Lý thuyết mạch lớp 11

Định lý mạch điện Định lý Millman Định lý Millman giúp ta tính hiệu hai đầu mạch gồm nhiều nhánh mắc song song Xét mạch (H 2.11), trong hiệu Vas = Va - Vs ( s = 1,2,3 ) triệt tiêu Định lý Millman áp dụng cho mạch (H 2.11) phát biểu: 29/250 Thí dụ 2.5 Dùng định lý Millman, xác định dòng điện i2 mạch (H 2.12) 30/250 Định lý chồng chất Định lý chồng chất kết tính chất tuyến tính mạch: Đáp ứng nhiều nguồn độc lập tổng số đáp ứng nguồn riêng lẻ Khi tính đáp ứng nguồn độc lập, ta phải triệt tiêu nguồn (Nối tắt nguồn hiệu để hở nguồn dòng điện, tức cắt bỏ nhánh có nguồn dòng điện), riêng nguồn phụ thuộc giữ nguyên Thí dụ 2.6 Tìm hiệu v2 mạch (H 2.13a) Thí dụ 2.7 Tính v2 mạch (H 2.14a) 31/250 i3 = 2i1 = 1A → v'2 = - 3i3 = -1 V - Nối tắt nguồn hiệu V, ta có mạch (H 2.14c) Điện trở 4Ω bị nối tắt nên i1 = A Vậy i3 = 3A ⇒ v''2 = - x = - V Vậy v2 = v'2 + v''2 = -1 - = -10 V Định lý Thevenin Norton Định lý cho phép thay phần mạch phức tạp mạch đơn giản gồm nguồn điện trở Một mạch điện giả sử chia làm hai phần (H 2.15) 32/250 Định lý Thevenin Norton áp dụng cho mạch thỏa điều kiện sau: * Mạch A mạch tuyến tính, chứa điện trở nguồn * Mạch B chứa thành phần phi tuyến * Nguồn phụ thuộc, có, phần mạch phụ thuộc đại lượng nằm phần mạch Định lý Thevenin Norton cho phép thay mạch A nguồn điện trở mà không làm thay đổi hệ thức v - i hai cực a & b mạch Trước tiên, để xác định mạch tương đương mạch A ta làm sau: Thay mạch B nguồn hiệu v cho thay đổi lưỡng cực ab (H2.16) Trong i1 dòng điện tạo nguồn mạch A triệt tiêu nguồn độc lập (H2.17a) isc dòng điện tạo mạch A với nguồn v bị nối tắt (short circuit, sc) (H2.17b) 33/250 * (H 2.18) vẽ từ hệ thức (2.12) gọi mạch tương đương Thevenin mạch A (H 2.15) Và nội dung định lý phát biểu sau: Một mạch lưỡng cực A thay nguồn hiệu voc nối tiếp với điện trở Rth Trong voc hiệu lưỡng cực A để hở Rth điện trở nhìn từ lưỡng cực triệt tiêu nguồn độc lập mạch A (Giữ nguyên nguồn phụ thuộc) Rth gọi điện trở tương đương mạch A thụ động * (H 2.19) vẽ từ hệ thức (2.10) gọi mạch tương đương Norton mạch A (H 2.15) Và định lý Norton phát biểu sau: 34/250 Một mạch lưỡng cực A thay nguồn dòng điện i sc song song với điện trở R th Trong i sc dòng điện lưỡng cực nối tắt R th điện trở tương đương mạch A thụ động Thí dụ 2.8 Vẽ mạch tương đương Thevenin Norton phần nằm khung mạch (H2.20) Giải: Để có mạch tương đương Thevenin, ta phải xác định Rth voc • Xác định Rth Rth điện trở nhìn từ ab mạch triệt tiêu nguồn độc lập (H 2.21a) Từ (H.2.21a) : 35/250 Để có mạch tương đương Norton, R th có, ta phải xác định isc Dòng isc dòng qua ab nhánh nối tắt Ta xác định từ mạch (H 2.20) nối tắt ab Nhưng ta dùng hệ thức (2.11) để xác định isc theo voc: Vậy mạch tương đương Norton (H 2.23) Thí dụ 2.9 Vẽ mạch tương đương Norton mạch (H 2.24a) 36/250 Ta tìm isc từ mạch (H 2.24c) KCL nút b cho: i1 = 10 - i2 - isc Viết KVL cho vòng bên phải: -4(10 - i2 - isc) - 2i1 + 6i2 = - 6i2 + 3isc = Giải hệ thống cho isc = 5A Để tính Rth (H 2.24b), mạch có chứa nguồn phụ thuộc, ta tính cách áp vào a,b nguồn v xác định dòng điện i, để có Rth = v/i ( điện trở tương đương ) Tuy nhiên, ta tìm voc ab a,b để hở (H 2.25) 37/250 Thí dụ 2.10: Tính vo mạch (H 2.27a) cách dùng định lý Thevenin 38/250 Để có mạch thụ động, nối tắt nguồn v1 giữ nguồn phụ thuộc 1/3 i1, ta có mạch (H 2.27c) Mạch giống mạch (H 2.10) thí dụ 2.4; R th Rtđ thí dụ 2.4 39/250 Định lý Kennely 40/250 Thí dụ 2.11: Tìm dòng điện i mạch (H 2.29a) 41/250 Mạch khuếch đại thuật toán (Operation amplifier, OPAMP) Một linh kiện điện tử quan trọng thông dụng mạch khuếch đại thuật toán ( OPAMP ) Cấu tạo bên mạch giới thiệu giáo trình khác Ở giới thiệu mạch OPAMP dùng vài trường hợp phổ biến với mục đích xây dựng mạch tương đương dùng nguồn phụ thuộc cho từ định luật Kirchhoff OPAMP mạch đa cực, để đơn giản ta để ý đến ngõ vào ngõ (bỏ qua cực nối nguồn Mass ) Mạch có hai ngõ vào (a) ngõ vào không đảo, đánh dấu (+) (b) ngõ vào đảo đánh dấu (-), (c) ngõ 42/250 Mạch có nhiều đặc tính quan trọng , ta xét mạch điều kiện lý tưởng: i1 i2 dòng điện ngõ vào không (tức tổng trở vào mạch lớn) hiệu hai ngõ vào không Lưu ý ta dùng định luật KCL tổng quát cho mạch (H 2.30) ta bỏ qua số cực i1 = i2 = i3 ≠ Mạch OPAMP lý tưởng có độ lợi dòng điện → ∞ nên thực tế sử dụng người ta dùng mạch hồi tiếp Trước tiên ta xét mạch có dạng (H 2.31a), R2 mạch hồi tiếp mắc từ ngõ (c) trở ngã vào đảo (b), mạch (H 2.31b) mạch tương đương 43/250 Ta thấy v2 có pha đảo lại so với v1 nên mạch gọi mạch đảo Mạch tương đương vẽ (H 2.31b), dùng nguồn hiệu phụ thuộc hiệu 44/250 ... = 3A ⇒ v''2 = - x = - V Vậy v2 = v'2 + v''2 = -1 - = -10 V Định lý Thevenin Norton Định lý cho phép thay phần mạch phức tạp mạch đơn giản gồm nguồn điện trở Một mạch điện giả sử chia làm... phát biểu sau: Một mạch lưỡng cực A thay nguồn hiệu voc nối tiếp với điện trở Rth Trong voc hiệu lưỡng cực A để hở Rth điện trở nhìn từ lưỡng cực triệt tiêu nguồn độc lập mạch A (Giữ nguyên... phát biểu sau: 34/250 Một mạch lưỡng cực A thay nguồn dòng điện i sc song song với điện trở R th Trong i sc dòng điện lưỡng cực nối tắt R th điện trở tương đương mạch A thụ động Thí dụ 2.8