Lý thuyết mạch điện và đề bài tập part1

Chương 1 Mạch điện-thông số mạch Các định luật cơ bản của mạch điện Tóm tắt lý thuyết Một số thuật ngữ và định nghĩa Các nguồn trong mạch điện gọi là các tác động, các điện áp và dòng điện ở các nhánh gọi là các phản ứng của mạch. Điện áp và dòng điện gọi các đại lượng điện (không gọi công suất là đại lượng điện). Các thông số mạch thụ động bao gồm điện trở, điện cảm và điện dung. Điện trở có thể ký hiệu là R hoặc r. Điện dung và điện cảm phải ký hiệu là các chữ in hoa tương ứng L và C. Giá trị tức thời của điện áp và dòng điện ký hiệu tương ứng là chữ u, i thường (không viết hoa) hoặc có viết thêm biến thời gian như u(t), i(t). Giá thị hiệu dụng ký hiệu tương ứng là U và I, giá trị biên độ ký hiệu là U m và I m . Tương ứng sẽ có ký hiệu trong miền phức là m m I,U;I,U Quan hệ dòng - áp trên các thông số mạch: Trên điện trở R: Hình 1.1a. Định luật Ôm u=i. R hay u(t)=i(t).R (1.1) Công suất tức thời p hay p(t)=u 2 R= R i 2 ≥0 (1.2) Năng lượng tiêu hao ở dạng nhiệt năng trong khỏang thời gian t 1 ÷t 2 : W T = ∫ 2 1 t t dt)t(p (1.3) H×nh 1.1 R L C i i i u u u a) b) c) Trên điện cảm L: Hình 1.1b Định luật Ôm: u= dt di L hay ∫ += t t Lo Iudt L i 0 1 (1.4) Trong đó I L0 [hay I L (t 0 ) hay i L0 ] là giá trị của dòng điện qua L tại thời điểm ban đầu t=t 0 . Năng lượng tích luỹ ở dạng từ trường tại thời điểm bất kỳ là: 11 W M = 2 2 i L (1.5) Công suất tức thời: p= dt di L.i dt dW u.i M == (1.6) Trên điện dung C: Hình 1.1.c Định luật Ôm i= ∫ += t Co Uidt C uhay dt du C 0 1 (1.7) Trong đó U C 0 [hay U C (t 0 ) hay u C 0 ] là giá trị của điện áp trên C tại thời điểm ban đầu t=t 0 . Năng lượng tích luỹ ở dạng điện trường tại thời điểm bất kỳ: W E = 2 2 u C (1.8) Công suất tức thời: p= dt du C.u dt dW i.u E == (1.9) Lưu ý: Các công thức (1.1), (1.4) và (1.7) ứng với trường hợp điện áp và dòng điện ký hiệu cùng chiều như trên hình 1.1. Nếu chiều của dòng điện và điện áp ngược chiều nhau thì trong các công thức trên sẽ có thêm dấu “-” vào một trong hai vế của phương trình. Thông số nguồn: Nguồn điện áp hay nguồn suất điện động (sđđ) lý tưởng, nguồn điện áp thực tế (không lý tưởng) ký hiệu tương ứng ở hình 1.2a, b. Nguồn dòng điện lý tưởng, nguồn dòng điện thực tế (không lý tưởng) ký hiệu tương ứng ở hình 12c, d. H×nh 1.2 a) b) c) e hay u e hay u R 0 R 0 d) e) E R 0 R 0 i hay i 0 i hay i 0 0 I 0 0 R E I = 00 IRE = Khi phân tích mạch điện có thể biến đổi tương đương giữa 2 loại nguồn có tổn hao như ở hình 1.2e. Phép biến đổi rất đơn giản: thực hiện theo định luật Ôm. Định luật Kieckhop 1: Định luật cho nút thứ k trong mạch được viết: )'.( i ihay).(i k r vk k k 1011010 ∑∑∑ == Trong (1.10) i k là tất cả các dòng điện nối với nút thứ k, dòng hướng vào nút mang dấu “+”, dòng rời khỏi nút mang dấu “-”. Trong (1.10)’ i Vk là tất cả các dòng điện hướng vào nút thứ k, i r k là tất cả các dòng rời khỏi nút k, chúng đều có dấu “+”. 12 . Chương 1 Mạch điện- thông số mạch Các định luật cơ bản của mạch điện Tóm tắt lý thuyết Một số thuật ngữ và định nghĩa Các nguồn trong mạch điện gọi là. động, các điện áp và dòng điện ở các nhánh gọi là các phản ứng của mạch. Điện áp và dòng điện gọi các đại lượng điện (không gọi công suất là đại lượng điện) .