Bài giảng Giải tích mạch: Chương 3.2 - Đỗ Quốc Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

50
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 bài giảng "Giải tích mạch - Chương 3: Các phương pháp phân tích - Các định lý" bao gồm các nội dung: Mạch điện có ghép hỗ cảm, mạch có khuếch đại thuật toán, các định lý mạch. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Giải tích mạch: Chương 3.2 - Đỗ Quốc Tuấn

Chương 3 : Các PP phân tích-Các định lý  3.1 Phương pháp dòng điện nhánh  3.2 Phương pháp điện thế nút  3.3 Phương pháp dòng mắt lưới  3.4 Mạch điện có ghép hỗ cảm  3.5 Mạch có khuếch đại thuật toán  3.6 Các định lý mạch  3.7 Mạch 3 pha Bài giảng Giải tích Mạch 2014 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4 Mạch ghép hỗ cảm Hệ phương trình miền thời gian di1 di2 u1 (t ) = ± L1 ±M dt dt di2 di1 u2 (t ) = ± L2 ±M dt dt Hệ phương trình miền phức • • • ± jω L1 I1 ± jω M I 2 U1 = • • • ± jω L2 I 2 ± jω M I1 U2 = Bài giảng Giải tích Mạch 2014 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.1 Mạch hỗ cảm-PP dòng nhánh  Xem phần tử hỗ cảm là 2 nhánh mới với thông số là 2 nguồn áp  Viết hệ pt dòng nhánh  Bổ sung thêm hai pt của phần tử hỗ cảm • • • ± jω L1 I1 ± jω M I 2 U1 = • • • ± jω L2 I 2 ± jω M I1 U2 = Bài giảng Giải tích Mạch 2014 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.2 Mạch không hỗ cảm tương đương jωM jωM 1 2 jωL1 jωL2 jωL1 jωL2 i1 3 i3 i2 1 2 i1 i= Z1 jω ( L1 − M ) = 2 Z 1 jω ( L1 + M ) Z 2 jω ( L2 − M ) = Z 2 jω ( L2 + M ) = Z 3 = jω M 3 i3 Z 3 = − jω M Bài giảng Giải tích Mạch 2014 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.3 Mạch có biến áp lý tưởng  Điều kiện để cuộn dây ghép hỗ cảm được xét dưới mô hình BALT 2 L2  N 2  ◦ L1 , L2 là VCL nhưng tỉ số hữu hạn= = 2  n L1  N1  M ◦ Hệ số ghép = k = 1 L1 L2 M 1:n (k) L1 L2 (N1) (N2) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.3.1 BALT phương tr ình mô tả I1 1:n I2 I1 I2 1:n U1 U2 U1 U2 • • • • U 2 = nU1 U 2 = nU1 • −1 • • +1 • I2 = I1 I2 = I1 n n Z 2 = n 2 Z1 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.3.2 BALT cách phân tích Qui đổi trở kháng  Áp dụng khi 2 cuộn dây cách ly • 1 •  Qui về sơ cấp U1 = U 2 n ◦ Nguồn áp → chia xuống n lần • • I1 = n I 2 ◦ Nguồn dòng → nhân lên n lần 1 ◦ Trở kháng → chia xuống n2 lần Z1 = 2 Z 2 n  Qui về thứ cấp • • ◦ Nguồn áp → nhân lên n lần U 2 = nU1 ◦ Nguồn dòng → chia xuống n lần • 1 • ◦ Trở kháng → nhân lên n2 lần I 2 = I1 n  Lưu ý cực tính 2 cuộn dây ! Z 2 = n 2 Z1 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.4.3.2 BALT cách phân tích PP thế nút – dòng mắt lưới  Áp dụng khi có dòng chảy giữa 2 cuộn dây  Thay các cuộn dây bằng các nguồn ◦ Nguồn áp → khi dùng pp dòng mắt lưới ◦ Nguồn dòng → khi dùng pp thế nút  Viết hệ pt mạch  Bổ sung thêm 2 pt của BALT • • • • U 2 = nU1 U 2 = nU1 hoặc • 1 • • −1 • I 2 = I1 I2 = I1 n n Bài giảng Giải tích Mạch 2014 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.5 Mạch có khuếch đại thuật toán  Khuếch đại thuật toán : OP-AMP (Operational Amplifier) + Power supply Inverting input  Có 5 cực chính Output Noninverting input - Power supply Ground terminal +Vcc  Thường cấp nguồn đôi -Vcc Bài giảng Giải tích Mạch 2014 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Đặc tuyến làm việc u0 +Vcc u o = ϕo ϕ- Esat ϕ0 V= ϕ + − ϕ- Vin in -E0 Vin ϕ+ E= sat Vcc − 1, 7 V E0 -Vcc E0 = vaøi traêm µV -Esat Ground terminal (BH aâm) (T.tính) (BH döông)  Có thể gần đúng chia đặc tuyến thành 3 miền  Tuy nhiên nếu OP-AMP được phân cực để làm việc trong vùng tuyến tính → Phần tử mạch tuyến tính Bài giảng Giải tích Mạch 2014 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Công nghệ chế tạo  Hiện nay phần tử này được chế tạo theo công nghệ tích hợp (IC), đóng vỏ dạng DIP 1 5 4 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Sơ đồ mạch tương đương của OP-AMP R i > 1 MΩ Ri ≈ ∞ R o < 200 Ω Ro ≈ 0 = A 104 ÷ 105 A≈∞ COMMERCIAL OP-AMPS AND THEIR MODEL VALUES Bài giảng Giải tích Mạch 2014 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
OP-AMP lý tưởng (ideal OP-Amp) u0 u0 Esat u o = ϕo Vcc Vin V= ϕ + − ϕ- Vin -E0 + in E0 Esat = Vcc -Esat E0 = 0 -Vcc (Ñaëc tuyeán thöïc) (Ñaëc tuyeán lí töôûng)  i + 0; = = i- 0  ( Heä ptrình moâ taû ôû 3  Vin cheá ñoä )  uo Vcc . = ↔ Vin ≠ 0  Vin   − Vcc < uo < Vcc ↔ Vin = 0 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Mô hình OP-AMP tuyến tính +Vcc u0 ϕ- i- ϕ0 Vcc Vin Vin ϕ+ i+ -Vcc (Mieàn tuyeán tính) Ground terminal -Vcc  Khi OP-AMP ñöôïc phaân cöïc i+ = 0 sao cho : -Vcc < u0 < Vcc , ta coù :  i - = 0 Vin = ϕ+ − ϕ− = 0 ϕ = ϕ  + − (Heä ptrình mieàn tuyeán tính) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6 Các định lý mạch  Các định lý trình bày ở đây chỉ đúng cho mạch tuyến tính ◦ Mạch điện trở (DC) ◦ Mạch phức Bài giảng Giải tích Mạch 2014 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6.1 Định lý thay thế I Mạch A U I Mạch Mạch A U B I Mạch A U Bài giảng Giải tích Mạch 2014 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6.2 Tính chất tuyến tính  Quan hệ tuyến tính • m • n • =Xk ki i =i 1 =j 1 ∑a E + ∑ bkj J j •  Xk : đáp ứng của nhánh k (dòng điện, điện áp) • •  Ei , J j : kích thích (nguồn áp, nguồn dòng)  aki , bkj : các hằng số (thực hoặc phức) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6.2 Tính chất tuyến tính  VD : tìm dòng điện chảy trong các nhánh I1 Z1 • • • I2 I m1 ( Z1 + Z 2 ) − I m 2 ( Z 2 ) = E E Im1 Z2 Im2 J • • Im2 = − J • • • E Z2 J =I1 − ( Z1 + Z 2 ) ( Z1 + Z 2 ) • • • • • E Z1 J I 2 =I m1 − I m 2 = + ( Z1 + Z 2 ) ( Z1 + Z 2 ) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6.2 Tính chất tuyến tính  Nguyên lý tỉ lệ • m • n • m • n • • Xk ∑a ki i E + ∑b J kj j ki i 1 =j 1=i 1 =j 1 i ∑a ( K E ) + ∑ bkj ( K J j ) = K Xk  Nếu đồng loạt các nguồn kích thích cùng tăng lên K lần thì tất cả các đáp ứng cũng tăng lên K lần.  K là hằng số tỉ lệ (có thể thực hoặc phức)  Đặc biệt khi mạch điện có duy nhất 1 nguồn kích thích thì mỗi đáp ứng sẽ tỉ lệ với kích thích đó Bài giảng Giải tích Mạch 2014 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3.6.2 Tính chất tuyến tính  VD : tìm dòng điện chảy trong các nhánh I1 Z1 • • • I2 I m1 ( Z1 + Z 2 ) − I m 2 ( Z 2 ) = KE KE Im1 Z2 Im2 KJ • • Im2 = −K J • • • KE Z2 K J • I1 = − = K I1 ( Old ) ( Z1 + Z 2 ) ( Z1 + Z 2 ) • • • • • KE Z1 K J • I 2 =I m1 − I m 2 = + =K I 2 ( Old ) ( Z1 + Z 2 ) ( Z1 + Z 2 ) Bài giảng Giải tích Mạch 2014 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt