zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Chương 4 - Cung Thành Long

Chia sẻ: Cuchoami2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Báo xấu

30
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Chương 4 Quan hệ tuyến tính và các hàm truyền đạt của mạch điện tuyến tính, cung cấp cho người học những kiến thức như: Phương pháp xác định hệ số truyền đạt trong QHTT; Một số hàm truyền đạt thường gặp; Truyền đạt tương hỗ và truyền đạt không tương hỗ; Biến đổi tương đương sơ đồ mạch điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Chương 4 - Cung Thành Long

MẠCH CÓ THÔNG SỐ TẬP TRUNG Chương IV QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.1. Khái niệm IV.2. Phương pháp xác định hệ số truyền đạt trong QHTT IV.3. Một số hàm truyền đạt thường gặp IV.4. Truyền đạt tương hỗ và truyền đạt không tương hỗ IV.5. Biến đổi tương đương sơ đồ mạch điện
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.1. KHÁI NIỆM Quan hệ tuyến tính - Trong mạch tuyến tính, các đại lượng dòng, áp nếu coi một nhóm là kích thích, một nhóm là đáp ứng thì chúng quan hệ tuyến tính với nhau. Ví dụ: I1 ( E 3 ) = Y13 E 3 + I10 I1 I2 U1 = Z11 I1 + Z12 I2 + U10 U1 U 2 U = Z I + Z I + U 2 21 1 22 2 20 - Hệ số trong quan hệ tuyến tính: hệ số truyền đạt hay hàm truyền đạt - Hệ số truyền đạt phụ thuộc kết cấu mạch, tần số nguồn. Chúng có thứ nguyên Ohm, Siemen hoặc không thứ nguyên
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT TRONG QHTT 1. Xác định hàm truyền đạt trong quan hệ tuyến tính (QHTT) Nguyên tắc: dựa vào 2 định luật K1, K2 Phương pháp: + Phương pháp thứ nhất: Viết phương trình phức cho mạch rồi giải tìm các hệ số QHTT (các hàm truyền đạt – HTĐ) + Phương pháp thứ hai: Xét các chế độ đặc biệt trong mạch để tìm HTĐ (thường là các chế độ cho phép xét QHTT đưon giản hơn)
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT TRONG QHTT 2. Ví dụ xác định hàm truyền đạt trong quan hệ tuyến tính (QHTT) I1 A Tìm quan hệ: I1 ( E1 , E 2 ) , I3 ( E1 ) Z1 Z2 I3 Dạng tổng quát: I1 = Y11 E1 + Y12 E 2 + I10 Z3 E1 E 2 Cách 1: Giải trực tiếp mạch để xác định các hệ số + Viết phương trình thế đỉnh: ϕ A = Y1 E1 + Y2 E 2 I = Y ( E − ϕ ) = Y1 (Y2 + Y3 ) E − Y1Y2 E 2 Y1 + Y2 + Y3 1 1 1 A Y1 + Y2 + Y3 1 Y1 + Y2 + Y3 Y1 (Y2 + Y3 ) Y1Y2 Do đó: Y11 = , Y12 = − , I10 = 0 Y1 + Y2 + Y3 Y1 + Y2 + Y3
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT TRONG QHTT 2. Ví dụ xác định hàm truyền đạt trong quan hệ tuyến tính (QHTT) I1 A Cách 2: Xét các chế độ đặc biệt Z1 Z2 I3 + Cho triệt tiêu 2 nguồn áp, từ mạch suy ra: Z3 I10 = 0 E1 E 2 + Cho: E1 = 0, E 2 ≠ 0 I1 Khi đó, từ phương trình, ta có: I1 = Y12 E2 ⇒ Y12 = E 2 Y2 E2 Từ mạch: ϕ A = Và: I1 = −ϕ AY1 = − Y1Y2 E 2 Y1 + Y2 + Y3 Y1 + Y2 + Y3 −Y1Y2 Do đó: Y12 = Y1 + Y2 + Y3
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN ĐẠT TRONG QHTT 2. Ví dụ xác định hàm truyền đạt trong quan hệ tuyến tính (QHTT) I1 A Cách 2: Xét các chế độ đặc biệt + Cho: E1 ≠ 0, E 2 = 0 Z1 Z2 I3 I Từ phương trình: I1 = Y11 E1 ⇒ Y11 = 1 Z3 E1 E1 E 2 Từ mạch: Y1 E1 Y1 (Y2 + Y3 ) ϕA = , I1 = Y1 ( E1 − ϕ A ) = E1 Y1 + Y2 + Y3 Y1 + Y2 + Y3 I1 Y1 (Y2 + Y3 ) Do đó: Y11 = = E1 Y1 + Y2 + Y3 Nguyên lý xếp chồng ở mạch điện tuyến tính
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.3. MÔT SỐ HÀM TRUYỀN ĐẠT THƯỜNG GẶP 1. Tổng dẫn vào của một nhánh ∂I1 Y1 (Y2 + Y3 ) I1 A Y11 = = ∂E1 Y1 + Y2 + Y3 Z1 Z2 I3 Y11 gọi là tổng dẫn vào của nhánh 1 Z3 Tổng quát: E1 In Ynn = E n Với điều kiện các nguồn khác của mạch triệt tiêu
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.3. MÔT SỐ HÀM TRUYỀN ĐẠT THƯỜNG GẶP 2. Tổng trở vào của một nhánh I1 −1 Y1 + Y2 + Y3 A Z11 = Y = Y1 (Y2 + Y3 ) 11 Z1 Z2 I3 Tổng quát: Z3 E1 ∂E n E n Z nn = = Ek = 0, k ≠ n ∂I n In Jl = 0, ∀l
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.3. MÔT SỐ HÀM TRUYỀN ĐẠT THƯỜNG GẶP 3. Tổng dẫn tương hỗ I3 I1 A Y31 = E1 E ≠ = 0, J≠ = 0 Z1 Z2 I3 Ý nghĩa: khả năng gây dòng trên nhánh 3 của nguồn trên nhánh 1 Z3 E1 Il Tổng quát: Ylk = E k E ≠ = 0, J≠ = 0
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.3. MÔT SỐ HÀM TRUYỀN ĐẠT THƯỜNG GẶP 4. Tổng trở tương hỗ ∂U1 U1 I1 Z13 = = A ∂I 3 I3 E ≠ = 0 Z1 Z2 I3 Nói chung: Z lk ≠ Ylk−1 Z3 E1 U l Tổng quát: Z lk = , ( J l = E k = 0; l , m ≠ k ) Jk Zlk bằng áp truyền đến cặp cửa l bởi nguồn dòng Jk=1A tại cửa k
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.4. TRUYỀN ĐẠT TƯƠNG HỖ VÀ TRUYỀN ĐẠT KHÔNG TƯƠNG HỖ Giả thiết phần mạch giữa hai nhánh 1 và 2 không chứa nguồn, ta có: E1 I2 I2 = Y21 E1 và I1 = Y12 E 2 Nếu E1 = E 2 và I1 = I2 thì Y12 = Y21 I1 E 2 Khi đó, nói mạch truyền đạt tương hỗ, ngược lại có mạch truyền đạt không tương hỗ Ý nghĩa: Nếu thuận tiện, có thể đảo nguồn từ nhánh này sang nhánh khác để tính dòng khi giữa 2 nhánh có quan hệ truyền đạt tương hỗ.
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.4. TRUYỀN ĐẠT TƯƠNG HỖ VÀ TRUYỀN ĐẠT KHÔNG TƯƠNG HỖ Mạch chứa các phần tử R, L, C, M tuyến tính và các nguồn độc lập thì có tính truyền đạt tương hỗ.
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 1. Mục đích: giúp việc tính toán phân tích mạch điện đơn giản hơn 2. Nguyên tắc: dòng điện và điện áp trên cửa của phần mạch trước và sau biến đổi phải giữ nguyên giá trị
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản 3.1. Biến đổi nhánh các phần tử mắc nối tiếp I Z1 Z2 Zn U = ( Z1 + Z 2 + ... + Z n ) I U n I Z Z = ∑ Zk I E U = ZI U k =1 U E1 E 2 E n n I E = ∑ E k U k =1
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản 3.2. Biến đổi các nhánh không nguồn mắc song song I U I = U + U + ⋅⋅⋅ + U Z1 Z2 Zn Z1 Z 2 Zn I 1 1 1 1 n U = + + ⋅⋅⋅ + ⇔ Y = ∑ Yk U Z I = Z Z1 Z 2 Zn k =1 Z Tương tự cho các nguồn dòng cùng đấu vào hai đỉnh xác định nào đó: n J = ∑ Jk k =1
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ, tính dòng điện trong các nhánh của mạch? Z1 I1 Biến đổi sơ đồ mạch điện, ta có: I2 I3 1 1 1 Z 2 .Z 3 U = + ⇒ Z 23 = Z2 Z3 Z 23 Z 2 Z 3 Z 2 + Z3 Z1 I1 U I1 = I = Z 3 I1 2 Z1 + Z 23 Z 2 + Z3 U Z 23 Z I I3 = 2 1 Z 2 + Z3
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản 3.3. Biến đổi sao – tam giác Δ →Y : Z1 Z12 .Z13 Z12 .Z 23 Z13 .Z 23 Z1 = Z2 = Z3 = Z2 Z12 + Z13 + Z 23 Z12 + Z13 + Z 23 Z12 + Z13 + Z 23 Z3 Y →Δ: Z12 Z13 ZZ Z1Z 3 Z12 = Z1 + Z 2 + 1 2 Z13 = Z1 + Z 3 + Z3 Z2 Z 2 Z3 Z 23 Z 23 = Z 2 + Z 3 + Z1
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản Ví dụ: I6 Chuyển Z2, Z4, Z6 nối tam giác thành nối sao, mạch sẽ dễ phân tích hơn. I2 Z6 A I4 C Z2 Z6 Z2Z4 ZA = ZB = I1 Z2 B Z 4 I5 Z2 + Z4 + Z6 Z2 + Z4 + Z6 Z1 Z3 Z5 Z4 Z6 ZC = Z2 + Z4 + Z6 E1 I3 E 5 Mạch sẽ có dạng:
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản Ví dụ: ZA ZC C Trong mạch mới tìm các dòng: Ik , k = 1,3,5 A I1 I5 Từ đó tìm nốt các dòng: I2 , I/4 , I6 ZB Z5 Z1 B I U AB = U AO + U OB = Z A I1 + Z B I3 3 E1 Z3 E 5 I = U AB 2 I4 = I3 − I2 I6 = I2 − I1 Z2
QUAN HỆ TUYẾN TÍNH VÀ CÁC HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH IV.5. BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 3. Một số phép biến đổi cơ bản 3.4. Biến đổi tương đương các nhánh song song chứa nguồn I Ta có, trong sơ đồ trước biến đổi: I2 E − U U Z1 I = I1 + I2 + J ⇔ I = 1 − + J U I1 Z2 J Z1 Z2 E1 I = −U ⎛⎜ 1 + 1 ⎞⎟ + ⎛⎜ E1 + J ⎞⎟ ⎝ Z1 Z 2 ⎠ ⎝ Z1 ⎠ U E Trong sơ đồ sau biến đổi: I = − + I Z Z Z U 1 1 1 ⎛ E ⎞ Y1 E1 + J E Ta có: = + E =Z⎜ +J⎟= Z Z1 Z 2 ⎝ Z1 ⎠ Y1 + Y2

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.