zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 5a - TS. Trần Thị Thảo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Lý thuyết mạch điện 2: Chương 5a - Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Khái niệm; Phương pháp cân bằng điều hòa; Phương pháp điều hòa tương đương; Một số bài toán cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 5a - TS. Trần Thị Thảo

Phần 3: Mạch điện phi tuyến ➢ Các phần tử phi tuyến và các hiện tượng cơ bản trong mạch điện phi tuyến ▪ Khái niệm mô hình mạch phi tuyến ▪ Tính chất mạch phi tuyến ▪ Các phần tử phi tuyến ➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập ▪ Một chiều (Nguồn DC) ▪ Xoay chiều (Nguồn AC) ▪ Chu kỳ (Nguồn DC+AC) ➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ quá độ ▪ Khái niệm ▪ Các phương pháp cơ bản Lý thuyết mạch điện 2 1
Chương 5a: Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều ❑ Khái niệm ❑ Phương pháp cân bằng điều hòa ❑ Phương pháp điều hòa tương đương ❑ Một số bài toán cơ bản Lý thuyết mạch điện 2 2
Khái niệm ❑Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều: (còn gọi là chế độ dừng) ▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2) ▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần ❑ Các phương pháp giải mạch thường dùng ▪ Cân bằng điều hòa ▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương) Lý thuyết mạch điện 2 3
Khái niệm ❑Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều: (còn gọi là chế độ dừng) ▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2) ▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần ❑ Các phương pháp giải mạch thường dùng ▪ Cân bằng điều hòa ▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương) Lý thuyết mạch điện 2 4
Phương pháp cân bằng điều hòa ▪ Là một phương pháp giải tích ▪ Hệ phương trình mô tả mạch: F (x, x,..., t ) = 0 ▪ Đặt nghiệm dưới dạng chuỗi Fourier: n n x(t ) =  ck cos(kt ) +  sk sin(kt ) k =1 k =1 thay dạng nghiệm vào hệ phương trình mô tả mạch, và sắp xếp các số hạng cùng bậc điều hòa với nhau → giải hệ phương trình đại số của các hệ số→nghiệm Lý thuyết mạch điện 2 5
Phương pháp cân bằng điều hòa ▪ Ví dụ 1: i(t) R1 e(t ) = 10sin 314t; R1 = 8; u R 2 (i) = 2i + 0,01i 3 i (t ) = ?; u R 2 (t ) = ? e(t) u(t) R2 uR2(t) Sol: Do mạch thuần trở, có thể đặt nghiệm dưới dạng: i (t ) = A1 sin 314t  e(t ) = R1i + u R 2 (i ) = 2i + 8i + 0,01i 3 = 10i + 0,01i 3 Lý thuyết mạch điện 2 6
Phương pháp cân bằng điều hòa i(t) R1 e(t) u(t) R2 uR2(t) e(t ) = 10i + 0,01i 3 = 10( A1 sin314t ) + 0,01( A1 sin314t )3 = 10( A1 sin 314t ) + 0,01A13 1 4 ( 3sin 314t − sin ( 3.314t ) ) = (10 A1 + 0,0075 A13 ) sin 314t − 0,0025 A13 sin ( 3.314t ) Lý thuyết mạch điện 2 7
Phương pháp cân bằng điều hòa e(t ) = 10i + 0,01i 3  10sin 314t = (10 A1 + 0,0075 A13 ) sin 314t − 0,0025 A13 sin ( 3.314t )  10sin 314t = (10 A1 + 0,0075 A13 ) sin 314t − 0,0025 A13 sin ( 3.314t )  10 = 10 A1 + 0,0075 A13 → A1 = 0,9993 → i(t)=0,9993sin 314t u R 2 (t ) = 2i + 0,01i 3 = ( 2.0,9993 + 0,0075.0,99933 ) sin 314t − 0,0025.0,99933 sin ( 3.314t ) Lý thuyết mạch điện 2 8
Phương pháp cân bằng điều hòa ▪ Ví dụ 2: e(t ) = 10sin314t; L1 = 0,1H; i(t) L1  L 2 (i) = 0,1i − 0,01i ; i(t ) = ? 3 Sol: e(t) u(t) Do mạch thuần cảm, có thể đặt nghiệm dưới dạng: L2(i) i (t ) = B1cos314t di  L 2 di e(t ) = L1 + dt i dt = 0,1 + ( 0,1 − 3.0,01i 2 ) di di dt dt = ( 0,2 − 3.0,01i 2 ) di dt ( )  10 sin 314t = 0,2 − 0,03B12 (1 − sin 2 ( 314t ) ) ( −314 B1sin314t )  B1 Lý thuyết mạch điện 2 9
Phương pháp cân bằng điều hòa ▪ Ví dụ 3 : i(t) R e(t ) = 10sin 314t ; R = 8; L (i) = 0,1i − 0,01i 3 i (t ) = ? e(t) u(t) Sol: L(i) Đặt nghiệm dưới dạng: i (t ) = A1 sin 314t + B1cos314t hoặc: i (t ) = I m sin ( 314t +  )  di e(t ) = Ri (t ) + i dt  = 0,1 − 0,03i 2  I m , i Lý thuyết mạch điện 2 10
Phương pháp cân bằng điều hòa ▪ Ví dụ 4 : e(t ) = 10sin 314t; R = 8; i(t) R qC (u ) = 0,1u + 0,01u 3 uC (t ) = ? e(t) u(t) qC(u) Sol: q duc i (t ) = iC (t ) = = ( 0,1 + 0,03uc2 ) uc uc dt Đặt: uC (t ) = U m sin ( 314t +  ) e(t ) − RiC (t ) = uC (t )  e − R ( 0,1 + 0,03uc2 ) uc = uC  U m , Lý thuyết mạch điện 2 11
Phương pháp cân bằng điều hòa - Biến đổi lượng giác phức tạp - Tính toán phức tạp, khó khăn khi mạch có nhiều nhánh,.. Lý thuyết mạch điện 2 12
Khái niệm ❑Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều: (còn gọi là chế độ dừng) ▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2) ▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần ❑ Các phương pháp giải mạch thường dùng ▪ Cân bằng điều hòa ▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương) Lý thuyết mạch điện 2 13
Phương pháp điều hòa tương đương ▪ Bỏ qua tính tạo tần số của mạch phi tuyến ▪ Coi đáp ứng tương đương với một điều hòa bậc một ▪ Chỉ quan tâm đến quan hệ hiệu dụng (hoặc biên độ) như U R ( I );  ( I ); Q(U ) ▪ Giải bằng cách lập phương trình phức với trị hiệu dụng ▪ Còn gọi là phương pháp tuyến tính điều hòa - Với một giá trị hiệu dụng không đổi, ta có thể xét một phần tử phi tuyến như xét một phần tử tuyến tính. - Phần tử phi tuyến đó được gọi là phần tử có tính quán tính Lý thuyết mạch điện 2 14
Phương pháp điều hòa tương đương ❖ Nếu cho phần tử phi tuyến có quan hệ hiệu dụng (dạng bảng, đồ thị, hoặc hàm): → Thay bằng hệ số tĩnh: Lý thuyết mạch điện 2 15
Nhắc lại: Hệ số động & tĩnh ▪ Hệ số tĩnh: Là tỷ số của y trên x y đo trên phần tử xét y ( x) y u (i ) q(u )  (i ) kt = Rt = ; Ct = ; Lt = x i u i 0 x ▪ Hệ số động: Là đạo hàm riêng của y theo x đo trên phần tử xét y y u (i) q(u )  (i) y ( x) kd = Rd = ; Cd = ; Ld = x i u i  ➢ Với phần tử tuyến tính: 0 x k d = kt Lý thuyết mạch điện 2 16
Phương pháp điều hòa tương đương ❖ Nếu cho cuộn dây phi tuyến có quan hệ hiệu dụng -I (dạng bảng, đồ thị, hoặc hàm):  ( I ) = aI + bI 3 → Thay bằng hệ số tĩnh:  (I )  Lt = U L = U L =  Lt I =  I I I ❖ Nếu cho tụ điện phi tuyến có quan hệ hiệu dụng Q-UC ( dạng bảng, đồ thị, hoặc hàm) → Thay bằng hệ số tĩnh: Q(U C ) Ct = UC 1 UC = UC = I Ct Lý thuyết mạch điện 2 17
Phương pháp điều hòa tương đương ▪ Ví dụ 5 : e(t ) = 10 2 sin314t V; R = 8 ; U L ( I ) = 2 I + 0,5 I 3 U L ( I ) = 2 I + 0,5I 3  I = ? i(t) R Sol: Bỏ qua tính tạo tần số của mạch phi tuyến, có thể e(t) u(t) biểu diễn bằng phương trình dạng phức: UL(I) E = U R + U L ; U L = U L L = U L L Có thể giải bằng phương pháp dò U R ( k ) = RI ( k )     U L ( k ) = U L ( I ( k ) ) = 2 I ( k ) + 0,5 ( I ( k ) )  E (k ) = U R(k ) + U L(k ) 3 I (k ) = I (k ) (k )  (k ) (k )  L =  + 90 o E − E( ) k E( ) = 100% k E Lý thuyết mạch điện 2 18
Phương pháp điều hòa tương đương U R ( k ) = RI ( k ) e(t ) = 10 2 sin314t V; R = 8 ;  i(t)    U L ( k ) = U L ( I ( k ) ) = 2 I ( k ) + 0,5 ( I ( k ) ) 3 R I (k ) =I (k ) (k )  (k )  L =  + 90 (k ) o e(t) u(t) E (k ) = UR +UL (k ) (k ) UL(I) U R (0) = RI (0) = RI 0 0 = 8 0o = 8  I (0) o   (0) 3 ( = 1 0   U L (0) = U L ( I (0) ) = 2.1 + 0,5 (1) = 2,5 )   L = 90 o → U L (0) = 2,5 90o = j 2,5  E (0) = U R (0) + U L (0) = 8 + j 2,5 = 8,3815 17,35o E − E( 0) 10 − 8,3815 E( ) = 100% = 100% = 16, 2% 0 E 10 Lý thuyết mạch điện 2 19
Phương pháp điều hòa tương đương e(t ) = 10 2 sin314t V; R = 8 ; Lập bảng dò: k I(k) UR(k) UL(k) E(k) 0 1 8 2,5 8,3815 Nội suy tuyến tính: 1 1,5 12 4,6875 12,8830 10 − 9, 2548 I= (1, 2 − 1,1) + 1,1 2 1,1 8,8 2,8655 9,2548 10,1397 − 9, 2548 = 1,1842 A 3 1,2 9,6 3,2640 10,1397 … n 1,1842 9,4736 3,1987 9,999 y2 x3 − x1 y3  ( y2 − y1 ) + y1 y3 x2 − x1 y1 y3 − y1 x3  ( x2 − x1 ) + x1 y2 − y1 0 x1 x3 x2 Lý thuyết mạch điện 2 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 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.