Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính

CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1<br /> Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính.<br /> <br /> I. Khái niệm về mạng một cửa Kirchhoff.<br /> <br /> II. Phương trình và sơ đồ tương đương mạng một cửa có nguồn. III. Điều kiện đưa công suất cực đại ra khỏi mạng một cửa.<br /> <br /> Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010<br /> <br /> 1<br /> <br /> Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính<br /> I.1. Khái niệm.<br />  Thực tế thường gặp những thiết bị điện hoặc động lực làm nhiệm vụ trao đổi năng động lượng hay<br /> tín hiệu điện từ ra/vào ở một cửa ngõ. Ví dụ: Máy phát điện cung cấp năng động lượng ra trên các cực; một máy thu nhận năng lượng tín hiệu đưa vào các cực; một đường dây truyền tin; một dụng cụ đo lường …  Tuy những thiết bị ấy có cấu trúc bên trong rất khác nhau, nhưng điều mà ta quan tâm chung là quá trình năng lượng tín hiệu trên cửa ngõ. Như vậy hệ thống được coi như một vùng năng lượng và được quan sát dựa trên quá trình phản ứng và hành vi trên cửa ngõ, và không quan tâm đến kết cấu và tính năng các vùng bên trong của hệ.  Để mô tả quá trình ấy ta bổ xung vào các phần tử R, L, C … trong mạch Kirchhoff một phần tử<br /> <br /> mạng một cửa Kirchhoff.<br /> <br /> Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010<br /> <br /> 2<br /> <br /> Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính<br /> I.1. Khái niệm.<br />  Định nghĩa: Mạng một cửa Kirchhoff là một kết cấu mạch có một cửa ngõ để trao đổi năng động lượng và tín hiệu điện từ với những phần khác của mạch. (Cửa ngõ là một bộ phận của sơ đồ mạch trên đó ta đưa vào hoặc lấy ra tín hiệu. Với các biến nhánh trong mạch Kirchhoff, cửa ngõ thường là một cặp đỉnh).<br /> i(t) u(t)<br /> <br />  Biến trạng thái trên cửa: i(t), u(t).<br />  Điều kiện mạng một cửa: Dòng điện chảy vào cực này bằng dòng điện chảy ra ở cực kia.<br /> <br />  Mô hình toán học:<br />  Quá trình năng lượng tín hiệu trên cửa ngõ của mạng 1 cửa được thể hiện ở quan hệ giữa cặp<br /> <br /> biến trạng thái trên cửa u(t) và i(t).<br />  Với mạch Kirchhoff, quan hệ này là một phương trình vi tích phân thường trong miền thời gian.<br /> <br /> f (u, u ', u '',..., i, i ', i '',..., t )  0<br /> 3<br /> <br /> Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010<br /> <br /> Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính<br /> I.2. Phân loại.<br />  Theo phương trình trạng thái:<br /> Mạng 1 cửa phi tuyến (không xét).  Theo khả năng trao nhận năng động lượng điện từ trên cửa:  Mạng 1 cửa không nguồn: Là mạng một cửa không có khả năng tự đưa năng động lượng ra khỏi cửa ngõ. Mạng 1 cửa tuyến tính.<br /> <br /> Chú ý: Mặc dù kết cấu bên trong của mạng 1 cửa có thể chứa<br /> các phần tử nguồn e(t), j(t) nhưng nếu các kết cấu đó bị ngắn<br /> u<br /> <br /> i<br /> <br /> mạch ngay trước khi ra cửa và nó không còn khả năng trao<br /> năng động lượng điện từ ra bên ngoài thì những mạng 1 cửa<br /> <br /> đó vẫn được coi là mạng một cửa không nguồn.<br />  Mạng 1 cửa có nguồn: Là mạng 1 cửa có thể chứa tự đưa năng động lượng ra khỏi cửa ngõ, đó là các mạng một cửa có chứa các phần tử nguồn e(t), j(t) và chúng không bị triệt tiêu.<br /> Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010 u<br /> <br /> i<br /> <br /> 4<br /> <br /> Chương 6: Mạng một cửa Kirchhoff tuyến tính<br /> I.2. Phân loại.<br />  Cách xác định:<br />  Hở mạch cửa (i = 0)  đo điện áp trên cửa u0(t):  Nếu u0(t) = 0  mạng một cửa không nguồn.<br /> V i(t) = 0<br /> <br /> u0(t)<br /> <br />  Nếu u0(t) ≠ 0  mạng một cửa có nguồn.<br /> <br />  Ngắn mạch cửa (u = 0)  đo dòng điện trên cửa i0(t):<br /> <br /> i0(t) A u(t) = 0<br /> <br />  Nếu i0(t) = 0  mạng một cửa không nguồn.<br />  Nếu i0(t) ≠ 0  mạng một cửa có nguồn.<br /> <br /> Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010<br /> <br /> 5<br /> <br />