các phương pháp phân tích mạch điện

I Phương pháp dòng nhánh: Phương pháp dòng nhánh áp dụng định luật Kirchhoff để viết phương trình với ẩn số dịng điện nhánh, ta cần phải viết số phương trình sau: • (d-1) phương trình Kirhhoff (K1) • (n-d+1) phương trình Kirhhoff (K2) Ví dụ 3-1: cho mạch điện phức hố hình 3-1: * Nhận xét mạch điện: + số nút: 4; + số nhánh: 6; Số phương trình K1: 3; Số phương trình K2: Theo chiều dòng điện sơ đồ mạch chọn thực viết phương trình K1 K2 Chú ý: Khi viết phương trình K2 cần chọn mạch vòng độc lập – Mạch vòng độc lập mạch vịng có nhánh so với mạch vịng trước Ví dụ 3-2: Cho mạch điện phức hố hình 3-2, tìm cơng suất cung cấp nguồn công suất tiêu thụ điện trở II Phương pháp nút: Khái quát: Cho mạch điện: Nhận xét: - Nếu chọn nút có điện = 0v dịng điện nhánh xác định ta xác định điện nút lại * Cụ thể: - Điện nút 0: 0  dịng điện nhánh xác định ( ta xác định φA, φB) Nhánh nối trực tiếp từ nút A đến nút 0:  A  0  A I2   Z2 Z2 Nhánh nối trực tiếp từ nút B đến nút 0:  B  0  B I4   Z4 Z4 Nhánh nối trực tiếp từ nút A đến nút B:  A  B I3  Z3 Nhánh chứa phần tử nguồn áp: E1   A I1  Z1 Vậy dòng điện xác định ta biết điện A B * Định nghĩa: Phương pháp nút Phương pháp xác định điện nút, với nút chọn có điện = ov, nút gọi nút chuẩn hay nút tham chiếu, thông thường nút nút Nội dung: Điện nút, ngoại trừ nút tham chiếu giải từ hệ phương trình, gọi hệ phương trình nút d Y   J d Yđ ma trận dẫn nạp (Ω-1) nút Cụ thể: Trong đó: Yii : Tổng dẫn nạp nhánh nối tới nút i Yij : - (Tổng dẫn nạp nhánh nối nút i j) Yij = Yji  : Ma trận cột điện nút, ma trận ẩn số cần tìm : Ma trận cột nguồn dịng điện nút, cực tính xác định sau: a) Nhánh chứa nguồn dòng: Giá trị: = JK : nguồn dòng nhánh Dấu: (+) hướng vào nút, dấu (-) hướng nút b) Nhánh chứa nguồn áp: Giá trị: = EK : nguồn áp nhánh Dấu: (+) Cực dương EK hướng vào nút, (-) Cực âm EK hướng nút Các ví dụ: Ví dụ 1: Cho mạch điện: Tìm dịng điện điện áp U mạch Phương pháp nút? 10 I ml : Là ma trận dòng mắt lưới mạch, dây ma trận ẩn số cần tìm Eml : Ma trận cột sức điện động mắt lưới Giá trị dấu xác định sau: a) Nhánh chứa nguồn áp: Giá trị: = EK Dấu: (+) mắt lưới từ âm sang dương cắt qua EK, (-) ngược lại b) Nhánh chứa nguồn dòng: Giá trị: = JK Dấu: (+) mắt lưới JK ngựoc chiều ZK, (-) ngược lại 18 Ví dụ: Cho mạch điện: a) Tìm dịng điện Phương pháp dịng mắt lưới (có thể dùng nút) b) Tìm cơng suất phát nguồn dòng 19 Trường hợp đặc biệt mạch có chứa nguồn dịng lý tưởng: Khi nhánh chứa nguồn dòng lý tưởng nối trực tiếp nút, trở kháng ZK//nó = ∞, ta có trường hợp đặc biệt ma trận Zml có chứa phần tử ∞, để giải toán ta có phương pháp sau: Phương pháp 1: Chọn mắt lưới cho dòng mắt lưới với giá trị nguồn dịng lý tưởng đó, cách thực nhánh chứa nguồn dòng phụ thuộc mắt lưới 20 Ví dụ: Cho mạch điện: Tìm U ? 21 Phương pháp 2: Ta thay nhánh chứa nguồn dòng nhánh chứa nguồn áp Lúc hệ phương trình dịng mắt lưới bé số ẩn số, ta bổ sung thêm phương trình biểu diễn quan hệ dịng mắt lưới giá trị nguồn lý tưởng đó, cách thường áp dụng cho mạch có nguồn dịng lý tưởng thuộc mắt lưới 22 Ví dụ: Cho mạch điện: Tìm U 23 IV Các định lý mạch bản: Định lý xếp chồng: a) Phát biểu: • Đáp ứng mạch với nhiều nguồn kích thích độc lập tổng đáp ứng với nguồn kích thích độc lập riêng rẽ • Khi tìm đáp ứng mạch với nguồn kích thích độc lập phải triệt tiêu nguồn độc lập khác + Nguồn áp: ngắn mạch + Nguồn dòng: hở mạch 24 b) Khi sử dụng định lý xếp chồng: * Định lý xếp chồng định lý bắt buộc phải dùng để giải tập sau: - Trong mạch có nguồn DC AC - Trong mạch có nhiều nguồn AC có ω khác Ví dụ: Cho mạch điện: Tìm biểu thức u(t)? 25 Định lý Thervenin-Norton: Giả sử mạch điện tách hai phần, xét mạch chế độ xác lập điều hoà Nếu mạch A có chứa nguồn phụ thuộc biến dịng, áp điều khiển nguồn phụ thuộc, giả sử nằm phần mạch A Gọi I&là dòng điện; U&là điện áp hai cực a b với chiều dương hình vẽ 26 Định lý Thévenin: Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn áp điện áp hở mạch mắc nối tiếp với trở kháng Thévenin mạng cửa Định lý Norton: Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn dịng dịng điện ngắn mạch mắc song song với trở kháng Thévenin mạng cửa 27 Ví dụ: Cho mạch điện: Tìm I& theo sơ đồ Thervenin-Norton ? Chú ý: Sơ đồ Thervenin thường giải nút Sơ đồ Norton thường giải dịng mắt lưới 28 * Tìm trở kháng Thévenin Zth, dùng cách sau đây: Cách 1: Lần lượt tiến hành hở mạch cửa ab xác định điện áp hở mạch U&hm ngắn mạch cửa ab xác định dịng điện ngắn mạch I&nm , từ suy ra: U&hm Z th  I&nm 29 Ví dụ: Cho mạch điện: a Tìm mạch tương đương Thervenin Norton cho phần mạch bên trái a b b Tìm giá trị Zt để cơng suất tác dụng cực đại Tính cơng suất cực đại 30 Cách 2: Người ta thường tính Zth cách triệt tiêu tất nguồn độc lập (Nguồn áp nối tắt, nguồn dịng hở mạch), ta kích thích nguồn dịng J(t) cửa tìm điện áp U& đầu nguồn dòng U& Z th  J (t ) 31 Ví dụ: Cho mạch điện: Tìm U theo sơ đồ Thevenin? 32 ... âm EK hướng nút Các ví dụ: Ví dụ 1: Cho mạch điện: Tìm dịng điện điện áp U mạch Phương pháp nút? 10 Ví dụ 2: Cho mạch điện: Tìm i(t) mạch phương pháp nút? * Khi áp dụng Phương pháp nút: Người... tiêu thụ điện trở II Phương pháp nút: Khái quát: Cho mạch điện: Nhận xét: - Nếu chọn nút có điện = 0v dịng điện nhánh xác định ta xác định điện nút lại * Cụ thể: - Điện nút 0: 0  dịng điện nhánh... dòng điện xác định ta biết điện A B * Định nghĩa: Phương pháp nút Phương pháp xác định điện nút, với nút chọn có điện = ov, nút gọi nút chuẩn hay nút tham chiếu, thông thường nút nút Nội dung: Điện