Thí nghiệm mạch điện

SV thöïc hieän thí nghieäm treân moâ hình vaät lyù, ñeå xaùc ñònh caùc thoâng soá ñieän aùp, doøng ñieän, coâng suaát S, coâng suaát P, vaø heä soá coâng suaát cos ϕ ϕ ϕ ϕ , va[r]

(1)

(2)

Lời nói đầu

Mạch điện môn học sở làm tảng cho sinh viên theo học ngành điện để có đủ ý kiến phân tích trạng thái thông số mạch điện hay hệ thống điện Từ sinh viên tìm hướng giải vấn đề mạch điện hay hệ thống điện Nhằn đáp ứng nhu cầu đào tạo cho sinh viện hệ cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ điện điện tử, Khoa Điện xây dựng phòng thí nghiệm biên soạn tài liệu: HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN, với nội dụng gồm có phần:

Phần I: Các thí nghiệm mạch điện mô hình vật lý

Phần II: Các thí nghiệm mô mạch điện máy Phần phụ lục: Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô TINA Pro 7.0 Phịng thí nghiệm mạch điện cịn giúp sinh viên biết cách sử dụng thiết bị linh kiện Tina Pro V7.0 để vẽ mô mạch điện Tạo sinh viên có khả vẽ tiến hành chạy mơ máy tính, để khảo sát thông số đường đặc tuyến mạch điện Hình thành cho sinh viên phương pháp mơ mạch điện máy tính cá nhân sử dụng chương trình TINA Pro Pspice tảng

Tài liệu: HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN, Khoa Điện, Tổ môn sở kỹ thuật điện q thầy khoa Điện đóng góp ý kiến, bổ sung chỉnh sửa cho tài liệu hồn chỉnh

Tài liệu: HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN, có tham khảo sử dụng số phần tài liệu: Hướng dẫn Thí Nghiệm Mạch Điện trường Đại Học Bách Khoa TP HCM

Tôi chân thành cảm ơn khoa Điện, Tổ môn sở kỹ thuật điện q thầy khoa Điện đóng góp ý kiến cho tài liệu hoàn chỉnh Đây lần biên soạn đầu tiên, có sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp cho lần tái sau hồn thiện

Địa liên hệ: Phịng thí nghiệm mạch điện – Bộ sở kỹ thuật điện – khoa Điện – Trường đại học Công Nghiệp TP HCM

(3)

(4)

MỤC LỤC Lời nói đầu

Phần I: THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN

Bài Trang HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO

Bài 11 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MẠCH ĐIỆN

XOAY CHIỀU MỘT PHA

Bài 22 KHẢO SÁT MẠCH BA PHA

Bài 33 MẠNG HAI CỬA TUYẾN TÍNH KHÔNG NGUỒN

Bài 40 MẠCH CỘNG HƯỞNG R – L - C

Bài 46 QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ MẠCH TUYẾN TÍNH

Bài 59 MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN

Bài 69 MẠCH PHI TUYẾN

Phần II: MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN

Bài 87 MẠCH THÉVENIN-NORTON

Bài 10 90 KIỂM CHỨNG CÁC ĐỊNH LÝ MẠCH

Bài 11 95 NGUYÊN LÝ TRUYỀN CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA MẠNG MỘT CỬA

Bài 12 101 ĐẶC TUYẾN BIÊN TẦN VÀ PHA TẦN CỦA NHÁNH

Bài 13 110 MẠCH LỌC ĐIỆN THỤ ĐỘNG

Baøi 14 119 MAÏCH BA PHA

Phần phụ lục: 137 HƯỚNG DẪN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TINA Pro 7.0

(5)

1.1 MỤC ĐÍCH

Giúp sinh viên nắm vững thao tác sử dụng thiết bị đo như: volt kế, ampere kế, watt kế, VOM, máy phát sóng, oscilloscope thiết bị khác phịng thí nghiệm.…

1.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

Variac pha pha

VOM ( có loại thị kim loại hiển thị số)

Volt kế ( loại AC DC)

Ampere kế ( loại AC DC)

Watt kế (1 pha pha)

Cosϕϕϕϕ

Dao động ký (Oscilloscope)

Máy vi tính

Các linh kieän: R, L, C

1.3 THỜI GIAN

Hướng dẫn lý thuyết: 225 phút

Làm thí nghiệm: phút

1.4 GIỚI THIỆU

1.4.1 VOLT KEÁ (Voltmeter) 1.4.1.1 VOM

Cắm que đo: que đen COM que đỏ V-ΩΩΩΩ (hình 1.1)

Chọn chức đo:

Chọn DCV: đo Volt chiều

Chọn ACV: ño Volt xoay chieàu

Chọn tầm đo (Range): Về nguyên tắc, tầm chọn cho vừa

đủ lớn đại lượng cần đo Nếu chọn tầm lớn sai số phép đo Nếu chọn tầm bé đại lượng cần đo VOM có thị kim làm hư BÀI 1

(6)

Chọn thang chia (Scale): Tùy theo tầm chức đo, người ta chọn

thang chia thích hợp để đọc số liệu Các thang chia đo áp ghi rõ chúng dùng cho tín hiệu AC DC tầm

Hình 1.1a: Analog VOM Hình 1.1b: Digital VOM

Giá trị đọc Volt kế trị hiệu dụng (RMS Value)

Đo nóng (nối song song): VOM dùng Volt kế đo nóng, tức đo

mạch có điện Và Volt kế mắc vào mạch song song với tải cần đo áp Về mặt lý thuyết mạch, Volt kế xem tương đương với trở kháng Rv có giá trị vơ lớn (hở mạch)

Cực tính: Đối với Volt kế AC khơng cần lưu ý cực tính que đo với Volt kế

DC cần lưu ý điều Que đỏ ln đặt vào cực tính + que đen đặt vào cực tính – điện áp DC cần đo

1.4.1.2 VOLT KẾ CHUYÊN DỤNG

Các Volt kế chuyên dụng thị kim hay số thường có hai chức đo AC DC Việc chọn tầm, thang chia cực tính que đo khơng khác VOM

Lưu ý:

Khơng sử dụng VOLT AC để đo DC hay ngược lại

Khi sử dụng VOM để đo volt cẩn thận kiểm tra vị trí switch

chọn chức trước đo 1.4.2 AMPERE KẾ (AMPERMETER)

1.4.2.1 AMPERE KẾ CHUYÊN DỤNG (hình 1.2)

Đặc trưng thiết bị đo Ampere Ampere kế chuyên dụng Thông thường có loại: AC Ampere; DC Ampere AC – DC Ampere

Que đỏ cắm A, que đen cắm COM Lưu ý có số Ampere đo dong

q lớn vị trí cắm que đo đổi để thay đổi trở Shunt

Chọn chức năng: Đo dòng DC (Chọn DCA) hay AC (Chọn ACA) Nếu

(7)

Chọn tầm thang chia: Chọn Volt kế

Giá trị đọc trị hiệu dụng

Hình 1.2a: DC Ampere Hình 1.2b: AC Ampere

Đo nguội – Nối nối tiếp: Ampere kế đo nguội, tức lắp

mạch Ampere kế mạch khơng có điện Sau muốn đọc giá trị Ampere kế ta cấp điện cho mạch (bật công tắc) Khi muốn đổi Ampere sang vị trí khác ta ngắt điện mạch, đổi nối cho Ampere kế, đọc số liệu Nguyên tắc, Ampere kế mắc vào mạch nối tiếp với tải cần đo dòng Về mặt lý thuyết mạch, Ampere kế xem tương đương với trở kháng có giá trị vơ bé (ngắn mạch) Ampere kế đưa vào mạch xem tương đương với dây dẫn làm ngắn mạch hai đầu nên SV cần lưu ý chuyển mạch cho Ampere kế

Cực tính: Đối với Ampere kế AC khơng cần lưu ý cực tính que đo với

Ampere kế DC cần lưu ý điều Dòng điện phải vào cực dương (+) Ampere kế DC thông qua que đỏ cực âm (-) thông qua que đen

Hình1.2c : Volt kế chuyên dùng Hình 1.2.d : Amper kế chuyên dùng

1.4.2.2 AMPERE KẸP

Ampere kẹp không cần thao tác mắc mạch phức tạp dựa nguyên

lý cảm ứng từ Ampere kẹp, có dạng hình H.2.2, dùng dể đo dòng AC DC Sử dụng:

Peak Hold: giữ gía trị lớn mà Ampere kẹp đọc

(8)

Func Selet: chọn chức đo, đo dòng nên chọn 20 A

Display: hiển thị giá trị đo

Hình 1.3a: Ampere kẹp Hình 1.3b: Ampere kẹp 1.4.3 WATT KẾ (WATTMETER)

Watt kế dụng cụ sử dụng nhiều (Hình 1.4), thao tác cần lưu ý số điểm sau:

Hình 1.4a: Watt kế pha Hình 1.4b: Watt kế pha pha 1.4.3.1 XÁC ĐỊNH ĐÚNG CUỘN ÁP VÀ CUỘN DỊNG

Xác định hai đầu cuộn áp, hai đầu cuộn dịng, cực tên tầm đo thích hợp Tầm đo chọn theo ngun tắc: Dịng qua cuộn dòng phải đảm

bảo bé Iđm cuộn dòng áp đặc vào cuộn áp phải đảm bảo bé Uđm

của cuộn áp Watt kế

1.4.3.2 NỐI WATT KẾ ĐO CÔNG XUẤT THEO NGUYÊN TẮC Cuộn dòng nối tiếp với tải, cuộn áp song song với tải

Khi nối cần lưu ý điểm sau:

• Đường đậm nét diễn tả đường dịng điện quy ứơc

• Các cực tên phải quy ước

• Watt kế thiết bị đo nguội, tức thao tác cho khơng có điện,

cuộn dây phải nối đồng thời 1.4.3.3 ĐỌC TRỊ SỐ

Đối với Watt kế pha, mà cuộn dây có nhiều giá trị Iđm Uđm giá trị

(9)

Pthực = (Pđọc)*(kw)

Với kw = (Uđm*Iđm)/ Trị max thang chia

1.4.4 BIẾN ÁP TỰ NGẪU (VARIAC)

Sơ đồ nguyên lí hình 1.5a cọc dây hình 1.5b Ngõ vào A-X nối với điện áp AC 220V điện áp lấy hai cọc a-x điện áp AC điều chỉnh Chiều xoay biến áp tự ngẫu theo chiều kim đồng hồ chiều tăng điện áp Cọc X nên nối vào dây nguội áp vào Điện áp vào biến áp tự ngẫu thường lấy từ điện áp dây hay pha nguồn ba pha

Hình 1.5a: Variac pha Hình 1.5b: Variac pha 1.4.5 MÁY PHÁT SÓNG (FUNCTION GENERATOR)

Máy phát sóng nguồn áp, hình 1.6, tín hiệu phát thường tín hiệu điều hịa, xung vng hay xung tam giác Giá trị E gọi DC tín hiệu ra, chỉnh nút chỉnh DC offset

Hình 1.6: Máy phát sóng

Chỉnh máy phát sóng, ta cần chỉnh hai thành phần tín hiệu ngõ ra: chỉnh biên độ chỉnh tần số

• Chỉnh biên độ: AMPLITUDE

(10)

• Chỉnh tần số: FREQUENCY

1.4.6 DAO ĐỘNG KÝ (OSCILLOSCOPE) 1.4.6.1 HÌNH DẠNG: Như hình 1.7

Hình 1.7: Dao động ký

Khối quét dọc: Có hai khối cho hai kênh Các nút chỉnh chính:

POS: Chỉnh vị trí dọc

VAR: Dùng CAL tín hiệu vào

Volt/div: Giá trị ô theo chiều dọc

Select Input: Chọn kiểu nối ngõ vào

Khối quét ngang:

POS: Dời tín hiệu theo chiều ngang

VAR Sweep: Dùng CAL quét ngang

Time/div: Giá trị ô theo chiều ngang

Khối Trigger:

Source: Nên chọn Alt hay CH1 để chọn đường tín hiệu trigger

Coupling: Nên chọn Auto

Trigger level Hold off: Giúp việc giữ tín hiệu hình khơng bị

trôi theo chieàu ngang

Khối chọn chức năng: Chọn từ VERT MODE

1.4.6.2 CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN VAØ CÁCH CHỈNH 1.4.6.2.1 BIỂU DIỄN TÍN HIỆU THEO THỜI GIAN

Đưa tín hiệu vào kênh A (CH1) hay B (CH2) Lưu ý ngõ tín hiệu ngõ mass Tín

hiệu vào dao động ký bắt buộc tín hiệu điện áp

VERT MODE chọn CH1 hay CH2 tùy theo tín hiệu đưa vào kênh Khi quan saùt

(11)

Kiểm tra nút VAR vị trí CAL

Chọn Select Input GND để chỉnh vạch sáng nằm ngang hình

nút POS Sau trả lại vị trí AC hay DC tùy mục đích quan sát tín hiệu

Chỉnh nút Volt/div time/div để tín hiệu đủ hình

Giá trị biên độ tần số tín hiệu đọc từ hình giá trị

nút Volt/div Time/div (Hình 1.8)

Hình 1.8: Hiển thị tín hiệu dao động ký

Hình 1.9: Hiển thị tín hiệu đồng thời dao động ký

1.4.6.2.2 BIỂU DIỄN HAI TÍN HIỆU ĐỒNG THỜI

Đưa hai tín hiệu vào hai kênh A B Hai tín hiệu phải có điểm mass

Vert Mode chỉnh Dual hay CHOP

Kiểm tra nút VAR vị trí CAL

Với kênh, chọn Select Input GND để chỉnh vạch sáng nằm

hình nút POS Sau trả lại vị trí AC hay DC tùy mục đích quan sát tín hiệu

Chỉnh Time/div cho phù hợp với tần số tín hiệu Chỉnh nút Volt/div tương ứng

với tín hiệu kênh cho dễ quan sát hai tín hiệu hình

Biên độ tín hiệu xác định dựa vào giá trị Volt/div kênh tương ứng

(Hình 1.9)

1.4.6.2.3 ĐO GÓC LỆCH PHA CỦA HAI TÍN HIỆU

Đưa hai tín hiệu vào hai kênh hiển thị hình 1.9 Góc lệch pha xác định theo: 0 630 T t ∆ ∆∆ ∆ = = = = ϕ ϕ ϕ

ϕ Với T – chu kỳ hai tín hiệu

1.4.6.2.4 BIỂU DIỄN MỘT TÍN HIỆU THEO TÍN HIỆU KHÁC

Đưa hai tín hiệu vào hai kênh A B Hai tín hiệu phải có điểm mass

Chỉnh để quan sát tín hiệu hình

Chuyển Vert Mode sang X-Y (Có chức nằm nút Time/Div)

Chọn Select Input hai kênh GND để chỉnh điểm sáng nằm trung

(12)

Hình 1.10: Hiển thị tín hiệu theo tín hiệu khác dao động ký

Đồ thị hình có hai trục đơn vị Volt đọc sau:

• Ơ dọc đọc theo Volt/Div kênh B (trục Y)

• Ơ ngang đọc theo Volt/Div kênh A (trục X)

(13)

2.1 MỤC ĐÍCH

Khảo sát thơng số đặc trưng mạch điện trường tác động nguồn xoay chiều hình sin

Bảng thí nghiệm

Nguồn xoay chiều 220V

Variac pha

Dây nối

VOM (hay Volt AC)

Ampere AC

Watt keá

Cosϕϕϕϕ

Dao động ký (Oscilloscope)

Maùy vi tính

Các linh kiện: R, L, C

2.3 THỜI GIAN

Hướng dẫn lý thuyết mơ máy tính: 45 phút

Làm thí nghiệm: 180 phút

2.4 TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trong chế độ xác lập điều hịa, nhánh đặc trưng bỡi cặp số (Z,ϕϕϕϕ)

.I

Z

U = Với ϕϕϕϕ = ϕϕϕϕu - ϕϕϕϕI

Góc ϕϕϕϕ xác định qua giản đồ vectơ mạch hay cơng suất; P = UICosϕϕϕϕ 2.5 PHẦN THÍ NGHIỆM

SV thực thí nghiệm mơ hình vật lý, để xác định thông số điện áp,

dòng điện, công suất S, công suất P, công suất Q, góc ϕϕϕϕ, xem dạng sóng

điện áp, dòng điện dao động ký cho mạch sau: 2.5.1 MẠCH THUẦN TRỞ

a) SV mắc mạch hình 2.1

(14)

L1

N

a

x 220V

24V

W

A

V R1

A

N VARIAC

CB

Hình 1.1: Mạch trở

b) Chỉnh variac 0V

c) Đóng CB cấp điện cho mạch

d) Chỉnh từ từ để ngõ variac 24V

e) Ghi giá trị vào baûng 2.1

Baûng 2.1

R (ΩΩΩΩ) Z (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) P(W)

10ΩΩΩΩ

f) Từ giá trị bảng 2.1 Tính giá trị thông số sau:

S (VA) Q (Var) cosϕϕϕϕ ϕϕϕϕ (độ)

g) Dùng dao động ký đo điểm A N, từ vẽ dạng sóng điện áp điện trở R

và ghi lại giá trị điện áp biên độ, chu kỳ Tính hiệu dụng VRMS tần số f

Vm = VRMS =

(15)

h) Ghi thông số dạng cực số phức

Z (ΩΩΩΩ) Y (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) S (VA)

i) Vẽ giản đồ vectơ

j) Nhận xét

(16)

2.5.2 MẠCH CÓ TÍNH CẢM

a) Sinh viên mắc mạch hình 2.1

Hình 2.1: Mạch có tính cảm

e) Ghi giá trị vào bảng 2.1

f) Do điện nội RL cuộn dây L

Bảng 2.1

RL (ΩΩΩΩ) L (mH) Z (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) P (W)

10

f) Từ giá trị bảng 2.1, tính giá trị thông số sau:

Y (ΩΩΩΩ) S (VA) Q (Var) cosϕϕϕϕ ϕϕϕϕ (độ)

g) Dùng dao động ký đo điểm A N, từ vẽ dạng sóng điện áp L ghi lại

(17)

Vm = VRMS =

T = f =

h) Vẽ giản đồ vectơ

i) Ghi thông số dạng cực số phức

j) Nhận xét

(18)

2.5.3 MẠCH THUẦN DUNG

Hình 2.3: Mạch dung

Baûng 2.3

C (uF) Z (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) P(W)

10

g) Dùng dao động ký đo điểm A N, từ vẽ dạng sóng điện áp C ghi

(19)

Vm = VRMS =

T = f =

j) Nhaän xét

(20)

2.5.4 MẠCH R – L – C MẮC NỐI TIẾP

Hình 2.4: Mạch R-L-C nối tiếp

Bảng 2.4

R (ΩΩΩΩ) L (mH) C(uF) Z (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) P(W)

50 10

g) Dùng dao động ký đo điểm A N, từ vẽ dạng sóng điện áp R-L-C

(21)

Vm = VRMS =

T = f =

j) Nhận xét

(22)

2.5.5 MAÏCH R – L – C MẮC SONG SONG

Hình 2.5: Mạch R-L-C mắc song song

Bảng 2.5

R (ΩΩΩΩ) L (mH) C(uF) Z (ΩΩΩΩ) U (V) I (A) P(W)

50 10

g)Dùng dao động ký đo điểm A N, từ vẽ dạng sóng điện áp R-L-C

(23)

Vm = VRMS =

T = f =

h)Vẽ giản đồ vectơ

i)Ghi thông số dạng cực số phức

j) Nhận xét

(24)

3.1 MỤC ĐÍCH

Khảo sát hệ thống nguồn pha cân thông qua đường dây ba pha dây có tổng trở khơng có tổng trở để cung cấp cho tải pha cân hay khơng

cân mắc Y hay mắc ∆∆∆∆ Tiến hành đo điện áp, dòng điện, công suất hệ số

công suất mạch ba pha

Khảo sát trường dây trung tính bị dứt Tiến hành đo điện áp, dòng điện pha hệ thống ba pha

Nguồn xoay chiều pha

Dây nối

VOM (hay Volt AC)

Ampere AC

Watt kế

Cosϕϕϕϕ

Máy vi tính

3.3 THỜI GIAN

3.4 TÓM TẮT LÝ THUYEÁT

Mạch ba pha hệ thống gồm ba sức điện động, ba tải dây nối chúng Có hai cách mắc mắc tam giác Trong trường hợp, cần lưu ý đến cơng thức để xác định thơng số áp, dịng pha dây

Hệ thống pha dây Y - Y đối xứng:

Z U I A AN

A==== ,

Z U I B BN

B==== ,

Z U I C CN

C==== ,

C B A

N I I I

I ==== ++++ ++++ ,

Hệ thống pha dây Y – tam giác đối xứng

BN

AN

AB U U

U ==== −−−− , U.BC====U.BN−−−−UCN ,UCA ====UCN −−−−UAN

Z U I ab AB

ab ==== ,

Z U I bc BC

bc==== ,

Z U I ca CA

ca====

ca

ab

A I I

I ==== −−−− ,

ab bc

B I I

I ==== −−−− ,

bc ca

C I I

I ==== −−−−

(25)

Công suất biểu kiến: S PA PB PC (jQA QB QC) + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + = == =

Hệ số công suất:

S P cosϕϕϕϕ====

3.5 PHẦN THÍ NGHIỆM

SV thực thí nghiệm mơ hình vật lý, để xác định thơng số điện áp, dịng điện, công suất S, công suất P, hệ số cơng suất cosϕϕϕϕ, xem dạng sóng điện áp, dòng điện dao động ký cho mạch sau (đường dây có tổng trở với ZDÂY = 5ΩΩΩΩ)

3.5.1 HỆ THỐNG Y – Y CÂN BẰNG (ZDÂY = 5ΩΩΩΩ)

a)SV mắc mạch hình 3.1

Hình 3.1: Hệ thống Y – Y cân

b)Đóng CB cấp nguồn điện áp pha: u1 = 50 sin(ωωωωt + 00), u1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch

c)Mắc Watt kế để đo công suất P2 P3 cho hai pha lại tương tự trường

hợp đo cơng suất P1 hình 3.1

c)Ghi tính giá trị vào bảng 3.1

Bảng 3.1 (Thơng số khơng có dạng số phức, bỏ trống ghi dạng phức)

Thông số Trị hiệu dụng Số phức dạng đại số Số phức dạng cực

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z3 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

(26)

P3 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q3 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ

Zdaây + j0

(27)

f) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - 3.5.2 HEÄ THỐNG Y – ∆∆∆∆ CÂN BẰNG (ZDÂY = 5ΩΩΩΩ)

Hình 3.2: Hệ thống Y – ∆∆∆∆ cân

b) Đóng CB cấp nguồn điện áp pha: u1 = 50 sin(ωωωωt + 00), u1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch

c) Nếu có Watt kế, đo P1 xong đo P2 Công suất tổng: P = P1 + P2

d) Ghi tính giá trị vào bảng 3.2

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z3 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

(28)

IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ Zdaây

(29)

f) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - 3.5.3 HỆ THỐNG Y – Y KHÔNG CÂN BẰNG (ZDÂY = 5ΩΩΩΩ)

a)Sinh viên mắc mạch hình 3.3

Hình 3.3: Hệ thống Y – Y không cân

b)Đóng CB cấp nguồn điện áp pha: u1 = 50 sin(ωωωωt + 00), u1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch

c)Mắc Watt kế để đo cơng suất P2 P3 cho hai pha cịn lại tương tự trường

hợp đo công suất P1 hình 3.3

d)Ghi tính giá trị vào bảng 3.3

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

Z3 (ΩΩΩΩ) -j10

(30)

I3 (A) IN (A) P1 (W) P2 (W) P3 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q3 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ Zdaây

(31)

f) Khi dây trung tính bị dứt (bỏ dây trung tính IN=0) Ghi giá trị vào bảng 3.3a Bảng 3.3a (Thơng số khơng có dạng số phức, bỏ trống ô ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A)

g)Vẽ giản đồ vectơ điện áp, dịng điện

h)Nhận xét

(32)

3.5.4 HỆ THỐNG Y – ∆∆∆∆ KHÔNG CÂN BẰNG (ZDÂY = 5ΩΩΩΩ)

Hình 3.4: Hệ thống Y – ∆∆∆∆ không cân

Bảng 3.4 (Thơng số khơng có dạng số phức, bỏ trống ô ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 +j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50 +j10

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ Zdaây

(33)

(34)

(35)

4.1 MUÏC ÑÍCH

Sử dụng phương pháp học để tìm hiểu cách xác định thành phần ma trận đặc trưng cho mạng hai cửa, khảo sát tính chất mạng hai cửa ứng dụng lý thuyết mạng hai cửa vào việc phân tích mạch

Nguồn AC 24V-5A

Dây nối

VOM (hay Volt AC)

Ampere AC

Máy vi tính

4.3 THỜI GIAN

4.4 TÓN TẮT LÝ THUYẾT

Ta biết hệ phương trình dạng A mạng hai cửa tuyến tính khơng nguồn có dạng:

12.2

11

1 A U A I

U ==== ++++

22 21

1 A U A I

I ==== ++++

Với chiều dòng điện I2 chọn chiều điện áp U2

Ở phần thí nghiệm này,chúng ta tiến hành phương pháp xác định hệ số

AIK thông qua trạng thái đặc biệt mạng hai cửa ngắn mạch hở

mạch hai cửa (xem thêm lí thuyết mạng hai cửa)

Đồ thị vectơ dòng áp mạch cho ta xác định góc pha đại lượng vectơ mạch

• Ngun lí tương hỗ: Dịng điện phát sinh nhánh kích thích

nguồn áp đặt nhánh thứ hai dòng phát sinh nhánh thứ hai đặt nhánh thứ nguồn áp đó(và nguồn nhất)

• Đối với mạng hai cửa, để kiểm tra nguyên lí tương hỗ, ta tiến hành

một hai thí nghiệm.Ở ta cho nguồn áp vào cửa cho ngắn mạch cửa lại.Giá trị dòng điện qua cửa bị ngắn mạch cho ta kiểm BAØI 4

(36)

• Đối với dạng ma trận khác, ví dụ ma trận Z: 12 11

1 Z I Z I

U ==== ++++

22 21

2 Z I Z I

U ==== ++++

Với chiều dòng điện I2 chọn ngược chiều áp U2

Chúng ta khảo sát thông số đặc trưng cho mạng hai cửa với cơng thức khác

Sinh viên thực thí nghiệm mơ hình vật lý, để xác định thơng số làm việc mạng hai cửa xác định thành phần ma trận đặc trưng cho mạng hai cửa

4.5.1 MAÏCH

a) Sinh viên mắc mạch mạng hai cữa hình T hình 4.1

Hình 4.1

b) Đóng CB bàn thí nghiệm

c) Cho hở mạch -2’, chọn thang đo DC, đo giá trị điện áp, ghi vào bảng 4.1a

Baûng 4.1a

U1 U2 UR1 UR2 UR3

d) Cho ngắn mạch cữa 2- 2’, đo giá trị dịng điện, ghi vào bảng 4.1b

Bảng 4.1b

I1 I2 I3

e) Xác định ma trận dạng A Từ tính ma trận dạng Z, Y, H, G, B, ghi thơng

số vào bảng 4.1c Bảng 4.1c

(37)

f) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4.5.2 MAÏCH

R1 R3

C

2

2'

1' u

Hình 4.2

c) Cho hở mạch -2’, chọn thang đo AC, đo giá trị điện áp, ghi vào bảng 4.2a

Baûng 4.2a

U1 U2 UR1 UC UR3

(38)

Baûng 4.2b

I1 IC I3

e) Xác định góc pha tương đối ảnh phức: 2 1 2

I, I,

U mạng hai cửa

f) Xác định ma trận dạng A Từ tính ma trận dạng Z, Y, H, G, B, ghi thơng

số vào bảng 4.2c Bảng 4.2c

Z Y H G A B

g) Vẽ giản đồ vectơ dòng áp

- - - - - - - -

h) Nhận xét

(39)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4.5.3 MAÏCH

R1 R3

C

2

2'

1'

Hình 4.3

c) Nối cửa vào – 1’ với nguồn AC 24V, cho hở mạch ngõ -2’

d) Nối cửa – 2’ với nguồn AC 24V, cho hở mạch cữa 1- 1’

e) Đo giá trị điện áp dòng điện, ghi vào bảng 4.3a

Baûng 4.3a

(40)

f) Xác định góc pha tương đối ảnh phức: 2 1 2

I, I,

U mạng hai cửa

cho goùc pha 1

U laø 00

g) Xác định ma trận dạng Z Từ tính ma trận dạng Y, H, G, A, B, ghi thơng

số vào bảng 4.3b Bảng 4.3b

Z Y H G A B

h) Vẽ giản đồ vectơ dòng áp

- - - - - - - - - - -

i) Nhaän xét

(41)

(42)

5.1 MỤC ĐÍCH

Mục đích thí nghiệm mạch cộng hưởng R – L – C giúp cho sinh viên hiểu số đặc tính mạch cộng hưởng R-L-C, cách xác định tần số cộng hưởng nhánh, băng thông mạch cộng hưởng khảo sát dạng tín hiệutrong mạch tương cộng hưởng xảy

Máy phát sóng

Dao động ký

Dây nối

VOM (hay Volt AC)

Máy vi tính

5.3 THỜI GIAN •

••

• Hướng dẫn lý thuyết mơ máy tính: 45 phút

• ••

• Làm thí nghiệm: 180 phút

Ở mạch RLC nối tiếp, trị hiệu dụng điện áp phần tử kháng gần cộng hưởng lớn so với điện áp vào mạch.Ở mạch RLC song song dòng điện qua mắc lưới LC gần cộng hưởng lớn so với dòng điện cấp cho nhánh

Tại tần số cộng hưởng, biên độ tín hiệu ngõ cực đại.Và khoảng ần số, mà biên độ hàm truyền đạt áp lớn 1/ biên độ cực đại, gọi băng thơng mạch cộng hưởng (kí hiệu BW) Hệ số phẩm chất Q mạch cộng hưởng tính cơng thức:

Q= fo/BW; với f – tần số cộng hưởng Đo lệch pha hai tín hiệu dao động ký

Giả sử hai tín hiệu đưa vào dao động ký ngõ x y có biểu thức: X= asin(ωωωωt)

Y= bsin(ωωωωt+ϕϕϕϕ)

Dao động ký biểu diễn hình tín hiệu y qt theo tín hiệu x hình vẽ

Để xác định góc pha ϕϕϕϕ dao động ký, người ta có hai cách đơn giản sau:

(43)

Cách 1:(dùng đồ thị lissajou)

Ta thấy rằng, t=0 x= y=Y0

Suy ra: bsin(ϕϕϕϕ)= Y0⇒⇒⇒⇒ sin(ϕϕϕϕ)= Y0/b

Ở b giá trị cực đại tín hiệu y, xác định hình Y0

cũng tương tự Như góc lệch pha tìm từ : Sin(ϕϕϕϕ) = Y0/b

Phương pháp rõ ràng đơn giản, thực hữu hiệu cho giá trị góc pha ϕϕϕϕ nhỏ Khi sin(ϕϕϕϕ) thay đổi nhanh theo ϕϕϕϕ ( ϕϕϕϕ nhỏ hay 450).Còn giá trị ϕϕϕϕ gần 900 trị sin(ϕϕϕϕ) thay đổi chậm, độ xác giảm

Cách 2: (dùng dao động ký so pha)

Rõ ràng cho lúc hai tín hiệu vào dao động ký (chọn MODE tầng quét dọc DUAL hay CHOP) so pha dựa vào thông số đọc hình Cách cịn cho ta thấy nhanh chậm pha hai tín hiệu (xem lại phần c) thí nghiệm số 1, cơng thức hình 5.1

2a

x y

2R

2b r

y0

Hình 5.1 5.5 PHẦN THÍ NGHIỆM

5.5 MẠCH R-L-C NỐI TIẾP

a) Sinh viên mắc mạch hình 5.1a

(44)

c) Cho tần số máy phát sóng thay đổi từ 100Hz đến 5kHz giữ cho biên độ V1 luôn 2V

d) Đo giá trị hiệu dụng V2 vào bảng 5.1a

Baûng 5.1a

f(Hz) 100 500 1000 2000 3000 3500 4000 4500 5000

V2 (V)

e) Veõ dạng sóng Vout theo tần số: Vout = f(f)

f) Xác định tần số cộng hưởng mạch f0 cách so pha hai tín hiệu vào

bằng dao động ký Khi cho tần số máy phát sóng thay đổi từ 100Hz đến 5kHz

và giữ cho biên độ V1 luôn 2V (Hình 5.1b)

(45)

f(Hz) 100 5000 f0(Hz)

Hình 5.1b: Mạch cộng hưởngR-L-C nối tiếp

g) Xác định băng thông cộng hưởng cách đo f1 f2 Từ xác định:

BW = f2 – f1

Với f1 f2 tần số mà điện áp RS 2 1

giá trị cộng hưởng

h) Xác định hệ số phẩm chất Q

i) Đo điện áp tụ tần số f thay đổi từ

3

0

f

đến 3f0 vẽ đồ thị UC = f(f) 5.5.2 MẠCH R-L-C SONG SONG

a) Sinh viên lắp mạch hình 5.2a

(46)

c) Cho tần số máy phát sóng thay đổi từ 100Hz đến 5kHz giữ cho biên độ V1 luôn 2V

d) Đo giá trị hiệu dụng V2 vào baûng 5.2a

Baûng 5.2a

f(Hz) 100 500 1000 2000 3000 3500 4000 4500 5000

V2 (V)

e) Vẽ dạng sóng Vout theo tần số: Vout = f(f)

f) Xác định tần số cộng hưởng mạch f0 cách so pha hai tín hiệu vào

bằng dao động ký Khi cho tần số máy phát sóng thay đổi từ 100Hz đến 5kHz

và giữ cho biên độ V1 luôn 2V (Hình 5.2b)

(47)

f(Hz) 100 5000 f0(Hz)

B

C RS

A

MÁY PHÁT SÓNG

Fre

Amp

L

V1 V2

RL

Hình 5.2b: Mạch cộng hưởng R-L-C song song

g) Xác định băng thông cộng hưởng cách đo f1 f2 Từ xác định:

BW = f2 – f1

h) Dùng dao động ký, đưa ngõ máy phát sóng V1 vào trục x, ngõ V2

mạch vào trục y, để đo độ lệch pha V1 V2 điểm nửa công suất So sánh với giá trị lý thuyết

3.NHẬN XÉT

(48)

6.1 MỤC ĐÍCH

Qua thí nghiệm giúp cho sinh viên hiểu số đặc tính độ mạch tuyến tính, gồm mạch R – C, mạch R – L mạch R – L – C Thông qua đặc tính này, sinh viên kiểm nghiệm phương pháp phân tích mạch độ học phần lý thuyết hiểu thêm số trình vật lý xảy phần tử mạch thực tế

Máy phát sóng

Dao động ký

Dây nối

VOM (hay Volt AC)

Máy vi tính

Các linh kieän: R, L, C

6.3 THỜI GIAN

Hướng dẫn lý thuyết mô máy tính: 45 phút

Q trình q độ trình xuất mạch chuyển từ chế độ xác lập sang chế độ xác lập khác (xem thêm lí thyết q trình q độ giáo trình mạch điện II) Thơng thường thời gian độ ngắn nên để quan sát người ta sử dụng nguồn kích thích chu kỳ có biên độ biến thiên đột ngột (đóng mở theo chu kỳ) 6.5 PHẦN THÍ NGHIỆM

Tín hiệu máy phát sóng tín hiệu xung vng có tần số 50Hz biên độ 5V

Vẽ lại dạng sóng

MÁY PHÁT SÓNG

Fre

(49)

6.5.1 MAÏCH R-C

a) Sinh viên mắc mạch hình vẽ 6.1

Hình 6.1: Mạch R – C

b) Đóng điện bàn thí nghiệm

c) Sinh viên thực thí nghiệm với thơng số cho bảng 6.1

Bảng 6.1

VR (KΩΩΩΩ) 10 10

C (uF) 10 10 100

(50)

(51)

e) Quan sát dao động ký vẽ lại dạng dòng điện qua mạch i(t) đưa dao

động ký vào hai đầu điện trở R0 (thông qua điện áp R0) ứng với trường

(52)

f) Xác định số thời gian mạch theo đồ thị, so sánh với giá trị tính theo lý thuyết - - - - - - - - - - - - - - - -

g) Nhận xét đồ thị

(53)

6.5.2 MAÏCH R-L

Hình 6.2: Mạch R – L

c) Sinh viên thực thí nghiệm với thơng số cho bảng 6.2

Baûng 6.2

VR (ΩΩΩΩ) 100 400

L (mH) 10 10

(54)

e) Quan sát dao động ký vẽ lại dạng dòng điện qua mạch i(t) đưa dao

động ký vào hai đầu điện trở R0 (thông qua điện áp R0) ứng với trường

(55)

f)Xác định số thời gian mạch theo đồ thị, so sánh với giá trị tính theo lý thuyết - - - - - - - - - -

(56)

6.5.3 MẠCH R-C-L

B

C R0

VR A

MÁY PHÁT SÓNG

Fre

Amp

L

Hình 6.3: Mạch R – L - C

c) SV thực thí nghiệm với giá trị VR VR = 100ΩΩΩΩ VR = 7KΩΩΩΩ

d) Quan sát dao động ký vẽ lại dạng điện áp tụ UC(t), ứng với chế

độ sau:

(57)

Không dao động

Tới hạn

e) Quan sát dao động ký vẽ lại dạng dòng điện qua mạch i(t) (thông qua

điện áp R0), ứng với chế độ sau:

(58)

Không dao động

(59)

f) Vẽ đồ thị pha IC = f(UC) (quan hệ IC theo UC) ứng với trường hợp dao động không dao động

Dao động

Không dao động

(60)

(61)

7.1 MỤC ĐÍCH

Mục đích thí nghiệm mạch khuếch đại thuật tốn giúp sinh viên ôn tập lý thuyết học phần tử khuếch đại thuật toán biết số ứng dụng điển hình thực tiễn

Nguồn áp DC 1V đến 9V

Máy phát sóng

Dao động ký

Dây nối

VOM hiển thị số(hay Volt AC)

Máy vi tính

Các linh kiện: R, VR, OP-AMP

7.3 THỜI GIAN

Dựa đặc tính mạch có chứa op-amp thiết kế làm việc vùng tuyến tính khơng q sâu vùng bão hịa xem gần theo mơ hình lí tưởng:

i+ = i- = U+ =U-

Từ quan hệ này, dễ dàng xác định biểu thức đại lượng cần tìm (áp dịng ngõ ) mạch thí nghiệm bên phương pháp phân tích mạch học Sinh viên phải thực yêu cầu phần chuẩn bị nhà trước buổi thí nghiệm

7.5 PHẦN THÍ NGHIEÄM

7.5.1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm

c) Chỉnh máy phát sóng sin tần số1kHz chỉnh cho biên độ Vin 1V

(62)

Baûng 7.1

VP-P VR

VIN VOUT

Gain Độ lệch pha

B

R2

A

MAÙY PHÁT SÓNG

Fre

Amp

Vin Vout

VR S

(63)

f) Nhận xét kết thu

- - - - - - - - - - - - 7.5.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHƠNG ĐẢO

Hình 7.2: Mạch khuếch đại đảo

d) Chỉnh giá trị VR ghi giá trị vào bảng 7.2

Bảng 7.2

VP-P VR

VIN VOUT

(64)

e) Vẽ dạng sóng Vin vaøVout

f) Nhận xét kết thu

(65)

7.4.3 MẠCH CỘNG DÙNG OP – AMP

c) Chỉnh giá trị VR ghi giá trị vào bảng 7.3

R2

Vout

S2

S1

4V - 1.5 V

R1

VR

Hình 7.3: Mạch khuếch đại đảo

Trường hợp Vout

S1 S2

ON OFF

OFF ON

ON ON

d) Nhận xét kết thu

(66)

7.5.4 MẠCH CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP-DỊNG ĐIỆN

R1

VIN

A V

Hình 7.4: Mạch chuyển đổi điện áp –dịng điện

c) Thay đổi nguồn áp DC Vin, đo dòng điện ngõ với giá trị bảng 7.4

Baûng 7.4

Vin(V) Iout(mA)

4

(67)

7.5.5 MẠCH CHUYỂN ĐỔI DỊNG ĐIỆN-ĐIỆN ÁP

R1

A

V VIN

IOUT

S VR

Hình 7.5: Mạch chuyển đổi dịng điện-điện áp

c) Thay đổi nguồn áp DC Vin cho dòng ngõ vào Iin cho Ampere kế có

giá trị bảng 7.5, đo điện áp ngõ với giá trị bảng 7.5 Bảng 7.5

IIN(mA) VOUT(V)

4

(68)

7.5.6 MẠCH TÍCH PHÂN

Hình 7.6: Mạch tích phân

d) Vẽ dạng sóng Vin vàVout

e) Nhận xét kết thu

(69)

- - - - - - - - - - - - - - - - - 7.5.7 MAÏCH VI PHÂN

Hình 8.6: Mạch vi phân

(70)

e) Nhận xét kết thu

(71)

8.1 MỤC ĐÍCH

Mục đích thí nghiệm mạch phi tuyến giúp sinh viên ôn tập lý thuyết số hiệu ứng đặc biệt mạch gây tính phi tuyến phần tử mạch

Nguồn áp DC 1V đến 9V

Maùy phát sóng

Dao động ký

Dây nối

VOM hiển thị số(hay Volt AC)

Máy vi tính

Các linh kiện: R, VR, OP-AMP

8.3 THỜI GIAN

Một mơ hình điển hình cho phần tử mạch phi tuyến phổ biến thực tiễn mơ hình điện trở phi tuyến điện cảm phi tuyến Để khảo sát mạch phi tuyến có nhiều phương pháp: phương pháp gải tích, phương pháp đồ thị, phương pháp số… Mặc dù có khuyết điểm, phương pháp đồ thị cho phép người khảo sát tiếp cận cách nhanh chóng xem xét định tính mạch có chứa phần tử phi tuyến Bài thí nghiệm chủ yếu vào phương pháp đồ thị, ứng dụng việc khảo sát đặc tuyến mạch, hay trình xảy mạch có mặt phần tử trở phi tuyến

Ở phần I, để xây dựng đặc tuyến trở phi tuyến, thí nghiệm sử dụng phương pháp Volt-Ampere cho áp vào biến thiên tín hiệu sin lấy tín hiệu dịng tương ứng cho vào dao động ký theo hình 8.1 Tuy nhiên, phải chuyển đồ thị volt- volt tren hình sang đồ thị volt- ampere cách lấy đối xứng qua trục tung (thay u -u)như câu hỏi b

Ở phần II, điện áp mạch kiểm chứng theo phương pháp đồ thị Với đặc tuyến U_I có phần I, ta xây dựng đặc tuyến tổng hợp mạch nối tiếp song song (gồm có diode trở 1kΩΩΩΩ)

(72)

Diode R

dtth

U i

Hình 8.1a: Mạch nối tiếp

Diod e R

dtth

U

Hình 8.1b: Mạch Song Song dtth

Tọa độ giao điểm đường tải: u = – 1K.i đặc tuyến tổng hợp cho ta xác định điện áp mạch 8.2a,b

Khi tác động lên mạch tín hiệu xoay chiều sin, đặc tuyến tổng hợp mạch nối tiếp sử dụng hình vẽ Bằng phương pháp đồ thị, ta xác định dạng dịng điện mạch hình 8.2 Từ nghiệm lại đồ thị nhận hình oscillscope

Mạch phi tuyến tác động tín hiệu DC AC đươc khảo sát theo phương pháp đồ thị thành phần Ac có biên độ lớn Đặc tuyến tổng hợp phần trên, có dạng tác động lên mạch thay đổi có thành phần DC

i dtth

i(t)

t

2v -2v

(73)

Rõ ràng ta thấy với thành phần AC biên độ 1V, dịng mạch có dạng sin.Nếu thành phần AC có biên độ tăng thành phần dịng mạch có dạng khơng sin

Aùp mạch kẹp mạch nhân đôi điện áp xác định theo chất làm việc Diode mạch

Đối với diode zener, trình xác định đặc tuyến U-I tương tự diode silicon Để

đơn giản, ta xem zener lí tưởng cần xác định Vz đặc tuyến cho

trên hình oscilloscope 8.5 PHẦN THÍ NGHIỆM

8.5.1 XÂY DỰNG ĐẶC TUYẾN CỦA PHẦN TỬ TRỞ PHI TUYẾN: DIODE SILICON

Hình 8.3: Đặc tuyến phần tử trở phi tuyến

c) Chỉnh máy phát sóng sin tần số 1KHz chỉnh cho biên độ 5V

d) Dao động ký chọn Vert Mode

(74)

f) Vẽ đặc tuyến U-I cuûa diode

g) Nhận xét kết thu

(75)

8.5.2 MẠCH TRỞ PHI TUYẾN NGUỒN DC

Hình 8.4: Mạch trở phi tuyến nguồn DC

c) Chỉnh nguồn DC có biên độ 2V

d) Kiểm chứng kết phương pháp đồ thị

(76)

8.5.3 MẠCH TRỞ PHI TUYẾN NGUỒN AC

Hình 8.5: Mạch trở phi tuyến nguồn AC

b)Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm

c)Cho công tắt S trạng thái OFF

d)Máy phát sóng chọn sóng Sin có biên độ 2V, tần số 1kHz

e)Đóng cơng tắt S

f) Dùng dao động ký, vẽ dạng sóng vào Vout mạch

(77)

h) Dùng kế VOM hiển thị số đo Vout chức AGV

i) Kiểm chứng lại theo khai triển Fourier

j) Nhận xét kết thu

(78)

8.5.4 MẠCH TRỞ PHI TUYẾN NGUỒN DC AC

Hình 8.6: Mạch trở phi tuyến nguồn DC AC

e)Chỉnh nguồn áp DC có giá trị 2V

f) Đóng cơng tắt S

g)Dùng dao động ký, vẽ dạng sóng điện áp dịng điện phần tử diode

h)Sinh viên thực lại chỉnh máy phát sóng sin có biên độ 2V vẽ dạng sóng

(79)

i) Nhận xét kết thu

(80)

8.5.5 MẠCH KẸP DƯƠNG

Ω Ω Ω Ω

K 100

Hình 8.7: Mạch kẹp dương

e)Đóng cơng tắt S

f) Dùng dao động ký, vẽ dạng sóng VIN VOUT

g)Nhận xeùt

(81)

h)Sinh viên thực lại chỉnh máy phát sóng sin có biên độ 4V vẽ dạng sóng VIN VOUT

i) Nhận xét giá trị đỉnh âm tín hiệu có thay đổi khơng ? Giải thích

(82)

8.5.6 MẠCH NHÂN ĐÔI ĐIỆN ÁP

Vin

MÁY PHÁT SOÙNG

Fre Amp

D2

C1

C2

D1 +

_ _

+

+ +

A C E

B F

Vout

Hình 8.8: Mạch nhân đôi điện áp

c)Máy phát sóng chọn sóng Sin có biên độ 2V, tần số 50Hz

d)Dùng VOM chức ACV đo điện áp hai đầu AB, đo điện áp hai

đầu EF chức DCV

e)Dùng dao động ký, vẽ dạng sóng A C

f) Nhận xét

(83)

g)Dùng dao động ký, vẽ dạng sóng VIN VOUT

h)Nhận xét dạng sóng vào VIN

- - - - - - - - - - - - - - - - - - 8.5.7 ĐẶC TUYẾN CỦA DIODE ZENER

a) Sinh viên mắc mạch hình 8.9a

c) Cho công tắt S trạng thái OFF

d) Máy phát sóng chọn sóng Sin có biên độ cực đại

(84)

Hình 8.9a: Xác định đặc tính diode zener

Hình 8.9b

e)Nhận xét

(85)

f) Vẽ đặc tuyến U-I diode zener với qui ước áp dòng hình 8.9b

g)Nhận xét

- - - - - - - - - - - 8.5.8 MẠCH ỔN ÁP ĐƠN GIẢN

Ω ΩΩ Ω

K

Hình 8.10: Mạch ổn áp đơn giản

(86)

d)Đóng cơng tắt S

e)Thay đổi giá trị RL, đo điện áp ngõ ra, ghi giá trị vào bảng 8.10

Baûng 8.10

RL VIN 10V 12V

VOUT

f) Xác định hệ số ổn áp:

V V k IN OUT ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆∆ ∆ = = = =

g)Tìm điều kiện RL để có tượng ổn áp

- - - - - - - - - - 8.5.9 MẠCH XÉN TÍN HIỆU

a) Sinh viên mắc mạch hình 11a

Hình 11a: Mạch xén tín hiệu

c) Cho cơng tắt S trạng thái OFF

d) Máy phát sóng chọn sóng Sin có biên độ 10V, tần số 1KHz

e) Đóng cơng tắt S

(87)

h)Kiểm nghiệm lại phương pháp đồ thị

i) Với phương pháp đồ thị, suy dạng sóng VOUT hình 8.11b tín hiệu vào

sóng sin, biên độ 2V, tân số 1KHz

(88)

j) Nhận xét

(89)

9.1 MỤC ĐÍCH

SV vẽ mạch thực mơ máy tính, để khảo sát định lý Thévenin, định lý Norton và nguyên lý xếp chồng Từ sinh viên khảo sát phương pháp để xác định sơ đồ tương đương Thévenin-Norton mạch điện

Một mạng cửa có nguồn tương đương với mạch đơn

giản gồm nguồn áp nối tiếp trở kháng Zth (sơ đồ thevenin) hay nguồn dòng

song song với trở kháng Zth (sơ đồ norton) Nguồn áp sơ đồ thevenin có giá trị

bằng điện áp hở mạch hai đầu mạng cửa trở kháng Zth, trở kháng nhìn

vào cửa cho nguồn độc lập mạng triệt tiêu Nguồn dịng norton có giá trị dòng điện ngắn mạch qua hai cực mạng cửa

Nếu mạch có chứa nguồn phụ thuộc bước xây dựng sơ đồ tương đương thevenin theo thực nghiệm vãn khơng có thay đổi, khiểm nghiệm lại theo lí thyết có hai cách tính Zth:

Triệt tiêu nguồn độc lập tính trở kháng vào

Tính Isc, theo quan hệ Zth, Uoc Isc mà suy Zth 9.3 PHẦN MÔ PHỎNG

9.3.1 MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG THÉVENIN-NORTON

a)Sinh viên vẽ mạch hình 9.1

Hình 9.1: Mạch Thévenin-Norton

b)Chạy mơ chế độ phân tích DC

(90)

VAB = IAB =

d)Bỏ điện trở tải RL, chạy mô đo điện áp hở mạch hai đầu AB

Uhm =

e)Cho ngắn mạch hai đầu AB, chạy mơ đo dịng ngắn mạch

Inm =

f) Triệt tiêu tất nguồn độc lập (ngắn mạch nguồn áp, hở mạch nguồn dòng),

chạy mô dùng Multimeter đo điện trở hai đầu AB RAB =

g)Xây dựng sơ đồ tương đương Thévenin-Norton

- - - - - - - - - - - - - - - -

h)Tăng thêm điện trở tải, dùng Multimeter đo dòng áp tải So sánh với giá trị

đo câu c

(91)

i) Nhận xét quan hệ giá trị Uhm, Inm, Zth - - - - - - - - - - - - - - - - - 9.3.2 MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG THÉVENIN-NORTON KHI CÓ NGUỒN PHỤ THUỘC

Ω Ω Ω Ω = = = =10 RL Ω Ω Ω Ω Ω ΩΩ Ω

Hình 9.2: Mạch mô

b)Lặp lại bước thí nghiệm phần thí nghiện 9.3.1

(92)

10.1 MỤC ĐÍCH

Gíup cho SV biết cách sử dụng số thiết bị mô máy tính việc khảo sát số định lý mạch học phần lý thuyết

• Ngun lý tương hỗ: Một mạch có tính chất: đáp ứng nhánh J kích thước nhánh I đáp ứng nhánh I ta đổi kích thước sang nhánh j, ta nói mạch có tính tương hỗ

• Định lý chuyển vị nguồn: Một nhánh chứa nguồn lý tưởng chuyển vị tương ứng: nguồn áp theo nút mà nối vào cịn nguồn dịng theo vịng kín chứa

• Ngun lý xếp chồng: Đáp ứng mạch có nhiều nguồn tác động xếp chồng nhiều đáp ứng riêng nguồn tác động, đáp ứng riêng với kích thích thứ I đáp ứng cho tác động lên mạch kích thích thứ I đó, cịn kích thích khác cho triệt tiêu

Triệt tiêu: Với nguồn áp cho ngắn mạch; với nguồn dịng cho hở mạch • Định lý bù: Sự thay đổi thông số nhánh dẫn đến thay đổi thơng số dịng áp

trong mạch Nếu trạng thái trước thay đổi biết trạng thái sau thay đổi suy theo định lý bù

10.3.1 NGUYÊN LÝ TƯƠNG HỔ

a)Sinh viên vẽ mạch hình 10.1a

Ω Ω Ω Ω = == =100 RL Ω ΩΩ Ω

270 560ΩΩΩΩ

Ω Ω Ω Ω K Ω Ω Ω Ω K ,

Hình 10.1a: Nguyên lý tương hổ

b)Dùng Ampere kế, chọn DC đo dòng qua RL, ta có I1

c)Sinh viên vẽ mạch hình 10.1b

(93)

Ω Ω Ω Ω = = = =100 RL Ω Ω Ω Ω

270 560ΩΩΩΩ

Ω ΩΩ Ω K Ω Ω Ω Ω K ,

Hình 10.1b: Nguyên lý tương hổ

d)Dùng Ampere kế, chọn DC đo dòng qua điện trở 1,5k, ta có I2

e)So sánh I1 I2 Nhận xét

- - - - - - - - - - - - - -

f) Thực lại thí nghiệm với kích thích vào nguồn dịng, đo đáp ứng điện áp

trên nút

10.3.2 ĐỊNH LÝ CHUYỂN VỊ NGUỒN

(94)

b)Đo tất dòng điện điện trở mạch

c)Thực mạch hình 10.2b

Ω ΩΩ Ω 56 Ω ΩΩ Ω 22 Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω 15 Ω ΩΩ Ω , Ω ΩΩ Ω 10

Hình 10.2b: Định lý chuyển vị nguồn

d)Đo tất dịng điện điện trở mạch

e)So sánh kết câu b

- - - - - - - - - - - - - - 10.3.3 NGUYÊN LÝ XẾP CHỒNG

a) Sinh viên vẽ mạch hình 10.3

(95)

b) Chạy mơ chế độ phân tích DC

c) Ghi giá trị Volt Ampere

V = A =

d) Cho ngắn mạch nguồn áp 12V, mạch có dòng 1A , chạy mô

ghi giá trị dòng điện IL1và điện áp UL1 qua tải RL

IL1 = UL1 =

e) Cho hở mạch nguồn dòng 1A, mạch cịn nguồn áp 12V, chạy mơ

phỏng ghi giá trị dòng điện IL2 điện áp UL2 qua taûi RL

IL2 = UL2 =

f) Kiểm chứng nguyên lý xếp chồng (tổng đại số)

UL = UL1 + UL2 = IL = IL1 + IL2 =

g) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - - - 10.3.4 ĐỊNH LÝ BÙ

b)Đo dịng điện qua điện trở 5ΩΩΩΩ, có I =

c)Sinh viên vẽ mạch hình 10.4b

d)Đo dịng điện qua điện trở 10ΩΩΩΩ, có I1 =

e)So sánh mạch hình 10.4a mạch hình 10.4b với thơng số thay đổi nhánh

∆ ∆ ∆

∆R= 5ΩΩΩΩ

f) Thực mạch hình 10.4c E = ∆∆∆∆R.I dịng điện đọc mạch

(96)

Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω

6 56ΩΩΩΩ

Ω Ω Ω Ω 22 Ω ΩΩ Ω Ω ΩΩ Ω

Hình 10.4a: Mạch trước thay đổi

Ω Ω Ω Ω 10 Ω Ω Ω Ω

6 56ΩΩΩΩ

Ω ΩΩ Ω 22 Ω ΩΩ Ω Ω ΩΩ Ω

Hình 10.4b: Mạch sau thay đổi

E A Ω ΩΩ Ω 10 a b Ω Ω Ω Ω

6 56ΩΩΩΩ Ω ΩΩ Ω 22 Ω Ω Ω Ω + _ Ω Ω Ω Ω

Hình 10.4c: Mạch áp dụng định lý bù

g)Nhận xét mối quan hệ I, I1 ∆∆∆∆I Từ nêu cơng công dụng định lý bù

(97)

11.1 MỤC ĐÍCH

Sinh viên vẽ mạch thực mơ máy tính, để khảo sát sơ đồ Thévenin việc khảo sát nguyên lý truyền công suất cực đại mạng cửa, từ hiểu chế độ phối hợp tải sử dụng nhiều mạch điện 11.2 TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trong phần lý thuyết chứng minh được, hình 2.3.1 ta có trở kháng tải Zt nhận công suất cực đại nếu:

* n

t Z

Z ====

Với Zn trở kháng nguồn

E Zn Zt

Hình 11.1 Mạng cửa tải

Trong số trường hợp đặc biệt, công suất nhận tải cực đại: • Trở kháng tải nguồn điện trở: công thức là: Rt = Rn

• Tải điện trở, trở kháng nguồn có dạng Zn = R + jX

2 t R X

R ==== ++++

11.3 PHẦN MÔ PHỎNG

Sinh viên vẽ mạch thực mơ máy tính, để kiểm nghiệm phương pháp Thévenin việc khảo sát nguyên lý truyền công suất cực đại mạng cửa, từ hiểu chế độ phối hợp tải sử dụng nhiều mạch điện thực tế

11.3.1 MẠCH

b) Chạy mơ chế độ phân tích DC

(98)

Ω ΩΩ Ω

56 RL====30ΩΩΩΩ

Ω Ω Ω Ω 12 Ω Ω Ω Ω 47 Ω ΩΩ Ω 33 Ω Ω Ω Ω 15

Hình 11.2: Mạch thí nghiệm

c) Cho hở mạch A -B, chọn thang đo DC, đo điện áp hở mạch Uhm

Uhm =

d) Cho triệt tiêu nguồn độc lập, chọn thang đo ΩΩΩΩ, đo trở kháng vào cữa A - B

Zth =

e) Xây dựng mạch tương đương hình 11.3

RL

Zth

Uhm

B A

Hình 11.3: Mạch tương đương

f) Cho RL thay đổi 10 giá trị, đo điện áp UAB cửa A- B ghi giá trị vào bảng 11.3

Baûng 11.3

RL(ΩΩΩΩ) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60

UAB(V)

(99)

h) Nhận xét giá trị RL mà UAB cực đại - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - i) So sánh giá trị RL với giá trị Rth

(100)

11.3.2 MAÏCH

Hình 10.4: Mạch khảo sát công suất

b) Chạy mơ chế độ phân tích AC

c) Nguồn áp xoay chiều u(t) có trị biên độ 10V, tần số 50Hz pha ban đầu

d) Cho RL thay đổi 10 giá trị, đo điện áp UAB cửa A- B ghi giá trị vào bảng 4.2

Baûng 4.2

RL(ΩΩΩΩ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20

UAB(V)

e) Xác định giá trị RL mà UAB cực đại Nhận xét giá trị

(101)

f) Vẽ đồ thị UAB = f(RL)

11.3.3 MAÏCH

u

R5

RL

A C

Hình 10.5: Mạch khảo sát công suất

c) Nguồn áp xoay chiều u(t) có trị biên độ 10V, tần số 50Hz pha ban đầu

d) Cho RL thay đổi 10 giá trị, đo điện áp UAB cửa A- B ghi giá trị vào bảng 10.5

Baûng 10.5

RL(ΩΩΩΩ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20

UAB(V)

e) Xác định giá trị RL mà UAB cực đại Nhận xét giá trị

(102)

(103)

12.1 MỤC ĐÍCH

Bài giống tượng cộng hưởng, có phát triển thêm lý thuyết tổng quát toán học q trình xảy nhánh với kích thích tín hiệu điều hịa tìm hiểu ảnh hưởng thông số nhánh lên dạng đặc tuyến

Cho mạch R-L-C, với tín hiệu vào cố định, tín hiệu điện áp phần tử mạch biểu diễn qua hàm truyền đạt áp, hiểu tỉ số tín hiệu tín hiệu vào Trong trường hợp sử dụng phương pháp vecto biên độ phức, hàm truyền đạt có dạng phức nói chung biểu diễn thành hai thành phần: biên độ góc pha Cả hai đại lượng này, trường hợp tổng quát phụ thuộc vào tần số Biểu thức biên độ biểu diễn theo tần số gọi đặc tuyến pha – tần (góc pha – tần số),

Sử dụng đặc tuyến biên – tần pha – tần lý giải nhiều tượng xảy mạch: cộng hưởng, tính chất lọc điện… Và ngồi ra, ta cịn thấy ảnh hưởng thông số mạch lên đáp ứng số mạch đơn giản

12.3 PHẦN MÔ PHỎNG 12.3.1 MẠCH R-L-C NỐI TIẾP

Ω Ω Ω Ω = = = = 47 R uF C====

mH , L====

(104)

b)Chỉnh máy phát sóng có dạng sóng sin, tần số 50Hz, biên độ 10V, mức offset

c)Sử dụng Bode Plotter, vẽ đặc tuyến biên-tần pha – tần điện trở R

d)Dựa vào mạch viết biểu thức biên-tần pha – tần

(105)

e)So sánh đồ thị nhận Bode Plotter

- - - - - - - - -

f) Dựa vào đặc tuyến biên-tần xác định: tần số công hưởng, băng thông mạch

cộng hưởng, hệ số phẩm chất mạch

- - - - - - - -

g)Sử dụng VOM đo trị hiệu dụng cuộn cảm L tụ C (khoảng 10 giá trị từ f0/3

cho 3f0, với f0 tần số cộng hưởng) UL

UC

(106)

i) Viết biểu thức giá trị UL UC theo tần số

- - - - - - -

j) Chỉ thay đổi R = 560ΩΩΩΩ Sử dụng Bode Plotter, vẽ đặc tuyến biên-tần pha –

tần điện trở R

k)Xác định tần số cộng hưởng, băng thông, hệ số phẩm chất mạch

- - - - - - - - - - - -

l) Sử dụng VOM đo trị hiệu dụng cuộn cảm L tụ C (khoảng 10 giá trị từ f0/3

cho 3f0, với f0 tần số cộng hưởng) UL

(107)

m) Vẽ đường cong biểu diễn UL UC theo tần số

n)So sánh giải thích đồ thị nhận

(108)

12.3.2 MAÏCH R-L-C SONG SONG

Ω ΩΩ Ω = == =150

RS

uF C ====

mH , L ====

Hình 12.2: Mạch R-L-C song song

b)Máy phát sóng chọn sóng sin: tần số 50Hz, biên độ 10V, mức offset

c)Chỉnh máy phát sóng có dạng sóng sin, tần số 50Hz, biên độ 10V, mức offset

(109)

e)Dựa vào mạch viết biểu thức biên-tần pha – tần

- - - - - - -

f) So sánh đồ thị nhận Bode Plotter

- - - - - - -

g)Dựa vào đặc tuyến biên-tần xác định: tần số công hưởng, băng thông mạch

cộng hưởng, hệ số phẩm chất mạch

(110)

h)Sử dụng VOM đo trị hiệu dụng cuộn cảm L (khoảng 10 giá trị từ f0/3 cho 3f0, với f0 tần số cộng hưởng)

UL

i) Vẽ đường cong biểu diễn UL theo tần số

j) Viết biểu thức giá trị UL UC theo tần số

- - - - - -

k)Dùng dao động ký, đưa tín hiệu ngõ vào IN vào kênh A, ngõ out mạch

(111)

l) Xác định tần số cộng hưởng, băng thông, hệ số phẩm chất mạch

- - - - - - -

m) So sánh giải thích đồ thị nhận

(112)

13.1 MỤC ĐÍCH

Qua thí nghiệm giúp cho sinh viên hiểu số đặc tuyến tần số mạch R – C; R – L mạch R – L –C Thơng qua đặc tính này, sinh viên kiểm nghiệm phương pháp phân tích mạch lọc học phần lý thuyết hiểu thêm ứng dụng mạch lọc mạch thực tế thông qua việc mô máy tính

Mạch lọc thông cao R-L

Cho mạch điện hình H.1: L R arctg L R L j K ω ω ω ω ∠ + = 2 ) ( ) (

Với ωωωω tần số tín hiệu vào

Đặc tuyến biên độ mạch K(jω) cho ta thấy mạng hai cửa có tính lọc

điện Tần số cắt mạch lọc, tần số mà mạch chuyển từ dải thông sang

dải chắn, xác định K(jω)=

max ) ( ω j

K Khi đó, độ suy hao biên độ có

giá trị tương đương với -3dB Từ xác định tần số cắt ωωωωc theo:

2 ) ( 2 = + L R L c c ω ω max )

(jω

K = ⇒ ωωωωc =

c f L R π = ⇒ L R fc π =

Mạch lọc thông thấp R-C

Cho mạch điện hình H.2 Hàm truyền mạch có dạng :

= + = C j R C j j K ω ω ω 1 ) ( = ( ) ) ( 1

2 arctg RC

RC RC

jω = ω ∠ ω

+

(113)

Đặc tuyến biên độ theo tần số cho ta mạch lọc thông thấp, tần số cắt mạch lọc xác định từ:

1 )

(ωcRC = ⇒

RC c = ω ⇒ RC fc π =

Mạch lọc thông dải R-L-C

Cho mạch lọc hình H.3: Hàm truyền đạt điện áp mạch

L j RLC R L J j K ω ω ω ω + − = ) ( ) (

Và ta có: K(jω) =

2 2 ) ( LC R L L ω ω− + )

(jω

K đạt cực đại tại:

LC

0 =

ω

Hình H.3: Mạch R-L-C

R

Ngõ Vào C L Ngõ Ra

Được gọi tần số trung tâm mạch lọc thông dải Khi đó, giá trị K(jω) đạt

cực đại Băng thông mạch lọc xác định khoảng mà K(jω) ≥ 0.707

Thực giải phương trình ta nhận được: BW = ωωωω1 - ωωωω2 = 1/RC (rad/s)

Trong ωωωω1 ωωωω2 tần số cắt mạch lọc BW = RC π (Hz)

Hệ số phẩm chất mạch lọc xác định: Q =

BW

f0 (bieát

ω ω ω

ω0 = 2πf0 )

13.3.1 MẠCH LỌC THÔNG CAO DÙNG R-L

a) Sinh viên vẽ mạch hình vẽ 13.1

(114)

c) Dùng máy phát sóng, chọn sóng sin biên độ 2V, tần số 1KHz, offset 0, tạo nguồn kích thích cho ngõ vào mạch

d) Vẽ giản đồ Bode

(115)

f) Quan sát dao động ký, xác định độ lệch pha hai tín hiệu vào mạch lọc tần số cắt

g) Xác định tần số cắt mạch loïc

fC =

h) Nhận xét đồ thị

(116)

13.3.2 MẠCH LỌC THÔNG THẤP DÙNG R-C

a) Sinh viên vẽ mạch hình vẽ 13.2

Hình 13.2: Mạch R – C

b) Chạy mô chế độ AC

c) Dùng máy phát sóng, chọn sóng sin biên độ 2V, tần số 1KHz, offset 0, tạo nguồn

kích thích cho ngõ vào mạch

d) Vẽ giản đồ Bode

(117)

f) Quan sát dao động ký, xác định độ lệch pha hai tín hiệu vào mạch lọc tần số cắt

g) Xác định tần số cắt mạch lọc

fC =

(118)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13.3.3 MẠCH LỌC THÔNG DẢI DÙNG R-L-C

Hình 8.3: Mạch R –L- C

c) Dùng máy phát sóng, chọn sóng sin biên độ 2V, tần số 1KHz, offset 0, tạo nguồn

kích thích cho ngõ vào mạch

(119)

e) Xác định đặc tuyến biên-tần pha tần mạch lọc

f) Quan sát dao động ký, xác định độ lệch pha hai tín hiệu vào

(120)

g) Xác định tần số trung tâm, băng thông, hệ số phẩm chất mạch lọc fTT =

BW = Q =

(121)

14.1 MỤC ĐÍCH

Khảo sát hệ thống nguồn pha cân thông qua đường dây ba pha dây có tổng trở khơng có tổng trở để cung cấp cho tải pha cân hay không

cân mắc Y hay mắc ∆∆∆∆ Tiến hành chạy mô phông để đo điện áp, dịng điện,

công suất hệ số công suất mạch ba pha 14.2 PHẦN TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Đối với mạch ba pha, sinh viên cần nắm vững số điểm sau, từ học lý thuyết:

• Các khái niệm mạch ba pha, có số khái niệm mang tính chất thực

tiễn kỹ thuật mà sinh viên cần nắm vững như: điện áp dây, điện áp pha, dòng điện dây, dòng điện pha, thứ tự thuận, thứ tự nghịch, hệ nguồn ba pha đối xứng không đối xứng, hệ tải ba pha đối xứng không đối xứng, hệ thống ba pha (mạch ba pha) đối xứng khơng đối xứng…

• Quan hệ đại lượng mạch ba pha đối xứng: quan hệ áp pha áp

dây, quan hệ dòng pha dòng dây…

• Quan hệ đại lượng mạch ba pha không đối xứng: chủ yếu sinh viên

làm quen với tượng thông dụng mạch ba pha không đối xứng

SV vẽ mạch chạy mơ máy tính, để xác định thơng số điện áp, dịng điện, cơng suất S, cơng suất P, hệ số công suất cosϕϕϕϕ, xem dạng sóng điện áp, dịng điện, cho mạch

14.3.1 ĐƯỜNG DÂY KHÔNG TỔNG TRỞ 14.3.1.1 HỆ THỐNG Y – Y CÂN BẰNG

(122)

b) Chạy mơ chế độ phân tích AC với nguồn điện áp pha: u1 = 50 sin(ωωωωt + 00), u

1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch

c) Mắc Watt kế để đo công suất P2 P3 cho hai pha lại tương tự trường

Bảng 14.1 (thơng số khơng có dạng phức bỏ trống ô ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100

Z2 (ΩΩΩΩ) 100

Z3 (ΩΩΩΩ) 100

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IN (A) P1 (W) P2 (W) P3 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q3 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ

(123)

f) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - - 14.3.1.2 HỆ THỐNG Y – ∆∆∆∆ CÂN BẰNG

(124)

1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch c) Nếu có Watt kế, đo P1 xong đo P2 Công suất tổng: P = P1 + P2

Bảng 14.2 (thơng số khơng có dạng phức bỏ trống ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100

Z2 (ΩΩΩΩ) 100

Z3 (ΩΩΩΩ) 100

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ

(125)

f) Nhận xét

- - - - - - - - - - - 14.3.1.3 HỆ THỐNG Y – Y KHÔNG CÂN BẰNG

(126)

1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

(127)

g)Khi dây trung tính bị dứt (bỏ dây trung tính IN=0) Ghi giá trị vào bảng 14.3a Bảng 14.3a (Thơng số khơng có dạng số phức, bỏ trống ghi dạng phức)

Thơng số Trị hiệu dụng Số phức dạng đại số Số phức dạng cực

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A)

f) Nhận xét

(128)

14.3.1.4 HỆ THỐNG Y – ∆∆∆∆ KHÔNG CÂN BẰNG

Hình 14.4: Hệ thống Y – ∆∆∆∆ không cân

c) Neáu có Watt kế, đo P1 xong đo P2 Công suất tổng: P = P1 + P2

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 +j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50 +j10

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ

(129)

f) Nhaän xét

(130)

14.3.2 ĐƯỜNG DÂY CĨ TỔNG TRỞ (Zdây = 5ΩΩΩΩ) 14.3.2.1 HỆ THỐNG Y – Y CÂN BẰNG

c) Mắc Watt kế để đo công suất P2 P3 cho hai pha cịn lại tương tự trường

Hình 14.5: Hệ thống Y – Y cân

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z3 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

(131)

e) Vẽ giản đồ vectơ điện áp, dòng điện cơng suất

f) Nhận xét

(132)

14.3.2.2 HỆ THỐNG Y – ∆∆∆∆ CÂN BẰNG

Hình 14.6: Hệ thống Y – ∆∆∆∆ cân

b) Chạy mơ chế độ phân tích AC với nguồn điện áp pha: u1 = 50 sin(ωωωωt +

00), u

1 = 50 sin(ωωωωt -1200), u1 = 50 sin(ωωωωt -2400) với tần số f = 50Hz cho mạch c) Nếu có Watt kế, đo P1 xong đo P2 Công suất tổng: P = P1 + P2

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

Z3 (ΩΩΩΩ) 100 + j0

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ Zdây

(133)

f) Nhận xét

(134)

14.3.2.3 HỆ THỐNG Y – Y KHÔNG CÂN BẰNG

Hình 3.7: Hệ thống Y – Y không cân

Bảng 14.7 (thông số không ghi dạng phức bỏ trống ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

(135)

e) Vẽ giản đồ vectơ điện áp, dịng điện cơng suất

h)Khi dây trung tính bị dứt (bỏ dây trung tính IN=0) Ghi giá trị vào bảng 14.7a

Bảng 14.7a (Thơng số khơng có dạng số phức, bỏ trống ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100+j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50+j10

(136)

f) Vẽ giản đồ vectơ điện áp, dịng điện cơng suất

g) Nhận xét

- - - - - - - - - - - - 14.3.2.4 HỆ THỐNG Y – ∆∆∆∆ KHÔNG CÂN BẰNG

(137)

Bảng 14.8 (thơng số khơng có dạng phức bỏ trống ô ghi dạng phức)

Z1 (ΩΩΩΩ) 100 +j0

Z2 (ΩΩΩΩ) 50 +j10

UPha (V) UDaây (V) I1 (A) I2 (A) I3 (A) IPha (A) P1 (W) P2 (W) P (W) Q1 (Var) Q2 (Var) Q (Var) S (VA) Cosϕϕϕϕ Zdây

(138)

f) Nhận xét

(139)

A MỤC ĐÍCH

Giúp sinh viên biết cách sử dụng thiết bị linh kiện Tina Pro V7.0 để vẽ

moâ mạch điện

Giúp cho sinh viên có khả vẽ tiến hành chạy mô máy tính,

để khảo sát thơng số đường đặc tuyến mạch điện Hình thành cho sinh viên phương pháp mô mạch điện máy tính cá nhân sử dụng chương trình TINA Pro Pspice tảng

B THỰC HIỆN MƠ PHỎNG

Sau sinh viên làm thí nghiệm xong nào, vẽ mạch chạy mơ máy tính với phần mềm TINA Pro 7.0 ứng với thí nghiệm mà sinh viên vứa làm xong Để vẽ mạch chạy mô mạch tốt, sinh viên nên đọc qua phần phụ lục: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TINA Pro 7.0, từ vẽ mạch cần mơ máy tính cá nhân đặt thiết đo tương ứng cho mạch chọn chế độ mô phù hợp với mạch

Sau chạy mô xong, sinh viên so sánh kết mô với kết thí nghiệm cho nhận xét hai kết thí nghiệm kết mơ máy tính C GIỚI THIỆU

Tina Pro 7.0 dùng để vẽ mơ q trình dạy học mạch điện Nó gồm có: Mơ hình thơng số, phân tích mạng, phân tích Fourier, phân tích phổ Fourier, phân tích nhiễu, phân tích tính tốn, phân tích kết quả, giản đồ vector pha, giản đồ Nyquits …

1 GIỚI THIỆU CỬA SỐ LAØM VIỆC

Click chuột vào biểu tượng , vào đường dẫn Start/ Programs/ Tina

Pro for windows/ Tina, cửa số làm việc Tina hình

Vùng làm việc nơi vẽ mạch, tiến hành chạy mơ để đo, thử

mạch, phân tích maïch …

Vùng làm việc nằm cửa số di chuyển thay đổi kích thước

Vùng chứa linh kiện nằm phía vùng làm việc, chứa linh kiện dùng để vẽ

(140)

Vùng chứa thiết bị đo nằm phía vùng làm việc, chứa thiết bị đo như:

VOM, oscilloscope, nguồn phát sóng …

Hình 1: Vùng làm việc Tina Pro 7.0 CÁC DỤNG CỤ ĐO MẠCH

a) Multimeter: Dùng để để đo điện áp, dòng điện, điện trở, tần số Tùy đại lượng cần đo dòng, áp, điện trở hay tần số mà ta chọn chức đo tương ứng Multimeter Ta đo AC hay DC cách chọn chức tương ứng Mutimeter

Hình 2: Digital Multimeter

(141)

Hình 3: Function generator

c) Dao động ký (Oscilloscope): Oscilloscope mơ giống hệt Oscilloscope thực có hai kênh Có thể kích thích tín hiệu bên ngồi, mạch qt bên trong, kích thích cạnh lên hay cạnh xuống

Hình 4: Oscillscope

(142)

Hình 5: XY Recorder e) Signal analyzer

(143)

Hình 7: Network Anlyzer CÁC LINH KIỆN ANALOG

Các linh kiện có phần mô analog liệt kê theo thứ tự ABC a) Biến

b) BJT

c) Bóng đèn

d) Cầu chì

e) Công tắc

f) Cuộn dây

g) Diode

h) Diode Zener

i) JFET

j) LED

k) MOSFET

l) Nguồn áp AC

m) Nguồn dòng AC

n) Nguồn dòng DC

o) Nguồn phụ thuộc

p) Ñieåm mass

q) Điểm nối r) Điện trở

s) OP-AMP

t) Pin u) Rờ le v) Tụ điện MỘT VÍ DỤ VỀ MƠ PHỎNG TINA Pro

(144)

a) Phân tích AC: Kết hình

Hình b) Bảng kết sau phân tích (hình 10)

Hình 10: kết sau phân tích Hình 11: Giản đồ vector

(145)

Hình 12: Fourier Series e) Phân tích phổ (hình 13)

(146)

(147)

h) Dạng sóng dao động ký

(148)

j) Transient Analyzer

(149)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Phạm Thị Cư, Lê Minh Cường, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Mạch điện I-II, NXB Đại học

Quoác gia TP.HCM

2 Training For Electric Measurement-YOKOGAWA, 1998

3 Theory and problems of electric circuits-Joseph A.Edminister, MSE, McGRAW HILL

Định dạng
Số trang	149
Dung lượng	3,12 MB