Mạch Hình Sin Lý Thuyết Mạch

Chương Mạch điện hình sin Dao động hình sin, đại lượng đặc trưng Biểu diễn dao động hình sin vector số phức Phân tích mạch điện hình sin số phức Đặc tính tần số hàm truyền đạt phức mạch điện Mạch dao động RLC nối tiếp song song Mạch điện hình sin có hỗ cảm Các mạch dao động ghép Công suất mạch điện hình sin Điều kiện truyền công suất cực đại từ nguồn tới tải Dao động hình sin, đại lượng đặc trưng Các khái niệm: – – – – – – – – – Giá trị tức thời Biên độ Tần số góc, tần số Góc pha Góc pha đầu Chu kỳ Bước sóng Giá trị hiệu dụng Góc lệch pha Đồ thị thời gian Biểu diễn dao động hình sin vector số phức • Mỗi vector mặt phẳng phức tương ứng với số phức xác định viết dạng: • Dạng số mũ • Dạng lượng giác • Dạng đại số Biểu diễn dao động hình sin vector số phức • Ví dụ sđđ e vector quay tương ứng với số phức: Giá trị hiệu dụng đại lượng hình sin I= ∫ T T 1 − cos 2ωt I T I m I sin ωtdt = I dt = = ∫ T T 2 m T m m Xm X= Công thức Euller: e jα = cos α + j sin α • Cách biểu diễn đại lượng hình sin số phức có ưu điểm so với cách biểu diễn vector? Phân tích mạch điện hình sin số phức • Giá trị tức thời phần ảo phần thực tùy thuộc dùng hàm sin hay cosin Biên độ phức vị trí vector t=0 Giá trị tức thời phức Đối với điện trở Đối với điện dung ĐỐI VỚI ĐiỆN DUNG Đồ thị vector dòng áp điện dung Các tham số đặc tính Hệ số phẩm chất Trở kháng đặc tính Dải thông Đường cong cộng hưởng điện áp Mạch dao động RLC song song Đồ thị vector Bảng tóm tắt Các tham số Mạch RLC nối tiếp Tần số cộng hưởng LC ; f0 = 2π LC L ρ= C 1 ˆ T ( jω ) = = = ω ω0 + jQ( − ) + jQν + jξ ω0 ω Hàm truyền đạt quy chuẩn Dải thông Tổng trở, tổng dẫn ω0 = Trở kháng sóng Hệ số phẩm chất Mạch RLC song song ∆ω0,7 Q= ω0 = Q ω0 L ρ ω C R R = = Q = = ω0 CR = = = g ω0 Lg ω0 L ρ R ω0 CR R Z = R + j(ω L − ) ωC Y = g + j(ω C − ) ωL Điều kiện cộng hưởng mạch điện Trong biểu thức tổng trở tổng dẫn phức, cho phần ảo không Ví dụ mạch điện hình bên Cộng hưởng mạch phức tạp Từ phương trình P(ω)=0 ta có tần số cộng hưởng nối tiếp ω1: Từ phương trình Q(ω)=0 ta có tần số cộng hưởng song song ω2: Câu hỏi cộng hưởng • • • • Hiện tượng cộng hưởng điện áp gì, đặc trưng nó? Hiện tượng cộng hưởng dòng điện gì, đặc trưng nó? Bản chất vật lý chế độ cộng hưởng gì? Trong trường hợp tổng quát, tần số cộng hưởng xác định theo điều kiện nào? Mạch điện hình sin có hỗ cảm Câu hỏi kiểm tra tập • Các phần tử mạch gọi có liên quan hỗ cảm? • Hệ số ghép gì? Nó thay đổi giới hạn nào? • Biến áp không khí gì? Tại gọi tuyến tính? • Hãy viết phương trình biến áp tuyến tính? Vẽ sơ đồ thay nó? • Các phần tử có liên quan hỗ cảm ảnh hưởng đến cân công suất? • Các phương pháp tính toán sử dụng để phân tích mạch có phần tử liên quan hỗ cảm? Các mạch dao động ghép Công suất mạch điện hình sin Câu hỏi kiểm tra • Công suất tác dụng gì? • Công suất phản kháng gì? Nó liên quan đến phần tử nào? • Công suất toàn phần gì? • Tại cần phải tập trung nâng cao hệ số công suất cosφ • Sự cân công suất thường dùng để làm gì? Điều kiện truyền công suất cực đại từ nguồn tới tải Cho điện áp U=75V Các tham số mạch: R1=50Ω; R21=20Ω; R22=30Ω; R31=30Ω; R32=20Ω Tìm dòng điện nhánh điện áp Uab mạch điện hình vẽ [...]... chuẩn: T ( jω ) T ( jω ) = T ( jω ) max ∧ Ví dụ mạch RC nối tiếp Mạch dao động RLC nối tiếp Cộng hưởng điện áp trong mạch RLC nối tiếp Điều kiện cộng hưởng: Đồ thị vector theo quan hệ XL và XC Các tham số đặc tính Hệ số phẩm chất Trở kháng đặc tính Dải thông Đường cong cộng hưởng điện áp Mạch dao động RLC song song Đồ thị vector Bảng tóm tắt Các tham số Mạch RLC nối tiếp Tần số cộng hưởng LC ; f0 = 1... trở, tổng dẫn 1 ω0 = Trở kháng sóng Hệ số phẩm chất Mạch RLC song song ∆ω0,7 Q= ω0 = Q ω0 L 1 ρ ω C 1 R R = = Q = 0 = ω0 CR = = = g ω0 Lg ω0 L ρ R ω0 CR R 1 Z = R + j(ω L − ) ωC 1 Y = g + j(ω C − ) ωL Điều kiện cộng hưởng của mạch điện Trong biểu thức của tổng trở hoặc tổng dẫn phức, cho phần ảo bằng không Ví dụ mạch điện hình bên Cộng hưởng trong mạch phức tạp Từ phương trình P(ω)=0 ta có tần số cộng... hưởng điện áp là gì, đặc trưng của nó? Hiện tượng cộng hưởng dòng điện là gì, đặc trưng của nó? Bản chất vật lý của các chế độ cộng hưởng là gì? Trong trường hợp tổng quát, tần số cộng hưởng được xác định theo điều kiện nào? Mạch điện hình sin có hỗ cảm Câu hỏi kiểm tra và bài tập • Các phần tử mạch nào được gọi là có liên quan hỗ cảm? • Hệ số ghép là gì? Nó thay đổi trong giới hạn nào? • Biến áp không... thay thế của nó? • Các phần tử có liên quan hỗ cảm ảnh hưởng thế nào đến sự cân bằng công suất? • Các phương pháp tính toán nào có thể sử dụng để phân tích mạch có các phần tử liên quan hỗ cảm? Các mạch dao động ghép Công suất trong mạch điện hình sin ... Các phương pháp phân tích mạch [ Z][ I] = [ E] ∆Z K IK = ∆Z [ Y ][ϕ ] = [ J ] ∆YK ϕK = ∆Y • [Z] – ma trận tổng trở phức • [I] – ma trận các dòng điện mạch vòng • [E] – ma trận các sức điện động • [Y] – ma trận tổng dẫn phức • [φ] – ma trận các điện thế nút • [J] – ma trận các nguồn dòng và nguồn dòng tương đương • Định lý Thevenin và Norton về nguồn tương đương • Nguyên lý tương hỗ Ví dụ Xác định:... toàn phần của mạch Z •Các dòng điện I1, I2, I3 Cách 1: Giải trực tiếp Cách 2: Giải hệ phương trình Các bài tập 2.18, 2.19, 2.20, 2.21 Minh họa đồ thị vector Hàm truyền đạt phức • ĐN: Hàm truyền đạt phức của mạch điện là tỷ số giữa giá trị biên độ phức của phản ứng trên đầu ra với giá trị biên độ phức của tác động trên đầu vào của mạch • Theo quan điểm truyền tín hiệu, tính chất của mạch điện trong...Đối với điện cảm Đối với điện cảm Toán tử nhánh dạng phức • Ở chế độ hình sin xác lập biến đổi phức của điện áp nhánh gồm 3 thông số mắc nối tiếp Rk, Lk, Ck là: di k 1 u k = R kik + Lk + i k dt ∫ dt C k 1 ( R k + jωL k + ) I mk = (R k + Z Lk + Z Ck ) I mk = Z k I mk j ωC k Như vậy toán tử nhánh hình thức trở thành tổng trở phức Z và toán tử nhánh đảo L-1k trở thành tổng dẫn phức:... của mạch • Theo quan điểm truyền tín hiệu, tính chất của mạch điện trong chế độ xác lập hoàn toàn được xác định bởi hàm truyền đạt phức của nó T ( jω ) = Im2 I m1 Đặc tính tần số của mạch điện • Hàm truyền đạt phức của mạch điện tuyến tính có tham số tập trung là một hàm hữu tỷ của tần số tác động ω • Sự phụ thuộc của modul hàm truyền đạt phức vào tần số được gọi là đặc tính biên độ tần số Còn sự phụ