Chương 1: Các khái niệm và định luật cơ bản của mạch điện 1.1. Các phần tử của mạch điện 1.1.1. Phần tử điện trở Là phần tử tiêu hao năng lượng của mạch. đơn vị: ôm (Ω). g= 1/r : điện dẫn (1/Ω), đơn vị là Simen (S). - Công suất tức thời của các dao động điện trên các phần tử điện trở: p = u.i Hay: p = i 2 .r = u 2 /g  Công suất tức thời trên điện trở không âm - Năng lượng tiêu hao trên phần tử điện trở dưới dạng nhiệt trong khoảng thời gian : 12 ttt −=∆ ∫ ∫ == 2 1 2 1 2 t t t t dtirpdtW 1.1.2. Phần tử điện dung: Là phần tử tích lũy năng lượng của mạch dưới dạng điện trường. Quan hệ giữa điện áp và dòng điện qua phần tử điện dung được xác định: Công suất tức thời của các dao động điện trên phần tử điện dung được xác định: dt du uCiup == +) p>0  Điện dung nhận năng lượng của mạch và tích trữ trong nó dưới dạng điện trường +) p<0  Điện dung trả lại năng lượng đã tích trữ được cho mạch Năng lượng điện trường được xác định: - Mô hình vật lý thực của phần tử điện dung: Các tụ điện ngoài tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường, bản thân tụ điện cũng tiêu hao năng lượng của mạch dưới dạng nhiệt trong lớp điện môi giữa 2 má của tụ điện.  Người ta thay thế tương đương bằng 1 điện trở R mắc song song hoặc nối tiếp với điện dung: C R C C Khi bỏ qua tổn hao nhỏ trong tụ điện Khi tính đến tổn hao của cả dòng xoay chiều và dòng 1 chiều Khi chỉ tính đến tổn hao dòng xoay chiều 1.1.3. Phần tử điện cảm: Là phần tử tích lũy năng lượng của mạch dưới dạng từ trường. Quan hệ giữa điện áp và dòng điện qua phần tử điện dung được xác định: Công suất tức thời của các dao động điện trên phần tử điện cảm được xác định: dt di iLiup == +) p>0  Điện cảm nhận năng lượng của mạch và tích trữ trong nó dưới dạng từ trường +) p<0  Điện cảm trả lại năng lượng đã tích trữ được cho mạch Năng lượng từ trường được xác định: - Mô hình vật lý thực của phần tử điện cảm: Các điện cảm ngoài tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường, bản thân điện cảm cũng tiêu hao năng lượng của mạch. Tiêu hao năng lượng cuộn cảm bao gồm: + Tiêu hao trong điện trở thuần của cuộn dây: rL + Tiêu hao do từ thông tản trong vùng không gian quanh cuộn dây: RM + Các vòng dây của cuộn cảm sẽ tạo thành điện dung với giá trị khá bé: Điện dung ký sinh *) Ở dải tần số thấp: ảnh hưởng của điện dung ký sinh đến quá trình năng lượng mạch không đáng kể  Bỏ qua *) Ở dải tần số cao: ảnh hưởng khá lớn  Không thể bỏ qua được Thực tế: tổn hao do từ thông tản của cuộn cảm là rất nhỏ so với tổn hao trong điện trở thuần của cuộn dây, nên khi tính toán có thể bỏ qua tổn hao RM, hoặc ghép chung tổn hao từ với tổn hao nhiệt của cuộn dây. L R M C L rL Sơ đồ thay thế tương đương đơn giản Khi tính đến tổn hao trong điện trở thuần của cuộn dây Sơ đồ thay thế tương đương đầy đủ L rL 1.2. Một số định nghĩa và phân loại mạch điện 1.2.1. Nhánh: Gồm 1 hoặc 1 số phần tử mắc nối tiếp nhau 1.2.2. Nút: Là điểm nối chung của một số nhánh 1.2.3. Mạch vòng: Là 1 đường khép kín bởi các nhánh của mạch, mà đi dọc theo mạch vòng mỗi nút của mạch gặp nhau không quá 1 lần I II III E1 e2 R1 R2R2 R3 R4 L1 L2 L3 C1 C2 C3 A B C D i1 i2 i4 i3 i5 1.3. Các định luật kiêc khôp của mạch điện 1.3.1. Định luật kiêc khôp 1: Tổng đại số các dòng điện tại 1 nút của mạch điện bằng 0 0 1 = ∑ = S K K i Quy định: Dòng điện nào có chiều rời khỏi nút mang dấu “-” Dòng điện nào có chiều hướng tới nút mang dấu “+” I II III E1 e2 R1 R2R2 R3 R4 L1 L2 L3 C1 C2 C3 A B C D i1 i2 i4 i3 i5 Nút A: -i1 + (-i2) + (-i5) = 0 i1 + i2 + i5 = 0 Nút B: i2 + (-i3) + (-i4) = 0 i2 - i3 - i4 = 0 Nút C: i3 + i1 = 0 Nút D: i4 + i5 = 0 1.3.2. Định luật kiêc khôp 2: Tổng đại số các điện áp rơi trên các phần tử nằm trong các nhánh thuộc mạch vòng bằng tổng các nguồn điện áp tác động chứa trong mạch vòng đó ∑∑ == = m K K S K K eu 11 Bước 1: Tự ý quy định chiều mạch vòng và dòng điện nhánh Bước 2: Viết phương trình mạch vòng Vòng 1: uR2 – uR3 – uC3 – uL2 – uC2 = -e2 Vòng 2: uC3 + uR3 – uL3 – uR4 = 0 Vòng 3: -uR1 – uL1 – uC1 + uC2 + uL2 + uR4 + uL3 = - e1 I II III E1 e2 R1 R2R2 R3 R4 L1 L2 L3 C1 C2 C3 A B C D i1 i2 i4 i3 i5 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP 2.1. Phân tích mạch khi mạch thuần trở 2.1.1. Phân tích mạch điện bằng phương pháp dòng điện mạch nhánh Các bước thực hiện: Bước 1: Tự ý quy định chiều dòng điện nhánh và chiều mạch vòng Bước 2: Nếu mạch có n nút thì viết (n-1) phương trình đ/l K1 Nếu mạch có m nhánh thì viết m – (n - 1) phương trình đ/l K2 Bước 3: Giải hệ phương trình Bước 4: Kết luận Nút A: i1 + i2 + i5 = 0 (1) Nút B: i2 - i3 - i4 = 0 (2) Nút C: i3 + i1 – i6 = 0 (3) Vòng 1: i5.R5 – i4.R4 – i2.R2 = -e2 (4) Vòng 2: i4.R4 – i3.R3 – i6.R6 = 0 (5) Vòng 3: - i1.R1 + i2.R2 + i3.R3 = -e1 (6) I II III E1 e2 R1 R2R5 R4 R3 A B C D i1 i2 i4 i3 i5 R2 R6 i6 [...]... số và hàm truyền đạt phức của mạch điện 2.5.1 Đặc tính tần số -Định nghĩa: Là phản ứng trong mạch điện phụ thuộc vào tần số của nguồn tác động + Đặc tính biên độ tần số: Sự phụ thuộc của biên độ của phản ứng vào tần số của nguồn tác động + Đặc tính pha tần số: Sự phụ thuộc của pha của phản ứng vào tần số của nguồn tác động -Xét ví dụ: R R, C nối tiếp dưới tác động của nguồn điện áp  hình sin với giá... dòng điện mạch vòng i1 Các bước thực hiện: Bước 1: Tự ý quy định chiều dòng điện nhánh và chiều dòng điện mạch vòng Bước 2: Thành lập hệ phương trình dòng điện mạch vòng A R2 i2 E1 R1 Iv3 B i3 R3 C i4 I5 Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm các dòng điện mạch vòng R5 R2 Bước 4: Tìm dòng điện nhánh theo quy tắc sau: Iv1 i6 e2 R4 Iv2 R6 D - Dòng trong nhánh độc lập trong mỗi vòng bằng dòng điện mạch vòng... chiều và chỉ số - Dòng trong các nhánh chung trong mạch vòng bằng tổng đại số các dòng điện mạch vòng qua nó Bước 5: Kết luận 2.1.3 Phương pháp điện thế điểm nút Các bước thực hiện: Bước 1: Đánh số thứ tự các nút, chọn 1 nút làm nút gốc, cho điện thế nút gốc = 0 Bước 2: Thành lập hệ phương trình điện thế điểm nút Bước 3: Giải hệ phương trình Bước 4: Dựa vào biểu thức tính dòng điện để tính dòng điện. .. cảm: M mang dấu (-) Để xét chiều của từ thông hỗ cảm so với chiều của từ thông tự cảm, người ta đưa vào khái niệm cực cùng tên của 2 cuộn cảm + Hai cực của 2 cuộn cảm gọi là cùng tên nếu chiều dòng điện trên các cực đó là như nhau ( cùng đi vào hoặc cùng đi ra), thì từ thồn hỗ cảm và từ thông cuộn cảm là cùng chiều + Dùng dấu (*) để biểu thị các cực cùng tên của các cuộn cảm - Khi từ thông móc vòng... biên độ tần số và đặc tuyến pha tần số của C  Um C  Im -Giá trị biên độ phức của dòng điện chạy trong    mạch: Um Um U m jwC  Im =  Z = 1 R+ jwC = 1 + jwRC  = I mC R C  Um   U jwC Um 1 1   ⇒ U mC = I m = m = jwC 1 + jwRC jwC 1 + jwRC - Giá trị biên độ và pha của dòng điện và điện áp trên C: I mC = U mC = U m w.C 1 + R 2 w2C 2 Um 1 + R 2 w 2C 2 - Giá trị pha của dòng điện trên C: j... Giá trị pha của điện áp trên C:  Um U m e j ϕU Um  U mC = = = e j (ϕU − acrtgwRC ) 1 + jwRC 1 + w 2 R 2 C 2 e jacrtgwRC 1 + w 2 R 2C 2 ⇒ ϕUc = ϕU − acrtgwRC - Vẽ các đặc tuyến biên độ và pha của dòng điện và điện áp trên C: +) Đặc tuyến biên độ dòng điện trên C: I mC = U m w.C 1 + R 2 w 2C 2 +) Đặc tuyến biên độ điện áp trên C: U mC = Um 1+ R 2 w 2C 2 + Đặc tuyến pha tần số của dòng điện trên C:... xuất hiện các điện áp cảm ứng Do đó, đối với các cuộn cảm có hỗ cảm, điện áp cảm ứng trên nó sẽ bao gồm : Điện áp tự cảm và điện áp hỗ cảm M M i2 i1 i2 i1 * * u1 L1 * L2 u2  U1 = jwL1 I1 + jwM I 2  U 2 = jwL2 I 2 + jwM I1 u1 L1 L2 * u2  U1 = jwL1 I1 − jwM I 2  U 2 = jwL2 I 2 − jwM I1 Chú ý: -Mạch hỗ cảm không được sử dụng phương pháp điện thế điểm nút -Khi sử dụng phương pháp mạch vòng, mạch nhánh... toàn có thể ứng dụng 1 cách tương tự để biến đổi và phân tích mạch điện hình sin bằng số phức Phần tử Tổng trở phức Z R L C  ZR = R  Z L = jwL = jX L 1 1 j  ZC = = =− = − j X C  jwC wC ZC Tổng dẫn phức Y = 1/Z 1  YR = = g R 1 1 j j  YL = = =− =−  jwL wL XL ZL 1  YC = jwC = j XC 2.3 Các bước phân tích mạch điện hình sin bằng số phức Bước 1: Thay các nguồn tương đương bằng các giá trị biên độ phức... 2 ) + Biểu diễn dao động hình sin bằng số phức: u = Um cos( wt + ϕ )   U = U e jϕ  U m = U m e jϕ Giá trị hiệu dụng phức của dao động hình sin Giá trị biên độ phức của dao động hình sin R 2.2.2 Định luật Ôm và các định luật Kiêc hốp dạng phức u = Um cos( wt + ϕ u ) a) Định luật Ôm: i = Im cos( wt + ϕ i ) u = u R + u L + uC     →U = U +U +U R L   U R = R.I   U L = jwL.I mR 1  1  I = −... phức của mạch RLC mắc nối tiếp:  Định luật Ôm dạng phức: L u = u R + u L + uC     → U m = U mR + U mL + U mC   U = R.I C  UC = u C  Um  I m=  Z  =U I  Z  = R + jwL + 1 = R + j ( wL − 1 ) Z jwC wC b) Định luật Kiếc hốp dạng phức: Kiechop 1 : ∑ I mk k Kiechop 2 :  ∑U k mk =0 hoac  = ∑ Emk k ∑ I k =0 k hoac   ∑U = ∑ E k k k k c): Nhận xét: Tất cả các phép biến đổi phân tích mạch điện . Chương 1: Các khái niệm và định luật cơ bản của mạch điện 1.1. Các phần tử của mạch điện 1.1.1. Phần tử điện trở Là phần tử tiêu hao năng lượng của mạch. đơn vị: ôm (Ω). g= 1/r : điện dẫn. L3 C1 C2 C3 A B C D i1 i2 i4 i3 i5 1.3. Các định luật kiêc khôp của mạch điện 1.3.1. Định luật kiêc khôp 1: Tổng đại số các dòng điện tại 1 nút của mạch điện bằng 0 0 1 = ∑ = S K K i Quy định: Dòng điện nào có chiều. tử điện dung: Là phần tử tích lũy năng lượng của mạch dưới dạng điện trường. Quan hệ giữa điện áp và dòng điện qua phần tử điện dung được xác định: Công suất tức thời của các dao động điện