Cơ sở kỹ thuật điện - điện tử P1

Chia sẻ: Van Kent Kent | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

0
92
lượt xem
34
download

Cơ sở kỹ thuật điện - điện tử P1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

• Về mặt toán học mạch (circuits) là học, một mô hình thực hiện một phép toán tử nào đó lên tác động ở đầu vào, nhằm t à hằ tạo ra đá ứ đáp ứng mong muốn ở đầu ra. • Cụ thể, mạch là một hệ thống gồm các phần tử và các thông số được kết nối theo một trật tự logic nhất định nhằm tạo và biến đổi tín hiệu hiệu. • Chú ý: Cần phân biệt sự khác nhau p g của hai khái niệm phần tử và thông số. C +E Uv R 4 2 3 + 7...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Cơ sở kỹ thuật điện - điện tử P1

  1. Bộ môn: Lý thuyết mạch CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  2. 1. Tổng quan a) Mạch điện là gì ? • Về mặt toán học mạch (circuits) là học, C một mô hình thực hiện một phép toán tử nào đó lên tác động ở đầu +E 4 Uv R 2 - Ura vào, nhằm t à hằ tạo ra đá ứ đáp ứng mong 3 + 6 muốn ở đầu ra. 0 7 -E • Cụ thể, mạch là một hệ thống gồm ura = k ∫ uv dt các phần tử và các thông số được kết nối theo một trật tự logic nhất định nhằm tạo và biến đổi tín hiệu hiệu. • Chú ý: Cần phân biệt sự khác nhau của hai khái niệm phần tử và thông p g số. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  3. 1. Tổng quan b) Phần tử và thông số • Phần tử ở đây ám chỉ tới R1 M R2 các vật liệu linh kiện cụ * * thể: tụ điện, cuộn dây, ể biến áp, diode, transistor... U1 L1 L2 U2 • Thô số là đ i l Thông ố đại lượng vật ật lý đặc trưng cho tính chất của phần tử tử. • Một phần tử có thể có nhiều thông số số. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  4. 1. Tổng quan c) Các trạng thái của mạch R1 R3 • Trạng thái xác lập: mạch ở trạng thái làm việc cân bằng R2 R4 Eng1 Ing4 & ổ định. ổn • Trạng thái quá độ: mạch đang t đ trong quá t ì h lậ l i á trình lập lại R1 R2 sự cân bằng mới khi trong C R3 K e(t) mạch xảy ra đột biến thường biến, gặp khi đóng/ngắt mạch, nguồn tác động có dạng guồ ác độ g dạ g xung. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  5. 1. Tổng quan d) Phân tích mạch: • Các quá trình năng lượng trong mạch, quan hệ về điện áp & dòng điện trên các phần tử tử. x(t) y(t) ? • Đáp ứng ra của hệ thống trong miền thời gian HÖ thèng s½n cã & miền tần số. Quá trình tín hiệu qua mạch ứng với mỗi tác động ở đầu vào. ỗ ầ e) Tổng hợp mạch: • Tổng hợp mạch là chúng ta phải xác định kết cấu hệ thống sao cho ứng với mỗi tác động ở x(t) y(t) đầu vào sẽ tương ứng với một đáp ứng mong ? muốn ở đầu ra thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật. • Chú ý: phân tích mạch là bài toán đơn trị, tổng hợp mạch là bài toán đa trị. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  6. 2. Các thông số tác động và thụ động của mạch điện Xét một phần tử mạch: Thí dụ: xét mạch điện i(t) +A phÇn u(t) tö e uAB R m¹ch -B • Dưới góc độ năng lượng: g ộ g ợ g p(t)=u(t).i(t) • e là phần tử cho năng • Nếu u(t) & i(t) ngược chiều nhau, lượng. Nó chứa thông số tác động độ g thì phần tử là tá độ ( hầ tử hầ tác động (phần • R là phần tử nhận năng nguồn), nó cho năng lượng. lượng, nó chứa thông số • Nếu u(t) & i(t) cùng chiều nhau, () () g , thụ động ụ ộ g thì phần tử là thụ động, nó nhận năng lượng. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  7. 2.1. Các thông số thụ động a) Điện trở R i(t) r • đ vị: Ô (Ω) đơn ị Ôm (Ω). • Về mặt thời gian, dòng u(t) điện và điện áp trên phần tử thuần trở là đồng pha. ồ u(t) = r.i(t) (t) i(t) • R đặc trưng cho sự tiêu g tán năng lượng dưới dạng nhiệt. g Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  8. 2.1. Các thông số thụ động b) Điện dung C i(t) C • Đ vị: F Đơn ị Fara (F) u(t) • Về mặt thời gian điện áp du (t ) i (t ) = C trên C chậm pha so với dt dòng điện là π/2. 1 t u (t ) = ∫ i (t )d (t ) + uo • Xét về mặt năng lượng, C 0 C đặc trưng cho sự tích g luỹ năng lượng điện Chú ý: ở chế độ một chiều, g trường. điện dung coi như hở mạch Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  9. 2.1. Các thông số thụ động c) Điện cảm L i(t) L • Đ vị: H Đơn ị Henry (H) • Về mặt thời gian điện áp u(t) trên L nhanh pha so với dòng điện là π/2. di (t ) u (t ) = L • Xét về mặt năng lượng, dt L đặc trưng cho sự tích g luỹ năng lượng từ Chú ý: ở chế độ một chiều, trườngg điện dung coi như ngắn mạch Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  10. 2.1. Các thông số thụ động i1 M i2 d) Hỗ cảm M * * • Đ vị: H Đơn ị Henry (H) u1 L11 L22 u2 • M có cùng bản chất của điệ cảm, hất ủ điện ả di di u =L 1 ±M 2 nhưng nó đặc 1 11 dt 12 dt trưng t cho h sự di1 di2 tương tác lẫn nhau u2 = ± M 21 + L22 dt dt giữa các phần tử iữ á hầ Chú ý: nếu các dòng điện cùng chảy vào (về mặt năng hoặc cùng chảy ra khỏi đầu có đánh dấu lượng từ t ờ ) l trường). * (đầ cùng tê ) thì các biể thứ t ê lấ (đầu ù tên) á biểu thức trên lấy dấu ‘+’, nếu ngược lại thì lấy dấu ‘-’. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  11. 2.1. Các thông số thụ động Thông số tương đương của các phần tử mắc nối tiếp hoặc song song C¸ch Th«ng sè Th«ng sè Th«ng sè m¾c ®iÖn tr ë ®iÖn c¶m ®iÖn dung nèi tiÕp r = ∑ rk L = ∑ Lk 1 =∑ 1 k k C k Ck song 1 =∑ 1 1 =∑ 1 C = ∑ Ck song r k rk L k Lk k ThÝ dô: R1 R2.R3 Rtd = R1 + R23 = R1 + U1 R2 R3 R2 + R3 Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  12. 2.2. Các thông số tác động • Sức điện động của nguồn (eng): có giá trị là điện áp hở mạch của nguồn đơn vị vôn (V) nguồn, (V). • Dòng điện của nguồn (ing): có giá trị là dòng điện ngắn mạch của nguồn đơn vị ampe (A) nguồn, (A). eng g Ri = ing • Chú ý: nguồn điện thực tế (nguồn không lý tưởng), ngoài các thông số eng và ing, còn có nội trở trong Ri đặc trưng cho sự tổn hao năng lượng của nguồn. Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  13. 2.2. Các thông số tác động Sơ S đồ tương đ đương của nguồn ủ ồ Sơ đồ tương nguồn áp: +a Ri Ri NGUỒN +a Nguồn +a ĐIỆN áp lý -b eng eng tưởng có eng/ ing/Ri -b - b R =0 i eng Sơ đồ tương nguồn dòng: Ri = Nguồn + + dòng lý ing Ing Ri Ing Ri tưởng có _ Ri = ∞ _ CHÚ Ý:Nguồn áp có thể chuyển tương đương về nguồn dòng và ngược lại Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  14. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.1. Nhắc lại các cách biểu diễn số phức: r m = a + jb = m.e jϕ = m(cos ϕ + j sin ϕ ) • Trong đó, g trị modul của số phức: g giá ị p r m = m = a +b2 2 Im • Argumen: b m ⎧ b ϕ r ⎪ ⎪arctg a , a ≥ 0 0 Re ϕ = arg[m] = ⎨ a ⎪π + acrtg b , a < 0 ⎪ ⎩ a Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  15. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.2. Phức hóa dao động sin (biến đổi Fourier): • Xét hàm điều hòa: ThÝ dô: -Biến đổi thuận (FT) của hàm ⎧ x(t ) = X m . sin(ωt + ϕ o ) u (t ) = U m . sin(ωt + 30 o ) ⎨ ⎩ x(t ) = X m . cos(ωt + ϕ o ) ( là biểu diễn trong miền tần số r • Khi phức hóa sẽ thành: U = U m . exp[ j (ωt + 30 o )] r X = X m . exp[ j (ωt + ϕ o )] -Biến đổi ngược lại, khi biết biên độ r phức • Viết lại dưới dạng: U m = U m . exp( j 30 ) o r r X = X m . exp( jωt ) thì hàm thời gian tương ứng sẽ là sự • Biên độ phức của x(t) là: lựa chọn giữa: r u (t ) = U m . sin(ωt + 30 o ) X m = X m . exp( jϕ o ) hoặc u (t ) = U m . cos(ωt + 30 o ) Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  16. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.3. Trở kháng và dẫn nạp của một đoạn mạch: • Xét đoạn mạch xác lập điều hòa (miền t) được phức hóa sang miền tần số, khi đó ề ầ ố i(t) dòng điện và điện áp trong miền tần số Miền u(t) r ω có dạng: U = U exp[ j (ωt + ϕ )] t m u r I = I exp[ j (ωt + ϕ )] m i Phức hóa • Trở kháng của đoạn mạch được đ/nghĩa: r I U Um Miền Z= r = exp[ j (ϕ − ϕ )] = R + jX = Z e jϕ Z U I I u i m ω R là điện trở X là điện kháng trở, • Đơn vị: Ohm (Ω) Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  17. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.3. Trở kháng và dẫn nạp của một đoạn mạch: • Xét đoạn mạch xác lập điều hòa (miền t) được phức hóa sang miền tần số, khi đó ề ầ ố i(t) dòng điện và điện áp trong miền tần số Miền u(t) r ω có dạng: U = U exp[ j (ωt + ϕ )] t m u r I = I exp[ j (ωt + ϕ )] m i Phức hóa • Dẫn nạp của đoạn mạch được đ/nghĩa: r jϕ 1 I Im I Y= = r = exp[j(ϕ − ϕ u )] = G + jB = Y e y Z U Um i Miền U G là điện dẫn, B là điện nạp ω • Đ vị: Si Đơn ị Simen (S) Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  18. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.3. Trở kháng và dẫn nạp của một đoạn mạch: • Từ đó ta có các biểu thức: i(t) r Miền U = U exp[ j (ω t + ϕ )] u(t) m u t r I = I exp[ j (ω t + ϕ )] m i Phức hóa U X Z = R2 + X 2 = m ϕ = arg Z = arctg = ϕ −ϕ u i I Z R m I Miền I 2 + B2 = m B U Y = G ϕY = argY = arctg = −ϕZ ω U m G Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  19. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.3. Trở kháng và dẫn nạp của một đoạn mạch: • Đối với điện trở R: r r r U 1 u (t ) = R.i (t ) ⇒ U = R.I ; Z R = r = R; YR = = G I R • Đối với điện dung C: r 1 r 1 r U 1 u(t) = ∫ idt ⇒ U = (t) I; Z = r = = jX ; Y = jωC = jBC C j ωC c I j ωC C c • Đối với điện kháng L ới L: r di (t ) r r U 1 u(t) = L ⇒ U = jωL. I ; Z = r = jωL = jX ; Y = = jBL dt L I L L j ωL Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com
  20. 3. Biểu diễn mạch trong miền tần số 3.4. Trở kháng và dẫn nạp các nhánh mạch mắc nối tiếp hoặc song song: C ¸ch T r ë kh¸ng DÉn n¹p m¾c nèi tiÕp Z td = ∑ Z k 1 = ∑ 1 k Y td k Yk song song 1 = ∑ 1 Y td = ∑ Yk Z td k Zk k Tel: 0912562566 – Email: thanhqn80@gmail.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản