Cơ sở kỹ thuật điện - điện tử P1

Bộ môn: Lý thuyết mạch CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com 1. Tổng quan a) Mạch điện là gì ? • Về mặt toán học mạch (circuits) làVề mặt toán học, mạch (circuits) là mộtmôhìnhthựchiệnmột phép toán tử nào đólêntácđộng ởđầu à hằ t đá ứ C - 2 6 4 Ura +E R Uv C - 2 6 4 Ura +E R Uv vào, nhằm tạorađáp ứng mong muốn ởđầura. • Cụ thể, mạch là một hệ thống gồm -E + 3 6 7 0 -E + 3 6 7 0 Cụ thể, mạch là một hệ thống gồm các phầntử và các thông số được kếtnốitheomộttrậttự logic nhất định nhằm tạo và biến đổi tín hiệu dtuku vra ∫ = dtuku vra ∫ = định nhằm tạo và biến đổi tín hiệu. • Chú ý: Cần phân biệtsự khác nhau của hai khái niệm phầntử và thông Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com p g số. 1. Tổng quan b) Phần tử và thông số • Phầntử ởđây ám chỉ tới các vậtliệulinhkiệncụ ể R 1 M * * R 2 thể:tụđiện, cuộn dây, biến áp, diode, transistor . Thô ố là đ i l ật U 1 U 2 L 2 L 1 • Thông số là đại lượng vật lý đặctrưngchotínhchất của phần tửcủa phần tử. •Mộtphầntử có thể có nhiều thông số Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com nhiều thông số. 1. Tổng quan c) Các trạng thái của mạch R 3 R 1 • Trạng thái xác lập:mạch ở trạng thái làm việccânbằng ổ I ng4 3 R 4 R 2 E ng1 & ổn định. • Trạng thái quá độ:mạch đ t á tì h lậ l iđang trong quá trình lập lại sự cân bằng mớikhitrong mạch xảy ra đột biến thường K R 1 C R 2 e(t) R 3 mạch xảy ra đột biến, thường gặpkhiđóng/ngắtmạch, n guồntác động có dạng Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com guồ ác độ g có dạ g xung. 1. Tổng quan • Các quá trình năng lượng trong mạch, quan hệ về điện áp & dòng điện trên các phần tử d) Phân tích mạch: hệ về điện áp & dòng điện trên các phần tử. • Đáp ứng ra củahệ thống trong miềnthờigian &miềntầnsố. Quá trình tín hiệu qua mạch ỗ ầ HÖ thèng s½n cã x(t) y(t) ? ứng vớimỗitácđộng ởđầu vào. e) Tổng hợp mạch: ? x(t) y(t) •Tổng hợpmạch là chúng ta phảixácđịnh kết cấuhệ thống sao cho ứng vớimỗitácđộng ở đầu vào sẽ tương ứng với một đáp ứng mong ? đầu vào sẽ tương ứng với một đáp ứng mong muốn ởđầurathỏamãncácyêucầuvề kinh tế và kỹ thuật. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com • Chú ý: phân tích mạch là bài toán đơntrị, tổng hợpmạch là bài toán đatrị. 2. Các thông số tác động và thụ động của mạch điện Xét mộtphầntử mạch: i(t) + A Thí dụ:xétmạch điện phÇn tö u(t) u AB + A R e •Dưới góc độ năng lượng: m¹ch - B g ộ g ợ g p(t)=u(t).i(t) •Nếuu(t)&i(t)ngượcchiều nhau, thì hầ tử là tá độ (hầ tử • elàphầntử cho năng lượng. Nó chứathôngsố tác động thì phần tử là tác động (phần tử nguồn), nó cho năng lượng. •Nếuu (t) &i(t) cùng chiều nhau, tác độ g • Rlàphầntử nhậnnăng lượng, nó chứathôngsố th ụ động Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com () () g , thì phầntử là thụđộng, nó nhận năng lượng. ụ ộ g 2.1. Các thông số thụ động đ ị Ô (Ω) a) Điện trở R i(t) r • đơnvị: Ôm (Ω). •Về mặtthời gian, dòng u(t) điệnvàđiệnáptrên phầntử thuầntrở là ồ u(t) (t) i(t) đồng pha. •Rđặctrưn g cho sự tiêu u(t) = r.i(t) g tán năng lượng dưới dạn g nhiệt. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com g 2.1. Các thông số thụ động Đ ị F (F) b) Điện dung C i(t) C • Đơnvị: Fara (F) •Về mặtthời gian điệnáp u(t) tdu Cti )( )( = trên C chậmphasovới dòng điệnlàπ/2. dt Cti )( t utdtitu += ∫ )()( 1 )( •Xétvề mặtnăng lượng, C đặctrưn g cho sự tích o utdti C tu += ∫ 0 )()()( g luỹ năng lượng điện trườn g. Chú ý: ở chế độ một chiều, điện dung coi như hở mạch Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com g 2.1. Các thông số thụ động Đ ị H (H) c) Điện cảm L i(t) L • Đơnvị: Henry (H) •Về mặtthời gian điệnáp u(t) trên L nhanh pha so với dòng điệnlàπ/2. tdi Ltu )( )( = •Xétvề mặtnăng lượng, L đặctrưn g cho sự tích dt Ltu )( = g luỹ năng lượng từ trườn g Chú ý: ở chế độ một chiều, điện dung coi như ngắn mạch Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com g 2.1. Các thông số thụ động i 1 i 2 M Đ ị H (H) d) Hỗ cảm M i 1 i 2 M ** • Đơnvị: Henry (H) • M có cùng bản hất ủ điệ ả u 1 u 2 L 22 L 11 chất của điệncảm, nhưng nó đặc t h dt di M dt di Lu 2 12 1 111 ±= trưng chosự tương tác lẫn nhau iữ á hầ tử dt di L d t di Mu 2 22 1 212 +±= giữacácphần tử (về mặtnăng l từ t ờ ) Chú ý: nếu các dòng điện cùng chảyvào hoặc cùng chảyrakhỏi đầucóđánh dấu * (đầ ù tê ) thì á biể thứ tê lấ Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com lượng từ trường). * (đầucùng tên) thì các biểu thức trên lấy dấu‘+’,nếungượclạithìlấydấu ‘-’. [...]... = Nb =Nnh - Nn + 1 Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com 6 Cỏc nh lut Kirchhoff nh lut 1: nh lut Kirchhoff v dũng in -cỏch phỏt biu 1: Tng cỏc dũng in i vo nỳt bng tng cỏc c c p b u : ng dũng in i ra khi nỳt -cỏch phỏt biu 2: Tng i s cỏc dũng in ti mt nỳt bng khụng H qu: t nh lut kirchhoff 1 ta d chng minh c rng ch cú th vit c (Nn -1 ) phng trỡnh c lp Vớ d: i1= i2+i6 Z6 Hay i 1- i2-i6 = 0 V t... A theo cỏc n s mi l in th ti cỏc nỳt: U A E1 U A U B U A U D + E8 + + =0 1 / Y1 1 / Y2 1 / Y8 Y8 A Y2 B E8 Y4 Y6 Y5 Y1 Y3 E1 C E5 Nhúm s hng v chuyn v ta cú: D Y7 E7 O (Y1+Y2+Y8).UA - Y2.UB - 0.UC - Y8.UD = Ing1-Ing8 T Trong ú cỏc dũng in ngun c tớnh theo biu thc: ỏ dũ i ớ h h bi h E1 I ng1 = = E1Y1 , Z1 I ng 8 E8 = = E8Y8 Z8 Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com ...2.1 Cỏc thụng s th ng Thụng s tng ng ca cỏc phn t mc ni tip hoc song song Cách mắc Thông số điện tr ở Thông số điện cảm Thông số điện dung nối tiếp r = rk L = Lk 1 1 = C k Ck 1 1 = r k rk 1 1 = L k Lk C = Ck k song song k Thí dụ: R2.R3 Rtd = R1 + R23 = R1 + R2 + R3 k R1 U1 R2 R3 Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com... cú ni tr trong Ri c trng cho s tn hao nng lng ca ngun Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com 2.2 Cỏc thụng s tỏc ng S S tng ng ca ngun NGUN IN +a eng/ ing/Ri -b Ri = eng ing S tng ngun ỏp: Ri +a eng -b eng Ri Ngun ỏp lý tng cú - b R =0 i +a S tng ngun dũng: + + Ing Ri _ Ing Ri _ Ngun dũng lý tng cú Ri = CH í:Ngun ỏp cú th chuyn tng ng v ngun dũng v ngc li Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com... o ) Khi phc húa s thnh: r X = X m exp[ j (t + o )] Vit li di dng: r r X = X m exp( jt ) Biờn phc ca x(t) l: r X m = X m exp( j o ) Thí dụ: -Bin i thun (FT) ca hm u (t ) = U m sin(t + 30 o ) l biu din trong min tn s r U = U m exp[ j (t + 30 o )] -Bin i ngc li, khi bit biờn r phc o U m = U m exp( j 30 ) thỡ hm thi gian tng ng s l s la chn gia: u (t ) = U m sin(t + 30 o ) hoc u (t ) = U m... l nhỏnh cõy v nhỏnh khụng thuc cõy gi l nhỏnh bự cõy cõy Cỏc nhỏnh Z1, Z3, Z5 to thnh mt cõy cú ba nhỏnh gc ti O, cỏc nhỏnh cũn li l cỏc nhỏnh bự cõy Nu ký hiu s nhỏnh bự cõy l Nb thỡ ta cú: Nb = Nnh - Nn + 1 Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com 5 Cỏc yu t hỡnh hc ca mch in Vũng kớn: bao gm cỏc nhỏnh v cỏc nỳt to thnh mt vũng khộp kớn Vũng c bn (ng vi mt cõy) l vũng kớn ch cha mt nhỏnh bự cõy... cỏch , y g p y khỏc, mch tuyn tớnh ch gm cỏc phn t tuyn tớnh Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com Bi tp vớ d bi: Cho mch in vi cỏc tham s nh hỡnh v: Z1 U1 r j 30 o U1m = 9 2 e Z2 Z3 Z1 = 1 5j 1-5 j Z2 = 3+3j Z3 = 6+6j a Xỏc nh U1(t), i1(t), i2(t) v i3(t) 1 b b V s t tng ng on mch th tớ h cht cỏc h theo tớnh ht ỏ thụng s th ng c Tớnh cụng sut tỏc dng ca on mch Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com... nh lut Kirchhoff nh lut 2: nh lut Kirchhoff v in ỏp Tng i s cỏc st ỏp ca cỏc nhỏnh trong mt vũng Tng kớn bng khụng H qu: t h l ki hh ff 2 ta ch cú th vit nh lut kirchhoff h ú h i c Nv = Nb = Nnh - Nn + 1 phng trỡnh c lp Z6 Vớ d: UAB+UBO+UOA=0 0 V t h qu ta thy ch cú th vit c 3 phng trỡnh c lp (ng vi s vũng c bn ca mch) Z2 A Z1 Z4 B V1 Z3 C Z5 O Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com Bi toỏn... r I1m j150 I 3m = Z2 = e Z 2 + Z3 u1 (t ) = 9 2 sin(t 30 ) o i1(t) = 3.sin(t + 15o) i2(t) = 2.sin(t + 15o) 2 sin( i3(t) = sin(t + 15o) i ( Tel: 0912562566 Email: thanhqn80@gmail.com Bi tp vớ d Z1 = 1-5 j Z2 = 3+3j Z3 = 6 6j 6+6j Z1 U1 Z2 Z3 Bi lm: b) S tng ng chi tit theo cỏc tham s R XL, XC (n v ): R, R 1=1 XC=5 R2 =3 3 XL=3 R3 =6 6 XL=6 c) Cụng sut tỏc dng: P = U1.I1 cosZ = 13,5W , chỳ ý: P . Bộ môn: Lý thuyết mạch CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com 1. Tổng quan a) Mạch điện là gì ? • Về mặt toán. trong mạch, quan hệ về điện áp & dòng điện trên các phần tử d) Phân tích mạch: hệ về điện áp & dòng điện trên các phần tử. • Đáp ứng ra củahệ thống