Bài giảng lý thuyết mạch

THS NGUYỄN THỊ PHƯỢNG Lý THUỸT M¹CH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2018 THS NGUYỄN THỊ PHƯỢNG BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT MẠCH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2018 LỜI NĨI ĐẦU Lý thuyết mạch mơn học sở kỹ thuật quan trọng trình đào tạo kỹ sư ngành có liên quan đến điện, cung cấp sở lý luận chung nhất, tiền đề để tiếp thu kiến thức môn chuyên ngành Cơ điện tử ngành học trường Đại học Lâm nghiệp nên kho giáo trình, giảng phục vụ cho sinh viên ngành học chưa đầy đủ phong phú Nhằm trang bị cho sinh viên có đầy đủ tài liệu học tập, nghiên cứu,nắm vững kiến thức sở để tiếp thu kiến thức chuyên ngành, việc biên soạn tài liệu “Bài giảng Lý thuyết mạch” cần thiết Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong ý kiến đóng góp giúp tài liệu ngày hoàn thiện Tác giả Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.1 Định nghĩa mạch điện Việc phân tích trực tiếp thiết bị hệ thống điện thường gặp số khó khăn định.Vì vậy, mặt lý thuyết, hệ thống điện thường nghiên cứu thông qua mơ hình tốn học thay vào phương trình trạng thái tượng vật lý xảy hệ thống Mơ hình gọi mơ hình mạch điện, mạch điện lý thuyết Trong tài liệu này, thuật ngữ “mạch điện” ngầm hiểu mạch điện lý thuyết Mạch điện (circuit) tổng quát hệ thống gồm thiết bị linh kiện điện, điện tử ghép lại thành vịng kín để dịng điện phát sinh, xảy q trình truyền đạt biến đổi lượng Trong hệ thống này, tạo ra, tiếp thu xử lý tín hiệu trình phức tạp Về mặt cấu trúc, mạch điện lý thuyết xây dựng từ phần tử thông số mạch Cần phân biệt khác hai khái niệm phần tử thông số Khái niệm phần tử tổng quát (general elements) tài liệu mơ hình tốn học thay vật liệu linh kiện vật lý thực tế Các vật liệu linh kiện thực liệt kê dây dẫn, tụ điện, cuộn dây, biến áp, diode, transistor, vi mạch Thông số (parameters) phần tử đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất phần tử nói riêng hay mạch điện nói chung Thường ký hiệu ký tự nhận nhiều giá trị Các thông số vật lý thụ động đề cập điện trở R, điện dung C, điện cảm L hỗ cảm M; cịn thơng số tác động bao gồm sức điện động nguồn dòng điện động nguồn Một linh kiện có nhiều thơng số Hình 1.1 Minh họa linh kiện thực thơng số có Hình 1.1 mơ hình tương đương điện trở thực.Trong mơ hình tương đương cấu kiện có có mặt thơng số điện trở, điện cảm điện dung Những thông số đặc trưng cho tính chất vật lý khác tồn linh kiện phát huy tác dụng chúng phụ thuộc vào điều kiện làm việc khác 1.2 Phân loại mạch điện Phân loại mạch điện theo cách sau: - Theo tính chất dịng điện: + Mạch điện chiều (mạch DC); + Mạch điện xoay chiều - Theo tính chất thơng số R, L, C mạch: + Mạch điện tuyến tính: R, L,M, C = const, không phụ thuộc vào u, i chúng; + Mạch điện phi tuyến: R, L,M, C thay đổi, phụ thuộc vào u, i chúng - Theo trình lượng mạch: + Mạch điện chế độ xác lập: q trình, tác động nguồn, dòng điện điện áp nhánh đạt trạng thái ổn định; + Mạch điện chế độ độ: trình chuyển tiếp từ chế độ xác lập sang chế độ xác lập khác Chế độ độ xảy sau đóng cắt thay đổi thơng số mạch có chứa L, C Trong giảng tìm hiểu, phân tích mạch điện tuyến tính chế độ xác lập 1.3 Mơ hình hóa mạch điện Mơ hình mạch điện cịn gọi sơ đồ thay mạch điện, kết cấu hình học q trình lượng giống mạch điện thực, song thành phần mạch điện thực mơ hình hóa thông số lý tưởng e, i, R, L, C… Trong sơ đồ mạch điện, thông số lý tưởng biểu diễn ký hiệu quy ước tương đương, chúng kết nối theo cách khác (nối tiếp, song song, hỗn hợp) tạo thành kết cấu hình học mạch điện Dựa vào kết cấu này, với phương trình liên kết tương ứng mối quan hệ dòng - áp phần tử lý tưởng cho phép tính tốn phân tích mạch điện Việc thành lập mơ hình mạch điện có vai trị quan trọng q trình phân tích dự đốn khả làm việc thiết bị Tất kết tính tốn có ý nghĩa dựa mơ hình mạch chuẩn xác Ví dụ:Thiết lập p mơ hình mạch m điện mơ hình thựcc hình 1.2 Hình 1.2 Mơ hình thực Từ mơ hình thự ực hình 1.2 ta thiết lập đượcc mơ hình m mạch điện tương ứng ng hình 1.3a b a) b) Hình 1.3 Mơ hình mạch m điện tương ứng củaa hình 1.2 a Mơ hình mạch điện dịng xoay chiều b Mơ hình mạch điện n dòng m chiều 1.4 Các yếu ếu tố kết cấu hình h học mạch điện Để phân tích mạch m điện, trước tiên ta định nh ngh nghĩa yếu tố hình học mạch điện n sau: Nhánh chuỗii liên tiếp ti phần tử mắc nối tiếp (ph phần mạch nằm nút), số nhánh đư ký hiệu m Dòng điện n nhánh dòng chảy ch qua phần tử củaa nhánh Điện nút điện áp nút điểm mốc “đ “đất” chung cho mạch điện n Thông thường thư điểm “đất” mộtt nút ccủa mạch điện Nút điểm gặp p c từ ba nhánh trở lên, số nút đư ký hiệu n Cây phần củaa mạch m bao gồm toàn số nút mộột số nhánh khơng tạo thành đường ng kín nào Nhánh thuộcc gọi g nhánh cây, số nhánh đượcc ký hi hiệu Nc Nhánh không thuộc thu gọi bù cây, số bù đượcc ký hi hiệu Nb Vòng phần mạch bao gồm nhánh bù tạo thành đường kín mà qua nhánh nút gặp lần, số vòng ký hiệu Nv Người ta dùng sơ đồ để đơn giản hóa mạch điện gọi Graph mạch điện Mỗi nhánh graph tương ứng với nhánh mạch điện vẽ đoạn đường thẳng hay cong Chiều nhánh graph tương ứng với chiều dương dịng điện nhánh Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ 1.4 Phân tích yếu tố kết cấu mạch điện 1.4 Hình 1.4 Cấu trúc mạch điện Mạch điện 1.4 có nút A, B, C, O (tức n=4); có nhánh Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 (tức m =6) Các nhánh Z1, Z3, Z5 tạo thành có ba nhánh, gốc O, nhánh lại nhánh bù Ứng với có gốc O, vịng V1, V2, V3, vòng bản; vòng V4, chứa nhánh bù cây, nên khơng phải vịng 1.5 Các thơng sốcủa mạch điện Dưới góc độ lượng, ta xem xét phần tử (chỉ chứa thơng số) hình 1.5 Hình 1.5 Minh họa để xác định tính chất phần tử Nếu ta chọn chiều dương dòng điện i(t) chiều dương điện áp u(t) phần tử từ cực A sang cực B Công suất tiêu thụ tức thời phần tử thời điểm t là: ( ) = ( ) ( ) (1.1) Trong khoảng thời gian T = t2 – t1, lượng có phần tử là: (1.2) ( ) = - Nếu p(t) có giá trị âm, tức chiều thực u(t) i(t) ngược nhau, thời điểm t phần tử cung cấp lượng, hay phần tử tác động thời điểm xét, nghĩa có thông số tác động (thông số tạo nguồn) - Nếu p(t) có giá trị dương, tức u(t) i(t) chiều, thời điểm t phần tử nhận lượng, hay phần tử thụ động thời điểm xét, nghĩa có thơng số thụ động Lượng lượng nhận được tích luỹ tồn dạng lượng điện trường hay lượng từ trường, mà bị tiêu tán dạng nhiệt dạng xạ điện từ Các thông số thụ động đặc trưng cho tiêu tán tích luỹ lượng 1.5.1 Các thơng số thụ động Người ta phân thông số thụ động thành hai loại thơng số qn tính thơng số khơng qn tính 1.5.1.1 Điện trở Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn điện làm cho vật dẫn nóng lên có chuyển hóa điện thành nhiệt Ví dụ: Bếp điện, bàn là… Điện trở phần tử đo khả tiêu tán vật dẫn Thơng số khơng qn tính r đặc trưng cho tính chất phần tử thụ động điện áp dịng điện tỉ lệ trực tiếp với Nó gọi điện trở (r) Phần tử điện trở phần tử trở, thường có hai kiểu kí hiệu hình 1.6 thỏa mãn đẳng thức: u(t) = r.i(t), hay: ( ) ( ) (1.3) = = ; = ( ) ( ) Ký hiệu: Hình 1.6 Ký hiệu phần tử điện trở mạch điện B=[1 1; 1]; % ma tran vong-nhanh Enh=[E1; E2; 0]; % ma tran sdd nhanh Jnut=[J3]; % ma tran nguon dong nut Znh=[Z1 0; Z2 0; 0 Z3]; % ma tran tong tro Jnh=[0;0;J3]; % ma tran nguon dong nhanh % Giai theo dong vong disp('Phuong phap dong vong') Zv=B*Znh*B' Ev=B*(Enh-Znh*Jnh) Iv=Zv^-1*Ev Inh=B'*Iv+Jnh Unh=Znh*Inh-Enh - Kết chạy chương trình Matlab: Phuong phap dong vong Zv = 40.0000 +50.0000i 30.0000 +40.0000i 30.0000 +40.0000i 35.0000 +45.0000i Ev = 1.0e+02 * 1.3928 - 0.9196i 1.2588 - 0.4196i Iv = -1.0188 - 2.9611i 1.6226 + 0.4175i Inh = -1.0188 - 2.9611i 1.6226 + 0.4175i 1.6037 - 0.8116i Unh = -80.5770 -39.7999i -80.5770 -39.7999i 80.5770 +39.7999i 129 P2.3 Giải mạch điện tuyến tính chế độ xác lập phương pháp điện nút P2.3.1 Cơ sở lý thuyết Từ lý thuyết ta chứng minh với mạch điện có m nút độc lập ta viết m phương trình Kir cho nút sau: ̇ − ̇ − ⋯− ̇ =∑ ̇ +∑ ̇ ⎧ − ̇ + ̇ − ⋯− ̇ =∑ ̇ +∑ ̇ (2-24) ⎨……………………………………………………………… ̇ − ̇ − ⋯+ ̇ =∑ ̇ +∑ ̇ ⎩− Biểu diễn hệ phương trình dạng ma trận sau: ̇ … ̇ ⎡ ⎤ … ̇ ̇ ⎥ =⎢ (2-25) … … … … … … ⎢ ⎥ … ̇ ⎣ ̇ ⎦ ̇ ̇ ̇ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ … ̇ ⎥ ̇ ̇ … ⎢ ⎥ Trong đó: ⎢ = ⎢ ⎥ − … (2-26) ⎢…⎥ ⎢…⎥ ⎢…⎥ … ⎣ ̇ ⎦ ⎣ ̇ ⎦ ⎣ ̇ ⎦ Vậy: Jmnut = A.(Jnh – Ynh.Enh) (2-27) Enh ma trận sức điện động nhánh A ma trận nút – nhánh Ynh ma trận tổng dẫn nhánh, tính thông qua tổng trở nhánh: Ynh=1/Znh=Znh-1 Jnh ma trận cột nguồn dịng nhánh Vậy hệ phương trình (2-25) viết gọn dạng ma trận: Ynut.φnut = Jmnut(2-28) ̇ ⎡ ⎤ ̇ ⎥ ⎢ Jmnut ma trận nguồn dòng đỉnh độc lập: = (2-29) ⎢…⎥ ⎣ ̇ ⎦ ̇ ̇ φnut ma trận điện đỉnh: = (2-30) … ̇ 130 … … Ynut ma trận tổng dẫn nút: = (2-31) … … … … … Ma trận tổng dẫn nút tính dựa vào ma trận tổng dẫn nhánh: Ynut = A.Ynh.A’ (2-32) Vậy ma trận điện nút tính: φnut = Ynut-1.Jmnut (2-33) Điện áp nhánh: Unh = A’.φnut (A’ ma trận chuyển vị ma trận A) (2-34) Suy dòng điện nhánh: Inh = Ynh.(Unh + Enh) (2-35) P2.3.2 Lưu đồ thuật tốn giải mạch điện tuyến tính xác lập theo phương pháp điện nút Matlab Hình P2.7 Lưu đồ thuật tốn giải mạch điện tuyến tính xác lập theo phương pháp điện nút 131 P2.3.3 Ví dụ giải mạch theo điện nút Ví dụ 3:Cho mạch điện hình vẽ: Biết: R1 = 10Ω; ωL1 = 10Ω; R2 = 5Ω; ωL2 = 5Ω; R3 = 30Ω; ωL3 = 40Ω; ̇ = 100∠0 ( ); ̇ = 100∠ ( ); ̇ = 2∠ ( ) Giả thiết khơng có hỗ cảm điện cảm L1, L2, L3 Tính dịng điện nhánh I1 R1 L1 L2 R2 R2 I2 I3 E1 R3 J E2 L3 Hình P2.8 Mạch điện ví dụ giải theo điện nút - Phân tích mạch điện, vẽ graph (cấu trúc) mạch điện, lập ma trận nút – nhánh A từ graph mạch điện  1 3 I II 2  Hình P2.9 Graph mạch điện ví dụ giải theo điện nút = [−1 −1 1]; - Chạy chương trình Matlab: %Nhap thong so bai cho Z1=10+j*10; Z2=5+j*5; Z3=30+j*40; E1=100; E2=100*exp(j*pi/6); J3=2*exp(j*pi/3); % Lap ma tran A=[-1 -1 1]; % ma tran nut-nhanh B=[1 1; 1]; % ma tran vong-nhanh Enh=[E1; E2; 0]; % ma tran sdd nhanh Jnut=[J3]; % ma tran nguon dong nut Znh=[Z1 0; Z2 0; 0 Z3]; % ma tran tong tro Jnh=[0;0;J3]; % ma tran nguon dong nhanh 132 % Phuong phap the dinh disp('Phuong phap the dinh') Ynh=inv(Znh) Ynut=A*Ynh*A' Jmnut=A*(Jnh-Ynh*Enh) Vnut=Ynut^-1*Jmnut Unh=A'*Vnut Inh=Ynh*(Unh+Enh) - Kết chạy chương trình Matlab: Phuong phap the dinh Ynh = 0.0500 - 0.0500i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.1000 - 0.1000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0120 - 0.0160i Ynut = 0.1620 - 0.1660i Jmnut = 19.6603 - 6.9282i Vnut = 80.5770 +39.7999i Unh = -80.5770 -39.7999i -80.5770 -39.7999i 80.5770 +39.7999i Inh = -1.0188 - 2.9611i 1.6226 + 0.4175i 1.6037 - 0.8116i P2.4 Giải mạch điện tuyến tính có hỗ cảm chế độ xác lập phương pháp dòng vòng điện nút P2.4.1 Cơ sở lý thuyết Về việc giải mạch điện tuyến tính có hỗ cảm chế độ xác lập theo phương pháp dòng vòng điện nút thực theo lý thuyết chung 133 phương pháp trình bày thực hành Tuy nhiên, cuộn dây có hỗ cảm, ngồi tổng trở riêng nhánh cịn xuất tổng trở tương hỗ nhánh có cuộn dây… … … = … … Zkk: Là tổng trở riêng nhánh nằm đường chéo ma trận Z Zlk = ZMlk = Zkl: Là tổng trở tương hỗ nhánh l nhánh k hỗ cảm cuộn dây nhánh tạo Zlk mang dấu + dòng nhánh cuộn dây vào cực cực tính, ngược lại Zlk mang dấu - P2.4.2 Lưu đồ thuật tốn Start Phân tích mạch điện Nhập số liệu toán, Nhập ma trận cấu trúc Phương pháp dòng nhánh Phương pháp dòng vòng Phương pháp nút D = [A;B*Znh] Zv = B*Znh*B Ynh = Znh^-1 G =[Jnut; B*Enh Ev=B*(Enh-Znh*Jnh) Ynut = A*Ynh*A’ Inh = D^-1*G Iv = Zv^-1*Ev Jmnut = A*(Jnh-Ynh*Enh) Inh = B’*Iv+Jnh nut = Ynut^-1*Jmnut Unh = A’*nut Inh = Ynh*(Unh+Enh) Unh = Znh*Inh-Enh Snh = Unh*conj(Inh) End Hình P2.10 Lưu đồ thuật tốn giải mạch điện tuyến tính có hỗ cảm 134 P2.4.3 Ví dụ giải mạch có hỗ cảm Ví dụ 4:Cho mạch điện hình vẽ Biết: R1 = 10Ω; ωL1 = 10Ω; R2 = 5Ω; ωL2 = 5Ω; R3 = 30Ω; ωL3 = 40Ω; ̇ = 100∠0 ( ); ̇ = 100∠ ( ); ̇ = 2∠ ( ) Giữa cuộn dây có hỗ cảm sau: ωM12 = 0; ωM13 = 20; ωM23 = 20 Tính dịng điện nhánh theo phương pháp dòng vòng điện nút I1 R1 * L1 L2 * I3 M13 R2 I2 M23 R3 E1 E2 J3 L3 * Hình P2.11 Mạch điện hỗ cảm ví dụ - Phân tích mạch điện, vẽ graph (cấu trúc) mạch điện, lập ma trận nút – nhánh A ma trận vòng – nhánh B từ graph mạch điện  1 3 I II 2  Hình P2.12 Graph mạch điện hỗ cảm ví dụ = [−1 −1 1]; B = [1 1; 1]; - Chạy chương trình Matlab: %Nhap thong so bai cho Z11=10+j*10; Z22=5+j*5; Z33=30+j*40; Z12=0; Z21=Z12; Z13=-j*20; Z31=Z13; Z23=-j*10; Z32=Z23; E1=100; E2=100*exp(j*pi/6); J3=2*exp(j*pi/3); % Lap cac ma tran A=[-1 -1 1]; % ma tran nut - nhanh B=[1 1; 1]; % ma tran vong - nhanh 135 Jnh=[0;0;J3]; % ma tran nguon dong nhanh Enh=[E1; E2; 0]; % ma tran suc dien dong nhanh Znh=[Z11 Z12 Z13; Z21 Z22 Z23; Z31 Z32 Z33]; % ma tran tong tro disp('1 Phuong phap the nut') Ynh=inv(Znh) Ynut=A*Ynh*A' Jmnut=A*(Jnh-Ynh*Enh) Vnut=Ynut^-1*Jmnut Unh=A'*Vnut Inh=Ynh*(Unh+Enh) disp('2 phuong phap dong vong') Zv=B*Znh*B' Ev=B*(Enh-Znh*Jnh) Iv=Zv^-1*Ev Inh=B'*Iv+Jnh Unh=Znh*Inh-Enh - Kết chạy chương trình Matlab: Phuong phap the nut Ynh = 0.0554 - 0.0176i 0.0054 + 0.0324i 0.0189 + 0.0135i 0.0054 + 0.0324i 0.1054 - 0.0676i 0.0189 + 0.0135i 0.0189 + 0.0135i 0.0189 + 0.0135i 0.0162 - 0.0027i Ynut = 0.1122 - 0.0770i Jmnut = 15.5797 + 2.2487i Vnut = 85.0321 +78.4440i Unh = -85.0321 -78.4440i -85.0321 -78.4440i 85.0321 +78.4440i Inh = 136 0.9309 - 2.0788i 1.4173 - 0.4097i 3.3482 - 0.7565i phuong phap dong vong Zv = 40.0000 +10.0000i 30.0000 +10.0000i 30.0000 +10.0000i 35.0000 +25.0000i Ev = 1.0e+02 * 1.0464 - 0.7196i 1.0856 - 0.3196i Iv = 0.9309 - 2.0788i 1.4173 - 0.4097i Inh = 0.9309 - 2.0788i 1.4173 - 0.4097i 3.3482 - 0.7565i Unh = -85.0321 -78.4440i -85.0321 -78.4440i 85.0321 +78.4440i 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Bảng.Giáo trình Lý thuyết mạch NxbGiáo dục Việt Nam Nguyễn Thị Phượng (2017) Bài giảng Hướng dẫn thực hành ứng dụng Matlab phân tích mạch điện Trường Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Phạm Khắc Chương (1971).Cơ sở lý thuyết mạch (quyển 1,2).Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp https://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/bai-giang/ly-thuyet-mach 5.tailieuhoctap.vn/chi-tiet-sach/200-nganh /772621-bai-giang-ly-thuyetmach 138 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.1 Định nghĩa mạch điện 1.2 Phân loại mạch điện 1.3 Mơ hình hóa mạch điện 1.4 Các yếu tố kết cấu hình học mạch điện 1.5 Các thông số mạch điện 1.5.1 Các thông số thụ động 1.5.2 Các thông số tác động 17 1.6 Những tính chất mạch điện 21 1.6.1 Tính chất tuyến tính 21 1.6.2 Tính tương hỗ mạch điện 23 1.7 Các thành phần công suất mạch điện 24 1.7.1 Công suất tức thời 25 1.7.2 Công suất tác dụng 25 1.7.3 Công suất phản kháng 25 1.7.4 Công suất biểu kiến 26 1.8 Các luật mạch điện 26 1.8.1 Định luật Omh 26 1.8.2 Hai định luật Kirchoff 27 1.8.3 Định luật bảo tồn cơng suất 28 1.9 Các loại toán mạch điện 29 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG I 30 Chương 2.MẠCH TUYẾN TÍNH Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ĐIỀU HỊA 32 2.1 Hàm điều hịa đại lượng đặc trưng 32 2.2 Trị hiệu dụng hàm điều hòa 33 2.2.1 Trị hiệu dụng dịng điện hình sin 33 2.2.2 Trị hiệu dụng điện áp 33 2.3 Số phức – Biểu diễn hàm điều hòa miền ảnh phức 34 2.3.1 Định nghĩa số phức 34 139 2.3.2 Các phép toán số phức 35 2.3.3 Biểu diễn hàm điều hòa miền ảnh phức 35 2.4 Phản ứng nhánh kích thích điều hịa 37 2.4.1 Kích thích điều hịa 37 2.4.2 Mạch trở 37 2.4.3 Mạch cảm 38 2.4.4 Mạch dung 39 2.4.5 Mạch nối tiếp RLC 41 2.4.6 Mạch song song R//L//C 42 2.5 Dạng ảnh phức luật mạch điện 43 2.5.1 Luật Ohm 43 2.5.2 Luật Kirchhoff 43 2.5.3 Luật Kirchhoff 43 2.6 Các phương pháp tính mạch tuyến tính chế độ xác lập điều hòa 43 2.6.1 Phương pháp dòng điện nhánh 43 2.6.2 Phương pháp đỉnh 45 2.6.3 Phương pháp dòng điện vòng 47 2.7 Tính mạch điện có hỗ cảm 50 2.7.1 Phương pháp dòng điện nhánh 50 2.7.2 Phương pháp dòng điện vòng 51 2.8 Ứng dụng tính chất xếp chồng giải mạch điện tuyến tính chế độ xác lập điều hòa 52 2.8.1 Nội dung nguyên lý xếp chồng 52 2.8.2 Các bước giải mạch điện theo nguyên lý xếp chồng 53 2.8.3 Bài tập ví dụ 53 2.9 Các phép biến đổi tương đương 55 2.9.1 Biến đổi , Z ↔ , Y 55 2.9.2 Biến đổi nhánh có nguồn mắc song song 55 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 57 140 Chương 3.MẠNG MỘT CỬA 60 3.1 Định nghĩa phân loại 60 3.1.1 Định nghĩa 60 3.1.2 Phân loại mạng cửa 60 3.1.3 Xác định mạng cửa có nguồn hay không nguồn 61 3.2 Phương trình trạng thái sơ đồ tương đương mạng cửa tuyến tính có nguồn 61 3.2.1 Phương trình trạng thái mạng cửa tuyến tính có nguồn 61 3.2.2 Sơ đồ tương đương mạng cửa tuyến tính có nguồn 62 3.3 Điều kiện đưa công suất cực đại khỏi mạng cửa 66 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 68 Chương MẠNG HAI CỬA 70 4.1 Định nghĩa phân loại 70 4.1.1 Định nghĩa 70 4.1.2 Phân loại mạng hai cửa 70 4.1.3 Nhận biết mạng cửa có nguồn hay không nguồn 70 4.2 Các hệ phương trình truyền số đặc trưng mạng cửa 71 4.2.1 Hệ phương trình truyền dịng điện số đặc trưng Z 71 4.2.2 Hệ phương trình truyền điện áp số đặc trưng Y 74 4.2.3 Hệ phương trình trạng thái dạng A 76 4.2.4 Hệ phương trình trạng thái dạng B 78 4.2.5 Hệ phương trình trạng thái dạng H 79 4.2.6 Hệ phương trình trạng thái dạng G 79 4.2.7 Ma trận hệ mạng hai cửa 80 4.2.8 Các phương pháp tính số đặc trưng 82 4.3 Tính chất mạng cực tuyến tính tương hỗ 83 4.4 Hàm truyền đạt dòng áp 83 4.5 Mạng bốn cực tuyến tính khơng tương hỗ 84 4.5.1 Các nguồn có điều khiển 85 4.5.2 Các sơ đồ tương đương mạng bốn cực khơng tương hỗ, tích cực 86 141 4.5.3 Một số bốn cực không tương hỗ, tích cực thường gặp 88 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 92 Chương MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH CĨ NGUỒN KÍCH THÍCH CHU KỲ KHƠNG SIN 93 5.1 Khái niệm nguồn kích thích chu kỳ 93 5.1.1 Định nghĩa 93 5.1.2 Cách phân tích mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ 94 5.1.3 Ví dụ 94 5.2 Trị số hiệu dụng cơng suất dịng điện`chu kỳ không sin 95 5.2.1 Trị số hiệu dụng 95 5.2.2 Cơng suất dịng điện khơng hình sin 96 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 98 Chương MẠCH ĐIỆN BA PHA 99 6.1 Khái quát mạch điện pha 99 6.1.1 Định nghĩa 99 6.1.2 Cách đấu dây mạch ba pha 99 6.1.3 Khái niệm đại lượng pha dây 101 6.2 Mạch ba pha đối xứng 101 6.2.1 Định nghĩa mạch pha đối xứng 101 6.2.2 Đặc điểm mạch ba pha đối xứng 101 6.3 Tính mạch pha đối xứng 103 6.4 Mạch ba pha không đối xứng tải tĩnh 105 6.5 Tính cơng suất mạch ba pha 107 6.6 Mạch ba pha có tải động - Phương pháp thành phần đối xứng 107 6.6.1 Khái niệm mạch ba pha có tải động 107 6.6.2 Hệ điện áp sở phương pháp thành phần đối xứng 108 6.6.3 Cơng thức phân tích tổng hợp 109 6.6.4 Tính chất thành phần đối xứng mạch pha 110 6.7 Phân tích mạch ba pha không đối xứng phương pháp thành phần đối xứng 110 142 6.7.1 Mạch ba pha có nguồn khơng đối xứng 110 6.7.2 Các bước giải tốn mạch ba pha có nguồn khơng đối xứng 113 6.7.3 Các cố ngắn mạch, đứt dây mạch ba pha 114 6.7.3 Các điều hòa cao dòng - áp mạch ba pha 117 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 118 PHỤ LỤC 120 Phụ lục Ma trận mô tả cấu trúc mạch điện 120 P1.1 Ma trận nút – nhánh 120 P1.2 Ma trận vòng – nhánh 120 Phụ lục Giải mạch tuyến tính chế độ xác lập Matlab 122 P2.1 Giải mạch điện tuyến tính chế độ xác lập phương pháp dòng nhánh 122 P2.2 Giải mạch điện tuyến tính chế độ xác lập phương pháp dòng vòng 125 P2.3 Giải mạch điện tuyến tính chế độ xác lập phương pháp điện nút 130 P2.4 Giải mạch điện tuyến tính có hỗ cảm chế độ xác lập phương pháp dòng vòng điện nút 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 143 ... trình trạng thái tượng vật lý xảy hệ thống Mơ hình gọi mơ hình mạch điện, mạch điện lý thuyết Trong tài liệu này, thuật ngữ ? ?mạch điện” ngầm hiểu mạch điện lý thuyết Mạch điện (circuit) tổng quát... PHƯỢNG BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT MẠCH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2018 LỜI NÓI ĐẦU Lý thuyết mạch môn học sở kỹ thuật quan trọng trình đào tạo kỹ sư ngành có liên quan đến điện, cung cấp sở lý luận... tài liệu ? ?Bài giảng Lý thuyết mạch? ?? cần thiết Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong ý kiến đóng góp giúp tài liệu ngày hồn thiện Tác giả Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN