoac dau cham phay Dau phay dộ yộu cau Matlab hiộn thi ket qua trờn màn hỡnh, dõu chõm phay đờ yờu cõu Matlab khụng hiện thị kết quả trờn màn hỡnh
" Ngoài ra ta cú thể đựng dấu ba chấm ( ) dộ chỉ cõu lệnh được tiếp tục ở hàng
dưới, phộp tớnh thực hiện được khi dấu ba chấm ngăn cỏch giữa toỏn tử và biến,
tức là tờn biến khụng bị ngăn cỏch giữa hai hàng
1.5 Số phức
Một trong những đặc điểm mạnh mẽ nhất của Matlab là làm việc với số phức Số phức
trong Matlab được định nghĩa theo nhiờu cỏch, nhưng thường là được định nghĩa theo 1 hay j cho phõn ảo
Vidyu:cl=1-i2 hay cl=1-j2
Trong Matlab khụng can su điều khiển đặc biệt đối với số phức, tất cả cỏc phộp tớnh toỏn học đều thao tỏc được như đụi với sụ thực thụng thường
2 Một số vẫn đề cơ bản trong việc tớnh toỏn của Matlab 2.1 Cỏc hàm toỏn học thụng thường
Cỏc hàm toỏn học của Matlab rất nhiều và phong phỳ, sau đõy là một số hàm toỏn học thường được dựng
abs(x) Tớnh argument của số phức x
acos(X) Hàm ngược của cosine
angle(x) Tớnh gúc của số phức x
asin(x) Hàm ngược của sine
exp(đ) Hàm c”
1mag(x) Hàm trả về phần ảo của số phức
log(x) Logarithm ty nhiộn
log10(x) Logarithm co sộ 10
real Hàm trả về phần thực của x
sqrt(x) Ham khai can bac hai
sin(x) Ham tinh sine cua x
Trang 30Khúa luận tốt nghiệp
2.2 Toỏn tử quan hệ, toỏn tử logic Toỏn tử quan hệ bao gồm cỏc phộp so sỏnh Toỏn tử quan hệ í nghĩa < Nhỏ hơn <= Nhỏ hơn hoặc bằng > Lớn hơn >= Lớn hơn hoặc bằng == Bằng ~= Khụng bằng Toỏn tử logic cung cấp một cỏch diễn đạt mỗi quan hệ phủ định hay tụ hợp, gồm cú những toỏn tử sau Toỏn tử logic í nghĩa & And | Or ~ Not 2.3 Ham quan hộ, ham logic
Ngoài những toỏn tử quan hệ, toỏn tử logic Matlab cũn cung cấp cỏc hàm quan hệ và hàm logic Trong số đú cỏc hàm kiểm tra là được dựng thường xuyờn nhất, chỳng kiểm tra cho su ton tai của cỏc giỏ trị đặc biệt hoặc điều kiện và trả lại những kết quả là giỏ
trị logic Sau đõy là một số hàm thường dựng Hàm í nghĩa
ischar(x) True nếu đối số là xõu kớ ty
isempty True nếu đối số là rỗng
isglobal(x) True nếu đối số là biến toàn cục
isletter(x) True khi cỏc phần tử thuộc bảng chữ cỏi 1snan(x) True khi cỏc phần tử là khụng xỏc định
isreal(x) True khi đối số khụng cú phần ảo
isspace(x) True khi cỏc phần tử là kớ tự trang
Trang 31
Khúa luận tốt nghiệp
2.4 Vũng lập for, vũng lập while, cầu trỳc if-else-end
- Vũng lập for cho phộp một nhúm lệnh thực hiện lặp lại một số lần cú định Cỳ phỏp của vũng lập for như sau for x = array khụi cỏc lệnh end Cỏc cõu lệnh giữa hai trạng thỏi for và end được thực hiện một lần cho tất cả cỏc cột của mảng (array)
` Vũng lập while thực hiện lập lại một nhúm lệnh một số lần cú định, nhưng khụng biết trước được sụ lõn lập lại Cỳ phỏp của vũng lập như sau
while biểu thức điều kiện
khối cỏc lệnh
end
“Khối cỏc lệnh? giữa hai trạng thỏi while và end được thực hiện lặp đi lặp lại khi tất cả
cỏc “biểu thức điều kiện? là đỳng Thụng thường giỏ trị của điều kiện đưa ra kết quả là
một số, nhưng nếu cỏc kết quả đưa ra là một mảng thỡ vẫn hợp lệ Trong trường hợp
mảng, tất cỏ cỏc phần tử trong mảng kết quả đưa ra phải là đỳng
- Nhiều khi chỳng ta cần những cõu lệnh được thực hiện theo một điều kiện nào đú
Trong Matlab, logic này được cung cõp bởi cõu trỳc if-else-end Cỳ phỏp của cõu trỳc này như sau
if biểu thức điều kiện khối cỏc lệnh
end
“Khối cỏc lệnh giữa hai trạng thỏi if và end được thực hiện khi tất cả cỏc “biểu thức
điờu kiện là đỳng
* Trong trường hợp cú hai điều kiện thay đổi, cấu trỳc if-else-end là:
if biộu thức điều kiện
khối cỏc lệnh được thực hiện nếu điều kiện là đỳng
else
khối cỏc lệnh được thực hiện nếu điều kiện là sai
end
* Khi cú ba hoặc nhiều điều kiện thay đổi, cầu trỳc if-else-end là:
If biểu thức điều kiện I
khối cỏc lệnh được thực hiện nếu điều kiện 1 là đỳng elseif biểu thức điều kiện 2
khối cỏc lệnh được thực hiện nếu điều kiện 2 là đỳng
elseif biểu thức điều kiện 3
Trang 32
Khúa luận tốt nghiệp
khối cỏc lệnh được thực hiện nếu điều kiện 3 là đỳng
elseif biểu thức điều kiện 4
Else
khụi cỏc lệnh được thực hiện nờu cỏc điờu kiện đều sai
end
Trong cấu trỳc dạng này thỡ khi biểu thức điều kiện đầu tiờn đỳng thỡ cỏc cõu lệnh sau khụng được kiờm tra nữa, cỏc cầu tric if-else-end con lai được bỏ qua
2.5 Giải phương trỡnh, hệ phương trỡnh đại số - hàm solve 2.5.1 Giải phương trỡnh
Hàm solve gỏn biểu thức đặc trưng về 0 trước khi giải, cỳ phỏp của hàm này như sau
x = solve(eq) ; giải phương trỡnh “eq” theo biễn mặc định
x = solve(eq,y) ; giải phương trỡnh “eq” theo biến y
Kết quả sau khi giải phương trỡnh là một vộctơ đặc trưng, nếu muốn trả kết quả về dạng SỐ ta sẽ sử dụng hàm double Cỳ phỏp của hàm này như sau
double(x) ; trả nghiệm x về dạng số 2.5.2 Giải hệ phương trỡnh
Khi giải hệ phương trỡnh ta vẫn sử dụng hàm solve, nhưng cỳ phỏp của hàm này sẽ được viờt như sau
g = solve(eq1,eq2, ,eqn) ; giải hệ n phương trỡnh theo biến mặc định
g = solve(eql,eq2, ,eqn,varl, var2, , varn); giai hệ n phương trỡnh theo n biờn xỏc định bởi varl, var2, , Varn
Kết quả trả về là một đối tượng gứ gồm cỏc thành phần x1, x2, , xn (giả sử biến là x)
Dộ xem gia tri của từng thành phõn ta sử dụng cõu lệnh truy xuõt cỏc thành phõn của x như sau: Xem giỏ trị thành phần xI: >> g.xl Xem giỏ trị thành phần x2: >> g.X2 Cỏc thành phần khỏc thỡ tiến hành tương tự 2.6 Đồ thị trong mặt phẳng — hàm plot
Khi vẽ đồ thi trong mặt phẳng ta dựng ham plot, ham plot vộ đồ thị của một mảng dữ
liệu trong một hệ trục thớch hợp và nỗi cỏc điểm bằng đường thẳng Cỳ phỏp của hàm này như sau
plot(x,y) ; vẽ đồ thị của hàm y với biến là x
Trang 33
Khúa luận tốt nghiệp
Cú thờ vẽ nhiều hơn một đồ thị trờn cựng một hỡnh vẽ bằng cỏch đưa thờm vào plot một cặp đụi sụ, Matlab tự động vẽ đồ thị thứ hai băng màu khỏc nhau trờn màn hỡnh Cỳ phỏp như sau
Plot(x,y,x,z) ; vẽ đụ thị của y và z với biờn là x
Ta cú thể đưa tờn trục x, y và tờn của đồ thị vào hỉnh vẽ nhờ cỏc lệnh xlable và ylable Lệnh title sẽ thờm vào đụ thị tiờu đề ở đỉnh Lệnh legend giỳp chỳng ta đưa được ghi chỳ vào đồ thị, trong legend thi mau va kiểu của mỗi loại đường phự hợp với cỏc đường đú trờn đồ thị
3 Giao diện đồ họa đơn giản trong Matlab
Giao diện đồ họa trong Matlab thường được gọi là giao diện đồ họa GUI (Graphical Ủser Interface) Đõy là giao diện cho người sử dụng xõy dựng băng cỏc đụi tượng đồ họa như cỏc nỳt bầm, cửa sụ văn bản, thanh trượt và thực đơn
Để bắt đầu xõy dựng một giao điện đồ họa ta sẽ gừ lệnh guide vào dấu nhắc lệnh trong
cửa sụ lệnh của Matlab, và vào màn hỡnh soạn thảo GUI Cỏc thành phõn điờu khiờn cua Gui nhu sau select | j
Push Button of am Slider Radio Button Check Box
Edit Text 1# |Í Static TeXxt
Po-up Menu =I] List Box Toggle Button Fe Axes
Panel [ŠĂ [”5 |( Button Group
ActiveX Control = Select: Chon cac dội tuong cing lỳc
" Push Button: Nỳt lệnh Một hành động sẽ được thực hiện khi nú được ấn =" Check Boxc: Hộp kiểm tra Dựng để xỏc định xem một mục văn bản đó được
đỏnh dõu chọn hay chưa
= Radio Button: Tuong ty nhu Check boxes, nhung trong một nhộm radio button một mục được chọn sộ loại trừ lõn nhau và chỉ cú một radio button được chọn và được đặt giỏ tri lờn 1
"_ Edit Text: Hộp soạn thảo Đối tượng này tạo ra một phạm vi để người dựng thờm dữ liệu dạng văn bản vào hoặc sửa đụi một nội dung đang cú
= Pop-up Menu: Hiển thị danh sỏch dạng mở xuống khi người dựng click vào dấu mũi tờn
“ Toggle Button: Tạo ra một tỏc động theo kiờu cụng tắc (on hoặc off)
" Slider: Thanh trugt Nú dựng để nhập đữ liệu dang số trong một miền giỏ trị xỏc
định băng cỏch đờ người dựng trượt một thanh con
" Static Text: Tạo văn bản tĩnh, thường dựng cho cỏc nhón để hiển thị cỏc dũng văn bản do người dựng hoặc chương trỡnh tạo ra
" List Box: Liệt kờ một danh sỏch
Trang 34
Khúa luận tốt nghiệp
= Axes: Hộ truc tọa độ
Để tạo một đối tượng trờn cửa số thiết kế, ta dựng kỹ thuật drop-and-drag (kộo và thả) Chọn một đối tượng trờn cửa số Guide Control Panel, đối tượng tương ứng trờn cửa số sẽ chỡm xuống Di chuyển mouse vào cửa số thiết kế, con trỏ mouse sẽ chuyển thành
hỡnh đấu cộng (+), click mouse vào vị trớ cần đặt đối tượng
Đặt thuộc tớnh cho đối tượng, tựy loại, mỗi đối tượng cú cỏc thuộc tớnh giống và khỏc nhau Để thay đổi thuộc tớnh cỏc đối tượng trong cửa SỐ, ta double ckick vào đối tượng Cửa số Property sẽ được kớch hoạt, trong cửa số này cú rất nhiều thuộc tớnh nhưng cú một số thuộc tớnh cần chỳ ý
= Caliback: Dựng để chỉ ra file.m nào sẽ được gọi khi tỏc động lờn đối tượng = Tag: Đặt nhón cho thuộc tớnh (tờn làm việc), tờn làm việc của cỏc đối tượng nờn
khỏc nhau
= Value: Gid tri hiện thời của đối tượng, khụng dựng cho cỏc đối tượng Edit Text,
Static Text, Push Button va Frame
= Enable: Cho phộp (on) hay cam (off) ngudi str dung tac dong 1ộn dội tuong
= String: Chudi nhap sộ hiộn thị trờn đối tượng
“ ToolftipString: Nội dung hướng dẫn nhanh khi đi chuyển mouse trờn đối tượng
= Visible: Hiộn thi (on) hay õn (off) đối tượng trờn cửa sụ thiết kế
= BackgroundColor: Chon mau nộn
Ghi file, một file cú phần mở rộng là fig và một là m Hai file này phải được đặt trong cựng một thư mục Cú thờ chạy thử giao diện trong màn hỡnh soạn thảo gui bang cỏch an phớm đứ cú dạng giụng như nỳt Play
4 Cỏc bước giải bài tập về mạch điện trong Matlab
Để sử dụng Matlab giải một bài toỏn về mạch điện, ta tiến hành cỏc bước sau:
- Khởi động Matlab: chọn Start/Program/MATLAB 7.0.1 hoặc nhấp vào biờu tượng
của Matlab trờn Desktop Cửa số Matlab xuất hiện với một dũng nhắn trờn màn hỡnh và dau nhac lệnh đờ gừ cỏc lệnh cho Matlab thực hiện
- Gừ lệnh guide để mở cửa số GUIDE Quick Start
GUIDE Quick Start tk
Create New GUI Open Existing GUI
GUIDE templates Previews
s# Blank GUI (Dafault) @ GUI with Vicontrals @ GUI with Axes and Menu
Trang 35Khúa luận tốt nghiệp Open: Lowk in: | work |
Files of type: | Figures (*.fig] | Cancel
- Tim dộn tap file *.fig can chay trong muc Look in Open: Look in: | (> Ca bon mach ]machi Fig 4` ]mach2 Fig #) mach Fig mach+ Fig
Trang 36Khúa luận tốt nghiệp
Chương 2: MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN MỘT PHA THễNG DỤNG
1 Mạch gồm hai nhỏnh R, L, C mắc song song
Cho mạch điện như hỡnh vẽ Hóy trỡnh bày cỏc bước đờ tớnh cỏc dũng điện, cụng suat trờn cỏc điện trở và của cả mạch
Trang 37Khúa luận tốt nghiệp
2 Mạch gũm hai nhỏnh R, L, C mắc song song và mắc nối tiếp với một nhỏnh R,
L, Œ
Cho mạch điện như hỡnh vẽ Hóy trỡnh bày cỏc bước đờ tớnh cỏc dũng điện, cụng suat
trờn cỏc điện trở và của cả mạch
Trang 38Khúa luận tốt nghiệp
i= (A)
Áp dụng cụng thức tớnh độ lớn số phức để tỡm độ lớn của cỏc dũng điện Áp dụng cụng thie P = RJ’ dộ tỡm cụng suất trờn cỏc điện trở
Cụng suất của mạch là bằng tụng cỏc cụng suất thành phần 3 Mạch hai nỳt-ba vũng
Cho mạch điện như hỡnh vẽ Hóy trỡnh bày cỏc bước đờ tớnh cỏc dũng điện, cụng suat trờn cỏc điện trở và của cả mạch
Biết: „ = U,, V2 sin at; Uu, = Uy, V2 sin cot
Trang 39Khúa luận tốt nghiệp
Z, = Ry + jol,-—— (Q) 2
Z, = Ry + jal, -—— (Q)
3
Áp dụng phương phỏp dũng điện nhỏnh (cú thể dựng phương phỏp khỏc) Phuong trinh Kirchhoff 1 tai nit A
+l,—l =0 (1)
Phuong trỡnh Kirchhoff 2 cho hai vũng a, b
Z,1,+Z,l, =U, =Uy, (2)
-Z,1, -Z,I, =U, =—Uy, (3)
Giải hệ 3 phương trỡnh (1), (2) va (3) ta tỡm duge cac dong diộn phir /,,/,,/,
Ap dụng cụng thức tớnh độ lớn số phức để tỡm độ lớn của cỏc dũng điện
Áp dụng cụng thức P= RJ’ dộ tỡm cụng suất trờn cỏc điện trở Cụng suất của mạch là bằng tổng cỏc cụng suất thành phan 4 Mạch bốn nỳt-bảy vũng
Cho mạch điện như hỡnh vẽ Hóy trỡnh bày cỏc bước đờ tớnh cỏc dũng điện, cụng suat trờn cỏc điện trở và của cả mạch
Trang 40Khúa luận tốt nghiệp Biểu diễn băng số phức U, =Uye"" =Us, U, = U,,e"° =U, Z, =R, + joL,- c 1 Z, = R, + jal, -— 2 Z,=R.+j 3 =R, + jal, — J 3 Z,=R,+] 4=R,+ joL, — J a, Áp dụng phương phỏp dũng điện vũng để giải (V) (V) (Q) (Q) (Q) (Q) Phuong trinh Kirchhoff 2 cho ba vộng da chọn là (Z, + Z, + Z,)1, -Z,1„ -Z4i„=0_ (1) -Z,1, +(Z,+Z, ly —Z Lin = Ũ, — Uy, (2)
-Z,I, -Z,, + (Z;+Z4)ẽ„ = -U, =U, (3)