M CH ĐI N VÀ K T C U HÌNH H C C A M CHẠ Ệ Ế Ấ Ọ Ủ Ạ
CÁC THÔNG S TR NG THÁI C A MỐ Ạ Ủ CHẠ
CÁC THÔNG S Đ C TR NG C A M CHỐ Ặ Ư Ủ Ạ
S Đ M CH ĐI NƠ Ồ Ạ Ệ
QUAN H GI A ĐI N VÀ DÒNG ĐI N TRÊN CÁC Ệ Ữ Ệ Ệ
PH N T C A M CHẦ Ử Ủ Ạ
CÁC LU T KIRHOFẬ
PHÂN LO I BÀI TOÁN M CHẠ Ạ
NH NG Ữ
KHÁI
NI M Ệ
C B N Ơ Ả
V Ề
M CH Ạ
ĐI NỆ
CH NG 1ƯƠ
Trong th c t th ng g p các thi t b đi n, đ kh o sát các thi t b đó c n ph i tìm ự ế ườ ặ ế ị ệ ể ả ế ị ầ ả
ra qui lu t c a các hi n t ng, các quá trình đi n tậ ủ ệ ượ ệ ừ x y ra trong thi t b đó và xác ả ế ị
đ nh các thông s tr ng thái, thông s đ c tr ng c a quá trình. Đ ng th i tìm cách mô ị ố ạ ố ặ ư ủ ồ ờ
t qui lu t các quá trình b ng ph ng trình liên h gi a các thông s . ả ậ ằ ươ ệ ữ ố
Đ làm đ c vi c đó ta có th đ a v 2 mô hình: Mô hình tr ng và mô hình m chể ượ ệ ể ư ề ườ ạ
MÔ HÌNH TR NGƯỜ
gi i bài toán tr ng đi n t v i ả ườ ệ ừ ớ
c ng đ đi n tr ng E, c ng đ t ườ ộ ệ ườ ườ ộ ừ
tr ng H phân b trong không gian, ườ ố
theo th i gian. Bài toán này th ng ờ ườ
r t khó vì ph i gi i ph ng trình vi ấ ả ả ươ
phân riêng trong không gian theo th i ờ
gian.
MÔ HÌNH M CHẠ
có th đ a v mô hình mà tr ng thái c a ể ư ề ạ ủ
quá trình ch phân b theo th i gian t v i s ỉ ố ờ ớ ố
bi n th ng là h u h n. Mô hình này đ c ế ườ ữ ạ ượ
g i là mô hình m ch, V i mô hình này vi c ọ ạ ớ ệ
gi i bài toán đ c d dàng h n vì ph ng ả ượ ễ ơ ươ
trình liên h gi a các bi n là ph ng trình ệ ữ ế ươ
vi phân th ng theo th i gian.ườ ờ
Đ NH NGHĨA M CH ĐI NỊ Ạ Ệ
M ch là m t mô hình di n t s phân b khoanh vùng c a các quá trình ạ ộ ễ ả ự ố ủ
năng l ng (và tín hi u) đi n t trong m t thi t b đi n, nó đ c ghép b i ượ ệ ệ ừ ộ ế ị ệ ượ ở
m t s h u h n các v t d n trong đó các quá trình chuy n hoá, tích lu , ộ ố ữ ạ ậ ẫ ể ỹ
truy n đ t, năng l ng (và tín hi u) đi n t đ c đ c tr ng b i các đi n áp ề ạ ượ ệ ệ ừ ượ ặ ư ở ệ
u(t) và dòng đi n i(t) phân b theo th i gian t.ệ ố ờ
Đ nh nghĩa m ch đi nị ạ ệ
K t c u hình h c c a m chế ấ ọ ủ ạ
* Chú ý: Trong th c t đôi khi ng i ta dùng khái ni m nút m r ng, nó ự ế ườ ệ ở ộ
đ c đ nh nghĩa là n i g p nhau c a t 3 nhánh tr lên. Ví d : Tranzixtor ượ ị ơ ặ ủ ừ ở ụ
có th coi là m t nút.ể ộ
NHÁNH
Là m t đo n m ch g m ộ ạ ạ ồ
nh ng ph n t ghép n i ữ ầ ử ố
ti p nhau, trong đó có ế
cùng m t dòng đi n ộ ệ
ch y thông t đ u n ạ ừ ầ ọ
đ n đ u kia, không bi n ế ầ ế
thiên theo to đ không ạ ộ
gian d c theo nhánh và ọ
ch bi n thiên theo th i ỉ ế ờ
gian t. Ta ký hi u s ệ ố
nhánh c a m ch đi n ủ ạ ệ
b ng ch m.ằ ữ
NÚT
Là đi m ể
g p nhau ặ
c a t ba ủ ừ
nhánh tr ở
lên. S nút ố
th ng ký ườ
hi u b ng ệ ằ
ch n.ữ
VÒNG
(Còn g i ọ
là m ch ạ
vòng) Là
l i đi ố
khép kín
qua các
nhánh
CÂY
là m t ph n ộ ầ
c a m ch g m ủ ạ ồ
các nhánh (g i ọ
là cành) n i đ ố ủ
các nút theo
m t k t c u ộ ế ấ
h không có ở
vòng nào S ố
l ng cành ượ
trong cây là n -
1.
BÙ CÂY
ph n m ch ầ ạ
còn l i bù ạ
v i cây đ ớ ể
t o thành ạ
m ch hoàn ạ
ch nh g i là ỉ ọ
bù cây. S ố
l ng bù cây ượ
là m - (n-1).
i1
i2
i3
b/
V3
V1
V2
V4
c/
a/
i(t)
i(t)
d/
e/
e/
√ Công su t đi n t :ấ ệ ừ Hay còn g i là công su t ti p nh n p(t) đ c đ nh nghĩa b ng tích ọ ấ ế ậ ượ ị ằ
các giá tr t c th i c a đi n áp và dòng đi n:p(t) = u(t)i(t). Công su t đi n t cũng có th ị ứ ờ ủ ệ ệ ấ ệ ừ ể
d ng ho c âm tuỳ thu c vào vi c qui c chi u và giá tr c a đi n áp và dòng đi n trong ươ ặ ộ ệ ướ ề ị ủ ệ ệ
nhánh:
- N u m t nhánh nào đó có u và i cùng chi u nhau thì khi p > 0 ta nói r ng nhánh y thu ế ộ ề ằ ấ
năng l ng, khi p < 0 ta nói nhánh đó phát năng l ng.ượ ượ
- Ng c l i n u u, i ng c chi u nhau thì khi p > 0 ta nói r ng nhánh phát ra năng l ng, p < ượ ạ ế ượ ề ằ ượ
0 ta nói nhánh đó nh n năng l ng.ậ ượ
Chú ý: Trong m t m ch đi n có nhi u nhánh thì b thông s uk(t) , ik(t) cũng đ c tr ng cho quá trình ộ ạ ệ ề ộ ố ặ ư
năng l ng trong m ch. Lúc đó công su t ti p nh n đ c tính: p(t) = uượ ạ ấ ế ậ ượ 1i1 + u2i2 + ... + unin
1.2 CÁC THÔNG S TR NG THÁI Ố Ạ
C A CÁC QUÁ TRÌNH NĂNG L NG TRONG NHÁNHỦ ƯỢ
Các thông s tr ng thái c a quá trình năng l ng trong nhánh là dòng i(t), đi n áp u(t) và công ố ạ ủ ượ ệ
su t đi n t p(t) (công su t ti p nh n). Các thông s trên liên h v i nhau thông qua ph ng ấ ệ ừ ấ ế ậ ố ệ ớ ươ
trình đ i s : p(t) = u(t)i(t). ạ ố
Chúng đ u là nh ng đ i l ng vô h ng, vì v y ta ph i quy đ nh chi u cho chúng.ề ữ ạ ượ ướ ậ ả ị ề
√ Dòng đi n i(t):ệ Là dòng chuy n d i có h ng c a các đi n tích t do, chi u c a dòng ể ờ ướ ủ ệ ự ề ủ
đi n là chi u chuy n đ ng c a các đi n tích d ng. Trong m ch đi n, chi u d ng c a ệ ề ể ộ ủ ệ ươ ạ ệ ề ươ ủ
dòng đi n đ c ch n tuỳ ý.ệ ượ ọ
√ Đi n áp u(t):ệ Ta g i hi u đi n th gi a hai nút là đi n áp r i trên ph n t n i 2 nút đó. ọ ệ ệ ế ữ ệ ơ ầ ử ố
T ng t nh dòng đi n, trong m ch đi n chi u d ng c a đi n áp đ c ch n tuỳ ý. N u ươ ự ư ệ ạ ệ ề ươ ủ ệ ượ ọ ế
uab = ϕa - ϕb > 0 thì uba = ϕb - ϕa < 0. Thông th ng, chi u d ng c a đi n áp đ c ch n trùng v i ườ ề ươ ủ ệ ượ ọ ớ
chi u d ng c a dòng đi n. ề ươ ủ ệ