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

Bài giảng Giải tích mạch: Chương 2.3 - Đỗ Quốc Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

44
lượt xem
5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 3 bài giảng "Giải tích mạch - Chương 2: Mạch xác lập điều hòa" cung cấp cho người học các kiến thức về "Mạch cộng hưởng" bao gồm: Phần tử thực, qui đổi tương đương, hệ số phẩm chất, qui đổi tương đương,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Giải tích mạch: Chương 2.3 - Đỗ Quốc Tuấn

  1. 2.11 Mạch cộng hưởng Phần tử thực Cuộn dây luôn có điện trở dây quấn. { RS LS L ; RL ⇔ LP RP Tụ điện luôn có điện trở rò rỉ. CS { RS C ; RC ⇔ CP RP CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  2. 2.11 Mạch cộng hưởng Qui đổi tương đương Cuộn dây RS LS  1 ω 2 L2P RP + jω LP RP2 Z= RS + jω LS   Z= = RP2 + ω 2 L2P S S LP   YP 1 1 →  Y= −j 1 RS + jω LS P RP ω LP  Y= = RP  P Z S RS2 + ω 2 L2S Tụ điện RS CS j   1 RP − jωCP RP2 Z= RS −  Z= = ωCS  1 + ω 2CP2 RP2 S S CP  YP →  1  Y= 1 ω 2CS2 RS + jωCS Y= + jω C = P RP P   P ZS 1 + ω 2CS2 RS2 RP CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  3. 2.11 Mạch cộng hưởng  Hệ số phẩm chất : Wmax Wmax : năng lượng tích lũy max Q = 2π WT WT : năng lượng tiêu tán trong 1 chu kỳ  Hệ số tổn hao : D = tgδ δ : góc mất (tổn hao) Quan hệ D & Q D.Q = 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  4. 2.11 Mạch cộng hưởng Qui đổi tương đương ω LSRP Cuộn dây = Q = RS ω LP RS LS  1 ω 2 L2P RP + jω LP RP2 Z= RS + jω LS   Z= = RP2 + ω 2 L2P S S LP   YP 1 1 →  Y= −j 1 RS − jω LS P RP ω LP  Y= = RP  P Z S RS2 + ω 2 L2S 2  2 ( P ) 1 1 ω Z=S = YP 1 + Q R + j LP Q   (1 + Q ) R 2 S = RP →  1  1 1  1 Q   2 Y= = 2  −j   1 + 2  LS = LP P Z S 1 + Q  RS ω LS    Q  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  5. 2.11 Mạch cộng hưởng Qui đổi tương đương 1 Tụ điện = D ω= CS RS ωCP RP RS CS j   1 RP − jωCP RP2 Z= RS −  Z= = ωCS  1 + ω 2CP2 RP2 S S CP  YP →  1 1 ω 2CS2 RS + jωCS Y= + jωCP  Y= = P RP   P ZS 1 + ω 2CS2 RS2 RP 1  2 1  1  ZS 2  D RP − j  1 + 2  RS = RP 1+ D   ωCP  D  → 1 D 2   1 CS = C P = + jωCS   YP 2  1 + D  RS   CuuDuongThanCong.com (1 + D ) 2 https://fb.com/tailieudientucntt
  6. 2.11 Mạch cộng hưởng Hiện tượng cộng hưởng nhánh : Trên một nhánh nối tiếp hoặc song song khi dòng và áp cùng pha ta có cộng hưởng. • • • • =  Từ U Z= I & I YU Z hay Y : số thực + I Z U - Y Z thực: cộng hưởng nối tiếp Y thực: cộng hưởng song song CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  7. 2.11 Mạch cộng hưởng Mạch cộng hưởng nối tiếp :  Mạch RLC nối tiếp: áp vào u(t) có biên độ Um cố định , tần số ω thay đổi được.  Trở kháng nhánh : R j(ω L − ω1C ) Z =+ |Z| = R 2 + (ω L − ω1C ) 2 = (ω L − ω1C ) Im{Z}  Trở kháng nhánh thay đổi theo tần số ω. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  8. 2.11 Mạch cộng hưởng  Tần số cộng hưởng nối tiếp :  Là tần số ω0 thỏa : Zmin  1  Im{Z(ω0 )} = ω0 L −  =0  ω0 C  1 1 ω0 = f0 = LC 2π LC  Tại tần số cộng hưởng : |Z| →min = R và nhánh thuần trở. Bài giảng Giải tích Mạch 2014 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  9. 2.11 Mạch cộng hưởng  Băng thông (BW) của mạch cộng hưởng:  Dòng qua nhánh ↔ áp trên R , có module: R UR = Um U R(max) = U m R + (ω L − 2 1 2 ωC) UR  Tần số cắt : tần số khi Um UR = 1 2 U R(max) Um  ω1 : tần số cắt dưới. 2 BW  ω2 : tần số cắt trên. ω1 ω0 ω2 ω = ω 2 − ω1  Băng thông : BW = (f 2 − f1 ) Hz hay BW CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  10. 2.11 Mạch cộng hưởng  Xác định các tần số cắt : R Um U R(ω1 & ω2 ) U= m R 2 + (ω L − ω1C ) 2 2 2 R R  1 UR ω1 = − +   + 2L  2L  LC Um 2 R R  1 Um ω2 =+   + 2L  2L  LC 2 BW R BW = [ rad / s ] ω1 ω0 ω2 ω L Bài giảng Giải tích Mạch 2014 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  11. 2.11 Mạch cộng hưởng  Hệ số phẩm chất : Wmax Wmax : năng lượng tích lũy max Q = 2π WT WT : năng lượng tiêu tán trong 1 chu kỳ  Ở mạch cộng hưởng nối tiếp , người ta CM được : Wmax = max(WL + WC ) = const = 1 2 LI 2m = WT = 1 RI T 2 2 m 1 2 RI .2π / ω 0 2 m ω0 L 1 ω0 = Q = = R ω0 RC BW Bài giảng Giải tích Mạch 2014 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  12. 2.11 Mạch cộng hưởng  Tính tần số cắt theo hệ số phẩm chất :    2   R R 1  ω1 =ω0 − +   + 2  2ω0 L  2ω0 L  ω0 LC     1  1  2  ω1 = ω0  − +   + 1   2Q  2Q      1  1  2  ω1 =ω0  +   + 1   2Q  2Q     Bài giảng Giải tích Mạch 2014 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  13. 2.11 Mạch cộng hưởng  Đồ thị vectơ tại cộng hưởng : Im  Do: U= U= ω 0 LI = Im ω0C Lm Cm m UL U Lm U Cm ω 0 LI m ω 0 L = = = = Q UR UC Um Um RIm R I Re U  Cộng hưởng nối tiếp gọi là cộng hưởng áp vì tại lân cận tần số cộng hưởng , áp trên các phần tử kháng rất lớn so với tín hiệu áp vào của mạch (Q lần) . Bài giảng Giải tích Mạch 2014 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  14. 2.11 Mạch cộng hưởng Ví dụ1: Cộng hưởng nối tiếp Tín hiệu ra máy phát sóng : u(t) = 10cos(ωt) V Tìm : ω0; BW; Q; ULm và UCm tại lân cận ω0? Giải 1 R 2 ω 0 = 2000 (rad/s) BW = = = 80 (rad/s) −3 -3 -5 25.10 .10 L 25.10 ω 0 L 2000.25.10−3 = Q = = 25 R 2 U= Lm U= Cm = Q.U m 250 (V) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  15. 2.11 Mạch cộng hưởng KL Q 1 1 Q> 2 KC KR ωC ω0 ωL 1 KC KL 1 Q Q< KR 2 ωC ω0 ωL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  16. 2.11 Mạch cộng hưởng Mạch cộng hưởng song song :  Mạch RLC song song : dòng vào J(t) có biên độ cố định Jm, tần số ω thay đổi được.  Dẫn nạp nhánh : Ymin G j(ω C − ω1L ) Y =+ |Y| = G + (ω C − 2 1 2 ωL) = (ω C − ω1L ) Im{Y}  Dẫn nạp nhánh thay đổi theo tần số ω. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  17. 2.11 Mạch cộng hưởng  Tần số cộng hưởng song song: Ymin  Là tần số ω0 thỏa : Im{Y(ω 0 )} = (ω 0C − ω10L ) = 0 1 1 ω0 = f0 = LC 2π LC  Tại tần số cộng hưởng : |Y| → min = G và nhánh thuần trở. Bài giảng Giải tích Mạch 2014 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  18. 2.11 Mạch cộng hưởng  Băng thông (BW) của mạch cộng hưởng:  Áp trên nhánh ↔ áp trên khung LC , có module: Jm Jm U LC = U LC(max) = G + (ω C − ω1L ) 2 2 G  Tần số cắt : tần số khi J m U LC G U LC = 1 2 U LC(max) Jm 2G BW  ω1 : tần số cắt dưới.  ω2 : tần số cắt trên. ω1 ω0 ω2 ω = ω 2 − ω1  Băng thông : BW CuuDuongThanCong.com = (f 2 − f1 ) Hz hay BWhttps://fb.com/tailieudientucntt
  19. 2.11 Mạch cộng hưởng  Xác định các tần số cắt : Jm Jm U LC(ω1 & ω2 ) = G + (ω C − ω L ) 2 1 2 2G G ω1 = − + (G ) 2 + 1 2C LC J m U LC 2C G G Jm ω1 = + ( G 2C ) +1 2 LC 2C 2G BW G BW = [rad / s ] ω1 ω0 ω2 ω C Bài giảng Giải tích Mạch 2014 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  20. 2.11 Mạch cộng hưởng Wmax  Hệ số phẩm chất : Q = 2π WT  Ở mạch cộng hưởng song song , người ta CM được : Wmax = max(WL + WC ) = const = 1 2 CU 2 LCm =WT 1 2 = GU T2 LCm 1 2 GU 2 LCm .2π / ω 0 ω0 C 1 ω0 = Q = = G ω0 LG BW Bài giảng Giải tích Mạch 2014 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2