intTypePromotion=1

Bài giảng LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN - Cung Thành Long

Chia sẻ: Nam Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:213

2
600
lượt xem
191
download

Bài giảng LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN - Cung Thành Long

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TỪ - MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ • Điện từ là hiện tượng tự nhiên, một thể hiện của vật chất dưới dạng sóng điện từ • Mô tả các hệ thống điện từ: mô hình mạch và mô hình trường HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TỪ - MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN - Cung Thành Long

  1. Bài giảng LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN Biên soạn: Cung Thành Long Bộ môn Kỹ thuật Đo và Tin học công nghiệp Khoa Điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội - 2006
  2. Kết cấu chương trình: A. Học kì 1 Mạch điện tuyến tính B. Học kì 2 + Mạch điện phi tuyến + Lý thuyết đường dây dài C. Học kì 3 Lý thuyết trường điện từ
  3. Tài liệu tham khảo [1]. PGS. Nguyễn Bình Thành & các cộng sự, Cơ sở kỹ thuật Điện (quyển 1, 2, 3), Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp (1971) [2]. Norman Balabanian, Electric Circuits, McGraw-Hill, Inc (1998)
  4. MẠCH CÓ THÔNG SỐ TẬP TRUNG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH Chương 1. Khái niệm về mô hình mạch điện Chương 2. Đặc điểm của mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập điều hoà Chương 3. Phương pháp giải mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập điều hoà Chương 4. Quan hệ tuyến tính và các hàm truyền đạt của mạch điện tuyến tính Chương 5. Mạng một cửa và mạng hai cửa tuyến tính Chương 6. Mạch điện tuyến tính với kích thích chu kỳ không điều hòa Chương 7. Mạch điện ba pha Chương 8. Mạch điện tuyến tính ở chế độ quá độ
  5. MẠCH CÓ THÔNG SỐ TẬP TRUNG Chương I KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.1. Hiện tượng điện từ - Mô hình mô tả hệ thống điện từ I.2. Định nghĩa và các yếu tố hình học của mạch điện I.3. Các phần tử cơ bản của mạch điện Kirchhoff I.4. Hai định luật Kirchhoff mô tả mạch điện I.5. Graph Kirchhoff I.6. Phân loại các bài toán mạch
  6. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.1. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TỪ - MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ • Điện từ là hiện tượng tự nhiên, một thể hiện của vật chất dưới dạng sóng điện từ • Mô tả các hệ thống điện từ: mô hình mạch và mô hình trường i E(x,y,z,t) Nguồn u Tải H(x,y,z,t)
  7. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.1. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TỪ - MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ 1. Mô hình mạch + Chỉ có thông tin tại một số hữu hạn điểm trong hệ thống + Các phần tử cơ bản: R, L, C, g + Dựa trên cơ sở 2 định luật thực nghiệm của Kirchhoff ► Với mô hình mạch, chúng ta đã tập trung mỗi hiện tượng điện từ liên tục trong không gian vào một phần tử cụ thể, do đó không thấy được hiện tượng truyền sóng trong hệ thống! ► Mô hình mạch là mô hình gần đúng của quá trình điện từ, bỏ qua yếu tố không gian
  8. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.1. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TỪ - MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ 2. Điều kiện mạch hoá ► Bước sóng của sóng điện từ rất lớn hơn kích thước thiết bị điện ► Độ dẫn điện của dây dẫn rất lớn hơn độ dẫn điện của môi trường ngoài
  9. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.2. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA MẠCH ĐIỆN 1. Định nghĩa Mạch điện: + một tập hữu hạn các phần tử cơ bản lý tưởng ghép với nhau một cách thích hợp sao cho mô tả được truyền đạt năng lượng điện từ + biến đặc trưng: dòng điện và điện áp (trên các phần tử của mạch)
  10. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.2. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA MẠCH ĐIỆN 2. Các yếu tố hình học của mạch điện L1 ► Các phần tử mạch L2 i2 i1 ► Nhánh R3 R2 R1 ► Nút (đỉnh) j L3 e2 e1 ► Vòng C3 i3
  11. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF Phần tử cơ bản + đại diện cho một hiện tượng điện từ trên vùng xét + được biểu diễn bằng phần tử một cửa + có 1 cặp biến biến đặc trưng dòng điện và điện áp trên cửa + nối tới các phần khác của mạch điện qua cửa.
  12. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 1. Điện trở R, điện dẫn g i + Điện trở đặc trưng cho quá trình tiêu tán trên vùng xét + Quan hệ dòng – áp: ur = ur ( ir ) u R + Đơn vị: Ohm (Ω) và các dẫn xuất: kΩ, MΩ,… ►Nếu quan hệ u(i) là phi tuyến: điện trở phi tuyến ►Nếu quan hệ u(i) là tuyến tính: điện trở tuyến tính u(V) u = Ri + Nghịch đảo của điện trở R là điện dẫn g. Đơn vị điện dẫn là Siemen (S) i(A)
  13. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 2. Điện dung C + Điện dung C đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng i lượng điện trường trong vùng xét q dq + Quan hệ dòng – áp: q = q ⎛ u ⎞ ⎟ ,i = u ⎜ C dt ⎝ ⎠ C + Ở tần số đủ thấp, điện tích q phụ thuộc điện áp đặt vào vùng xét. Đa số quan hệ q(u) là tuyến tính + Khi q(u) tuyến tính: điện dung C tuyến tính q q(u) u = 1 ∫ idt i = C du , q = Cu, C dt u + Đơn vị điện dung: Farad (F) và các dẫn xuất của F
  14. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 3. Điện cảm L i + Đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng lượng từ trường trong vùng xét ψ u u = dψ + Quan hệ dòng – áp:ψ =ψ ( i ), L dt ► Khi ψ(i) phi tuyến: điện cảm L là phi tuyến ► Khi ψ(i) tuyến tính: điện cảm L là tuyến tính ψ u = L di ψ = Li, dt + Đơn vị của điện cảm: Henry (H) và các dẫn xuất i
  15. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 4. Hỗ cảm M ψ =ψ ⎛ i ,i ⎞ , ψ =ψ ⎛ i ,i ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ 2⎟ 1 1⎝ 1 2 ⎠ 2 2⎝ 1 ⎠ ψ22 u1 ψ21 i1 i2 dψ 1 ∂ψ 1 ' ∂ψ 1 ' u1 = = i1 + i2 = L1i1' + M12i2 ' ψ12 ∂i1 ∂i2 dt u2 dψ ∂ψ ∂ψ ' u2 = 2 = 2 i1' + 2 i2 = M 21i1' + L2i2 ' ∂i1 ∂i2 ψ11 dt M12 = M21 = M – gọi là hệ số hỗ cảm giữa 2 cuộn dây ► Để xác định dấu của điện áp hỗ cảm phải biết vị trí không gian của các cuộn dây ►Khái niệm cực tính của các cuộn dây
  16. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 4. Hỗ cảm M Nguyên tắc: Khi chiều dòng giống nhau với mỗi cực tính của các cuộn dây có liên hệ hỗ cảm thì trong mỗi cuộn dây chiều từ thông tự cảm và hỗ cảm trùng nhau. M L2 i1 L1 i2 * * u1 u2 u2 = − L2i2 + Mi1' ' u1 = L1i1' − Mi2 ' ► Dấu của điện áp tự cảm và hỗ cảm phụ thuộc vào chiều dương điện áp quy ước tính cho nhánh chứa phần tử hỗ cảm
  17. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 5. Nguồn áp, nguồn dòng 5.1. Nguồn áp Thực tế vận hành không -Nguồn áp độc lập β ik e được phép -Nguồn áp phụ thuộc ngắn mạch nguồn áp, hở mạch nguồn dòng! 5.2. Nguồn dòng -Nguồn dòng độc lập j αuk -Nguồn dòng phụ thuộc
  18. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 6. Mô hình phần tử thực + tập hữu hạn các phần tử lý tưởng ghép với nhau 1 cách thích hợp L R + có nhiều mô hình tiếp cận một phần tử thực + sai số mô hình hoá phần tử thực: ε = ε MH + ε TT
  19. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN KIRCHHOFF 7. Vấn đề triệt tiêu nguồn trong mạch Chỉ triệt tiêu nguồn trên sơ đồ, phục vụ việc phân tích mạch! + Nguồn độc lập: - ngắn mạch nguồn áp - hở mạch nguồn dòng + Nguồn phụ thuộc: - triệt tiêu nguyên nhân gây ra nguồn phụ thuộc
  20. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH MẠCH ĐIỆN I.4. HAI ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF MÔ TẢ MẠCH ĐIỆN 1. Luật Kirchhoff 1 n ∑i =0 + Phát biểu: L k C k =1 i3 i2 + Ý nghĩa: thể hiện tính liên tục của dòng điện qua một mặt kín (trường hợp riêng là R qua một đỉnh của mạch) i1 2. Luật Kirchhoff 2 L3 m ∑u C =0 R1 + Phát biểu: k R4 k =1 + Ý nghĩa: thể hiện tính chất thế của quá e2 e1 L2 trình năng lượng điện từ trong một vòng kín
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2