intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 2 - TS. Nguyễn Việt Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST
Báo xấu
52
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa" cung cấp cho người học các kiến thức: Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng; số phức - Biểu diễn hàm điều hòa trong miền ảnh phức; phản ứng của một nhánh với kích thích điều hòa, dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirchhoff. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 2 - TS. Nguyễn Việt Sơn

  1. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1 Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa. I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng. II. Số phức - Biểu diễn hàm điều hòa trong miền ảnh phức III. Phản ứng của một nhánh với kích thích điều hòa. IV. Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirchhoff. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  2. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng.  Hàm điều hòa là các hàm mà biểu diễn toán học của nó có dạng sin hoặc cos của biến thời gian t. Ví dụ: i(t) = Im.sin(ωt + φ) hoặc e(t) = Em.cos(ωt + φ) e(t)  Các thông số đặc trưng:  Giá trị biên độ cực đại: Im, Em. Giá trị hiệu dụng: I, E. t Quan hệ: Im = I. 2 ; Em = E. 2 φ Em  Góc pha: ωt + φ (rad) Góc pha ban đầu: φ [rad] cho biết trạng thái ban đầu của hàm điều hòa khi t = 0 T Tần số góc: ω [rad/s] đo tốc độ biến thiên của hàm điều hòa. 2 1  Nếu các hàm điều hòa có cùng tần số thì Chu kỳ: T  [s] Tần số: f   [ Hz ]  T 2  chúng được phân biệt bởi 2 thông số duy  Cặp thông số biên độ - pha làm thành một cặp thông số nhất: Biên độ - Pha ban đầu. đặc trưng của hàm điều hòa. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  3. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng.  Biểu diễn các hàm điều hòa bằng đồ thị vector:  Mỗi hàm điều hòa đặc trưng bởi 2 thông số: Trị hiệu dụng và góc pha (I, ωt + φ)  cho phép biểu diễn bằng những vector trên mặt phẳng pha: 2   Độ dài vector tỷ lệ với trị hiệu dụng của hàm điều hòa. I2 I2  Góc giữa vector với trục hoành tỷ lệ với góc pha (ωt + φ). 1  I1  Ví dụ: i1 (t )  I1. 2.sin(1t  1 )  I1 ( I1 , 1t  1 ) I1  1  2 i2 (t )  I 2 . 2.sin(2t  2 )  I 2 ( I 2 , 2t  2 ) 0 sin ( I , t   )  2.I . (t   ) cos   I  Nếu các hàm điều hòa cùng tần số  chúng đặc trưng bởi cặp thông số trị I2 hiệu dụng - góc pha ban đầu (I, φ)  Cho phép ta thực hiện các phép toán cộng trừ các hàm điều hòa cùng tần số.  Ví dụ: i1 (t )  I1. 2.sin(t  1 ) I1 i(t )  i1 (t )  i2 (t ) i2 (t )  I 2 . 2.sin(t  2 ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  4. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1 Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng. II. Số phức - Biểu diễn hàm điều hòa trong miền ảnh phức II.1. Khái niệm. II.2. Các phép toán cơ bản. III.3. Biểu diễn các hàm điều hòa trong miền ảnh phức. III. Phản ứng của một nhánh với kích thích điều hòa. IV. Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirchhoff. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  5. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa II.1. Khái niệm  Nguồn gốc: Giải phương trình bậc 2, có Deltal âm.  Số phức là một cặp 2 thành phần, số thực a, và số ảo j.b, với định nghĩa nó là tổng a + j.b, trong đó j2 = -1, và a, b là những số thực. Im  Biểu diễn trên mặt phẳng phức:   Dạng đại số: V  a  j.b  b V   Dạng modul-góc: V  V .e j .  V  V  Quan hệ:  V  a 2  b2 a  V .cos  0 a Re b b  V .sin    arctg a   Số phức liên hợp: V1  a1  j.b1 V1 và V2 là 2 số phức  a1  a2  b1  b2  V2  a2  j.b2 liên hợp nếu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  6. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa II.2. Các phép toán cơ bản.  Phép cộng - trừ.     Ví dụ: V1  a1  j.b1  V1 1 V3  V1  V2  (a1  a2 )  j.(b1  b2 )  Phép nhân - chia.  V2  a2  j.b2  V2 2     Phép nghịch đảo. V4  V1 .V2  V1.V2 1  2  ...   V1 V1  1 1 V5    1  2 V6    1 V2 V2 V1 V1 Chú ý:  Bất kỳ số phức nào nhân với j thì góc của nó quay ngược chiều kim đồng hồ 1 góc 90 0.    j Ví dụ: A  10 30  j. A  1.e 2 .10 30  10 120  Bất kỳ số phức nào chia cho j thì góc của nó quay thuận chiều kim đồng hồ 1 góc 90 0.    Ví dụ: A A  10 30    j. A   j.10 30  10 60 j  j3 = -j CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  7. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa II.3. Biểu diễn các hàm điều hòa trong miền ảnh phức.  Các hàm điều hòa cùng tần số i(t), e(t), j(t), u(t) đặc trưng bởi cặp số: Trị hiệu dụng - góc pha ban đầu  có thể diễn chúng bằng những số phức (ảnh phức của hàm điều hòa) có:  Modul = Trị hiệu dụng.  Pha = Góc pha ban đầu.  e(t )  E 2.sin( wt   )  E  E  Chú ý: Nếu số phức là ảnh của 1 hàm điều hòa trong miền thời gian t E 2.sin(t   )  E  E  thì e(t) = hoặc E 2.cos(t   ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  8. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa II.3. Biểu diễn các hàm điều hòa trong miền ảnh phức.  Xét hàm điều hòa:  i(t )  I . 2.sin(t   )  I  I  di(t )     .I . 2.cos(t   )  .I . 2.sin(t    )  I  j.. I dt 2 1 1   1  1   i(t ).dt    .I 2.cos(t   )    .I . 2.sin(t    2 )  I    . I . j  j . I Miền thời gian Miền ảnh phức Hàm điều hòa Ảnh phức d j.ω dt 1  dt j. Hệ phương trình vi tích phân Hệ phương trình đại số ảnh phức CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  9. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1 Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa. I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng. II. Số phức - Biểu diễn hàm điều hòa trong miền ảnh phức III. Phản ứng của một nhánh với kích thích điều hòa. III.1. Kích thích điều hòa. III.2. Mạch thuần trở. III.3. Mạch thuần cảm. III.4. Mạch thuần dung. III.5. Mạch nối tiếp R-L-C III.6. Mạch song song R//L//C IV. Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirchhoff. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  10. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa III.1. Kích thích điều hòa.  Các kích thích trong mạch Kirchhoff là các phần tử nguồn điện (nguồn dòng, nguồn áp)  Kích thích điều hòa trong mạch Kirchhoff là các nguồn điện e(t), j(t) có biểu diễn toán học là các hàm điều hòa dạng sin hoặc cos theo thời gian t. e(t )  E 2.sin(t   ) j (t )  J 2.cos(t   ) III.2. Mạch thuần trở.    iR(t) R IR R IR UR uR(t)  UR dòng - áp cùng pha u(t )  R.i(t )  i(t )  I 2 sin t ( A) I  I .e j .0  I 0( A) u (t )  R.I 2 sin t   U R  R. I  R.I 0 Công suất tác dụng: p(t )  u (t ).i (t ) P  R.I 2 =R.I 2 (1  cos 2t ) T 1 P=  p(t )dt  R.I 2 T0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  11. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa III.3. Mạch thuần cảm.   UL IL L iL(t) L   uL(t) UL IL diL (t ) Điện áp sớm pha hơn uL (t )  L dòng điện 1 góc π/2 dt  iL (t )  I . 2 sin t ( A) I L  I 0( A)    di (t ) U L  .L.I  / 2  j. X L . I L  Z . I L uL (t )  L L  L.I . 2..cos t dt Z L  j..L  =.L.I 2 sin(t  ) 2 Công suất phản kháng: Đo cường độ của quá trình dao động năng lượng trong kho từ. QL  X L .I L2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  12. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa  Mạch có hỗ cảm: M  M  i1(t) L1 L2 I1 * L1 L2 * * i2(t) * I2    u11(t) u21(t) I1   u12(t) u22(t) U11 U 21 U12 U 22   u1(t) u2(t) U1 U2   i1 (t )  I1 2 sin(t )( A) ; i2 (t )  I 2 2 sin(t   )( A) I1  I1 0( A); I 2  I 2  ( A) di1 (t )    u11 (t )  L1  .L1.I1. 2.sin(t  ) U11  j..L1. I1 dt 2   di (t )  U12  j..M 12 . I 2 u12 (t )  M 12 2  .M 12 .I 2 . 2 sin(t    ) dt 2      di1 di U1  U11  U12  j..L1. I1  j..M12 . I 2 u1 (t )  u11 (t )  u12 (t )  L 1  M12 2      dt dt U 2  U 22  U 21  j..L2 . I 2  j..M 21. I1 di di u2 (t )  u22 (t )  u21 (t )  L 2 2  M 21 1 dt dt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  13. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa III.4. Mạch thuần dung.   IC IC C iC(t) C  UC  uC(t) UC 1 Điện áp chậm pha hơn uC (t )   iC (t ).dt dòng điện 1 góc π/2 C  iC (t )  I . 2 sin t( A) I C  I 0( A) 1 1  1   j 2 1  uC (t )   iC (t ).dt   .I . 2.cos t UC  . I .e j .I C C .C C .C C 1   I. 2  = . I C   j. X C . I C = .sin(t  ) j..C .C 2 Công suất phản kháng: Đo cường độ của quá trình dao động năng lượng trong kho điện. QC  X C .I C2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  14. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa     UL UC III.5. Mạch nối tiếp R - L - C. I UR R L C     U  U R  U L  UC Tam giác điện áp Tam giác trở kháng Tam giác công suất      U  R. I  j. X L . I  ( j. X C ). I UL   jXL jQ   U  [ R  j ( X L  X C )]. I UR I R P L φ φ φ ~ Z  Z S Z  R  j (X L  XC )  -jXC -jQC U UC X R = |Z|.cosφ X = |Z|.sinφ Các tam giác đồng dạng với nhau  Công suất:  Công suất tác dụng: P = R.I2 = U.I.cosφ [W].  Công suất phản kháng: Q = X.I2 = U. I.sinφ [Var]. ~  Công suất toàn phần: S  P  j (QL  QC ) [VA] ~   S  [ R  j ( X L  X C )].I  Z .I  U . I 2 2 * CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  15. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa III.6. Mạch song song R // L // C.  .1 . . I R  .U  g .U I R    . . . IR IL IC  I C  j..C.U  j.bC .U U R L C . 1 . . IL   j .U   j.bL .U .L . . . . . . I  I R  I L  I C  [ g  j (bC  bL )].U  Y .U Tam giác dòng điện Tam giác tổng dẫn   I L IC  j.bL j.bC  I  Y φ IR φ  g U CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  16. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1 Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa. I. Hàm điều hòa và các đại lượng đặc trưng. II. Số phức - Biểu diễn hàm điều hòa trong miền ảnh phức III. Phản ứng của một nhánh với kích thích điều hòa. IV. Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirchhoff. IV.1. Luật Ohm. IV.2. Luật Kirchhoff 1. IV.3. Luật Kirchhoff 2. IV.4. Luật cân bằng công suất. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
  17. Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa IV.1. Luật Ohm.   Z: tổng trở tương đương của nhánh U  Z . I   với  I  Y .U Y: tổng dẫn tương đương của nhánh   IV.2. Luật Kirchhoff 1.  (I  J )  0 nut (dòng điện đi vào nút mang dấu âm, đi ra nút mang dấu dương)   IV.3. Luật Kirchhoff 2. U   E vong vong (điện áp cùng chiều vòng mang dấu dương)  Vậy hệ phương trình mạch Kirchhoff tuyến tính ở chế độ xác lập điều hòa khi chuyển sang miền ảnh phức là hệ phương trình đại số tuyến tính ảnh phức. Điều này giúp ta tránh được việc giải hệ phương trình vi tích phân trong miền thời gian. IV.4. Luật cân bằng công suất. P  0 ~ S  0  Q  0 kin kin  kin CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2