Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 3 - Nguyễn Kim Đính

Chương 3 - Các phương pháp giải mạch sin. Nội dung trình bày trong chương này: Khái niệm chung, phương pháp ghép nối tiếp - chia áp, phương pháp ghép song song - chia dòng, phương pháp biến đổi Y↔∆, phương pháp dòng mắt lưới, phương pháp áp nút, nguyên lý tỷ lệ.

Chương Các Phương Pháp Giải Mạch Sin • 3.1 Khái Niệm Chung • Nội Dung Giải Mạch Sin • Cho Mạch Thực gồm loại PT: Nguồn Áp e(t), Nguồn Dòng ig(t), Điện Trở R, Điện Cảm L, Điện Dung C Ta muốn tìm: • a Áp Tức Thời u(t) Dòng Tức Thời i(t) qua MMC (PT MMC) • b CSTD P, CSPK Q, CSBK S MMC Tiêu Thụ Phát Ra • Hai Phương Pháp giải mạch sin VECTƠ SP Việc chuyển qua lại Phương Pháp thực từ H2.13 H2.18 Quy trình giải mạch sin gồm bước B1 Chuyển sang mạch phức theo quy tắc:  e(t) = E sin( t   )  E  E  i (t) = I sin( t   )  I  I  g g g  R, L,C  ZR, ZL, ZC; YR, YL, YC theo (2.72) (3.1) (3.2) (3.3)  Ẩn thực u(t) = U sin( t   )  Ẩn Phức U  U  (3.4)  Ẩn thực i(t) = I sin( t   )  Ẩn phức I  I (3.5) B2 Giải mạch phức ĐLÔ, ĐKD, ĐKA để tìm U, I B3 Chuyển ngược mạch thực để tìm u(t) i(t) theo quy tắc Bước Chú Thích Quan Trọng a Trong B1 B3, dùng Dạng Hàm Sin: HD-sin, HD-cos, CĐ-sin, CĐ-cos; công thức tính P,Q, S, S dùng dạng HD! b TẢI: U = Z I I = Y U (3.6) c NGUỒN ÁP: U=E (3.7) d NGUỒN DÒNG: I =  Ig (3.8) e MMC: Nếu CQCD Cùng (Ngược) CQCA CS Phức MMC TIÊU THỤ (PHÁT RA) là: S = U I* (3.9) 3.2 Phương Pháp Ghép Nối tiếp Chia Áp (H 3.1)  U = Áp Tổng; I = Dòng Chung  Uk = AÙp qua Zk (k = 1,2)  Uk = ZkI (3.10)  U = U1 + U2 = (Z1 + Z2)I = ZtñI !  H 3.1 ! Công Thức Chia Áp (CTCA) Ztđ = Z1 + Z2 U I Ztñ Z1 Z2 U1  U; U  U Ztñ Ztñ (3.11) (3.12) (3.13) 3.3 Phương Pháp Ghép Song Song Chia Dòng (H 3.2)  I = Dòng Tổng; U = Áp Chung  Ik = Doøng qua Yk (k=1,2) I k  Yk U  I  I1  I2  ( Y1  Y2 )U  Ytñ U ! H 3.2  ! Công Thức Chia Dòng (CTCD) (3.14) Ytđ  Y1  Y2 I U Ytñ Y2 Y1 I1  I; I2  I Ytñ Ytñ (3.15) (3.16) (3.17) 3.4 Phương Pháp Biến Đổi Y  D (H 3.3) a) b) H 3.3 DY YD Z12 Z31 Z1Z2 Z12  Z1  Z2  (3.18) Z1  Z  Z  Z Z3 12 23 31 (3.19) ! 3TT baèng (3.20)  ZD = 3ZY hay ZY = ZD/3 3.5 Phương Pháp Dòng Mắt Lưới (DML) Mạch ML (H 3.4) B1 Chọn Ẩn Chính = DML IM1 B2 Phương trình DML có dạng Z11I M  EM H 3.4 (3.21)  Z11   Zk ML1 (3.22)  EM   Ek ML1 (3.23) ! Ek mang daáu + (–) CQCDML khỏi đầu + (–) EM1 E (3.24) B3 Giaûi (3.21)  I M1  M1 Z11 B4 Tính Dòng PT theo dòng ML: I1  I M , I2  I M B5 Tính Áp PT: U1  E1 , U  Z2I2 , U  E3 , U  Z4 I B6 Tính P, Q, S, S PT tiêu thụ phát ra: a Nguồn Áp E1 phát ra: S1  E1I1  P1  jQ1 (3.25)  E1 phaùt CSTD  P1 CSPK  Q1 b Nguồn áp E3 tiêu thụ: S3  E3I*3  P3  jQ3  E1 tieâu thụ CSTD  P3 CSPK  Q3 (3.26) B7 Kiểm tra Nguyên Lý Bảo Toàn P Q  P phaùt   P thu;  Q phaùt   Q thu (3.27) Maïch ML (H 3.5) B1 Chọn Ẩn Chính DML IM1 IM2 (CQC CKĐH) H 3.5 B2 Hệ phương trình DML có dạng: Z11I M  Z12I M  EM Z21I M  Z22I M  EM (3.28) ! Zii xác đònh nhö (3.22); EMi nhö (3.23) ! Z12  Z21    Zk chung ML1 ML2 B3 Giải (3.28)  I M vaø I M  I k , U k , Sk (3.29) 3.6 Phương Pháp Áp Nút Đònh Nghóa (H 3.6) Xét mạch có nhiều nút A, B,…  Tự chọn NÚT CHUẨN N  Gọi ÁP NÚT = ÁP nút nút chuẩn N: ! U A  U AN (3.30) UN  UNN  (3.31) U A  UB  E1 ; H 3.6 UG  E3 I2  Y2 (UC  UD ); I4  Y4 UH (3.32) (3.33) 10 Maïch Nút (H 3.7) B1 Chọn N làm nút chuẩn B2 Chọn Ẩn Chính = UA B3 Ik = Yk(UA – Ek) (3.34) B4  Ik = Yk(UA – Ek) = H 3.7  (Yk)UA = YkEk (3.35) B5 Giaûi Phương Trình Áp Nút (3.35)  YkEk UA   Yk B6 Tính Ik từ (3.34)  Uk, Sk (3.36) 11 3.7 Nguyên Lý Tỷ Lệ Nếu nhân tất Nguồn Ek Igk Mạch cho SP A = kb Áp Ukvà Dòng Ik qua PT nhân cho A ! AHD DHD PT nhân cho k ! Pha Áp Pha Dòng PT cộng cho b Nếu tập nguồn {Ek, Igk}  Đáp ứng {Uk, Ik} ! tập nguồn {AEk, AIgk}  Đáp öùng {AUk, AIk} 12 ... (3. 30) UN  UNN  (3. 31) U A  UB  E1 ; H 3. 6 UG  E3 I2  Y2 (UC  UD ); I4  Y4 UH (3. 32) (3. 33) 10 Maïch Nút (H 3. 7) B1 Chọn N làm nút chuẩn B2 Chọn Ẩn Chính = UA B3 Ik = Yk(UA – Ek) (3. 34)... (3. 14) Ytđ  Y1  Y2 I U Ytñ Y2 Y1 I1  I; I2  I Ytñ Ytñ (3. 15) (3. 16) (3. 17) 3. 4 Phương Pháp Biến Đổi Y  D (H 3. 3) a) b) H 3. 3 DY YD Z12 Z31 Z1Z2 Z12  Z1  Z2  (3. 18) Z1  Z  Z  Z Z3... 12 23 31 (3. 19) ! 3TT baèng (3. 20)  ZD = 3ZY hay ZY = ZD /3 3.5 Phương Pháp Dòng Mắt Lưới (DML) Mạch ML (H 3. 4) B1 Chọn Ẩn Chính = DML IM1 B2 Phương trình DML có dạng Z11I M  EM H 3. 4 (3. 21)