Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập mạch xung hay, đầy đủ là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)
Lớp: Điện Tử 1- K33 Tiểu nhóm: Họ tên Phan Văn Thơ Anh Nguyễn Ngân Đăng Hải Trần Văn Chương Số: 01 Ngày 19 tháng 05 năm 2010 MSSV 1070986 1071002 1070990 Điểm BÀI TẬP MẠCH XUNG Nhận xét Bài 2.2 Cho mạch điện hình (H.1) Tụ C chưa nạp điện trước Tại thời điểm t = 0, người ta đóng khóa K Tại thời điểm t t , tụ C chưa nạp điện đầy, người ta mở khóa K Hãy giải thích hoạt động mạch để suy dạng tín hiệu đáp ứng u1, u2 Ứng dụng kết suy giáo trình, viết biểu thức tín hiệu đáp ứng u1, u2 Hãy so sánh kết tìm với dạng tín hiệu suy đoán từ câu ( H.1 ) Bài làm Giải thích hoạt động mạch : + Lúc t < :Khóa K hở, mạch dòng điện u1 = u2 = ( 1.1) A a B + M ( H.2 ) + Tại thời điểm t = 0+, khóa K vừa đóng : u1(0+) = E (1.2) ( mạch cấp nguồn) + u2(0 ) = (1.3) ( hiệu hai đầu tụ thay đổi cách đột ngột) Lúc : (Xem hình (H.2) ) - Giữa hai đầu điện trở R1 có hiệu E nên xuất dòng điện i1 - Giữa hai đầu điện trở R2 hiệu nên chưa có dòng điện i2 i1(0+) = E R1 ( 1.4) i2(0+) = ( 1.5) + - Dòng điện i1(0 ) dòng điện nạp cho tụ C lúc khởi đầu iC (0+) = i1(0+) = E R1 ( 1.6) + Khi < t < t0 : - u1 giữ giá trị không đổi, luôn E - Tụ C nạp điện làm u2 tăng theo dạng hàm mũ - Dòng điện iC nạp cho tụ giảm dần theo dạng hàm mũ trình tụ nạp điện - Do u2 tăng theo dạng hàm mũ nên dòng điện i2 qua điện trở R2 tăng theo dạng hàm mũ dòng điện i1 qua R1 giảm theo dạng hàm mũ + Khi tụ C chưa nạp đầy - Dòng điện qua tụ iC ( 1.7) - Dòng điện i2 qua điện trở R2 tăng theo dạng hàm mũ dòng điện i1 qua R1 giảm theo dạng hàm mũ u1 = E ( 1.8) u2 < R2 E R1 R2 ( 1.9) ( tụ chưa nạp đầy) + Khi t t0 : tụ C chưa nạp đầy, mạch chưa đạt đến trạng thái ổn định - Dòng điện qua tụ iC ( 1.7) - Dòng điện i2 qua điện trở R2 tăng theo dạng hàm mũ dòng điện i1 qua R1 giảm theo dạng hàm mũ Điện u2 tăng theo dạng hàm mũ Ta có: u t u (t u1 t0 E c ) R2 E R1 R2 + Khi t t0 : Khi khóa K vừa ngắt (mở) u1 t0 E Do hiệu điện hai đầu tụ thay đổi đột ngột u1 t 0 u R1 t 0 uC t 0 u t 0 u C (t 0 ) R2 E R1 R2 + Khi t > t0 : khóa K bị ngắt: ( H.3 ) + M ( H.3 ) Do không nguồn cung cấp lượng, tụ C chuyển từ trạng thái nạp điện sang trạng thái phóng điện Lúc điểm A trùng với B => u1=u2 u1 u2 giảm theo hàm mũ kể từ giá trị bé R2 E R1 R2 ( tụ chưa nạp đầy) Từ lý luận ta suy tín hiệu u1, u2 có dạng hình ( H.4 ) u E t ( H.4 ) Viết biểu thức tín hiệu u1, u2 : + Lúc t < : Mạch chưa cấp nguồn nên : u1 = u = ( 2.1) + Khi < t < t0 : Khóa K đóng Mạch điện có dạng hình ( H.5 ) Ta có: u1(t) = Eu0(t) ( 2.2) Ứng dụng định lý Thévenin, mạch tương đương có dạng hình ( H.6 ) Với : Etd = R2 E R1 R2 ( 2.3) Rtd = R1 R2 R1 R2 ( 2.4) A a B + C - B + - M ( H.6 ) M ( H.5 ) Mạch điện hình ( H.6 ) mạch Tụ C nạp điện qua điện trở Rtd, nên: t u2(t) = Etd(1- e )u0(t) ( 2.5) t u2(t) = R2 E(1- e )u0(t) R1 R2 ( 2.6) Từ ( 2.2) ( 2.6) ta suy giá trị u1 u2 thời điểm t = 0+ t = t0- - Tại t = 0+ : u1(0+) = E ( 2.7) + u2(0 ) = ( 2.8) - Tại t = t0 : u1(t0 ) = E t R2 u2(t0 ) = E (1 e ) ( 2.9) R1 R2 - + Khi t > t0 : Khóa K bị ngắt (mở) Mạch điện có dạng hình ( H.3 ) Điện trở R1 bị nối tắt với điện trở R2 Tụ C phóng điện qua điện trở R2 Ta có : - u1(t) = u2(t) = u2(t0 ) e ' = R2 C t t0 ' u0(t-t0) ( 2.10) Trong : ( 2.11) Từ ( 2.10) ta suy giá trị u1 u2 thời điểm t = t0+ t - Tại t = t0+: t u1(t0+) = u2(t0+) = u2(t0-) = - Khi t : R2 E (1 e ) R1 R2 u1 ( ) u2 ( ) Mọi kết suy phù hợp với dự đoán câu ( 2.12) ( 2.13) ( 2.14) Bài 2.2 Cho mạch điện hình (H.2.34) Tụ C chưa nạp điện trước Tại thời điểm t = 0, khóa K bậc sang vị trí Đến thời điểm t =t0, lúc mạch đạt tới trạng thái ổn định, khóa K bậc trở lại vị trí 1) Hãy giải thích hoạt động mạch để suy dạng tín hiệu đáp ứng u1, u2 2) Ứng dụng kết suy giáo trình, viết biểu thức tín hiệu đáp ứng u1, u2 Hãy so sánh kết tìm với dạng tín hiệu suy đoán từ câu 3) Nếu khóa K bậc trở lại vị trí vào thời điểm t =t1, lúc mạch chưa đạt đến trạng thái ổn định câu trả lời cho câu hỏi phải điều chỉnh ? A K R1 E C u1 R2 u2 (H.2.34) Bài làm Giải thích hoạt động mạch: - Lúc t < 0: khóa K vị trí Do tụ không nạp điện trước nên mạch dòng điện K A Ta có: u1 = u2 = R1 E R2 i1 i2 C ic u1 u2 Hình - Khi t = 0+, khóa K bậc sang vị trí 1: u1(0+) = E (do mạch cấp nguồn) Vì hiệu hai đầu tụ thay đổi cách đột ngột nên: u2(0+) = E Giữa hai đầu điện trở R2 có hiệu điện E nên xuất dòng điện i2 i (0 ) E R2 Giữa hai đầu điện trở R1 hiệu điện nên chưa có dòng điện i1 i1 (0 ) Dòng điện i2(0+) dòng nạp cho tụ C lúc khởi đầu i c (0 ) i (0 ) E R2 - Khi < t < t0: khóa K tiếp tục vị trí u1 giữ giá trị không đổi, luôn E Tụ C nạp điện làm cho uC tăng theo dạng hàm mũ Dòng điện iC nạp cho tụ C giảm dần theo dạng hàm mũ suốt trình tụ nạp điện Do uC tăng theo dạng hàm mũ nên dòng điện i1 qua điện trở R1 tăng theo dạng hàm mũ Ta có: u1 = uC + u2 => u2 = u1 – uC = E - uC Vì uC tăng theo dạng hàm mũ nên u2 giảm theo dạng hàm mũ i2 giảm theo dạng hàm mũ (u2 = i2R2) - Khi t t0 mạch đạt đến trạng thái ổn định Dòng điện qua tụ C bị triệt tiêu: iC = Dòng điện qua R1 dòng điện qua R2 Mạch có dạng mạch phân áp E R1 R2 i1 i2 Điện u2 đạt tới giá trị cho mạch phân áp R1, R2 Ta có: u1 (t0 ) E u2 (t0 ) ER2 R1 R2 Điện hai đầu tụ C: uc (t0 ) u1 (t0 ) u2 (t0 ) ER1 R1 R2 - Khi t t0 : Vừa bậc khóa K sang vị trí A K E R1 R2 i1 i2 C ic u1 u2 Hình 2: Điểm A nói xuống mass nên: u1 (t0 ) Do hiệu hai đầu tụ không thay đổi cách đột ngột nên u2 giảm đột ngột lượng có giá trị E u2 (t0 ) có giá trị là: u1 (t0 ) u2 (t0 ) uc (t0 ) ER1 u2 (t0 ) uc (t0 ) R1 R2 - Khi t > t0: khóa K vị trí Điểm A nối với mass nên u1 R1 mắc song song với R2 Tụ C phóng điện qua R1 R2, uC giảm theo hàm mũ kể từ giá trị uC (t0 ) u2 (t0 ) ER1 tiến u2 tăng theo dạng hàm mũ kể từ giá trị R1 R2 ER1 tiến R1 R2 Từ lý luận ta suy tín hiệu u1, u2 có dạng hình sau: Biểu thức tín hiệu u1, u2 + Lúc t < 0: Mạch chưa cấp nguồn nên: u1 = u2 = + Khi < t < t0: Khóa K bật sang vị trí Mạch điện có dạng hình Ta có : u1 t Eu t Ứng dụng định lý Thevenin, mạch tương đương có dạng hình sau Với Rtd R1 R2 R1 R2 Etd R1 E R1 R2 Tụ C nạp điện qua Rth với thời RthC R1R2 C R1 R2 Hiệu hai đầu tụ C là: t t R1 E (1 e ) u0 (t ) R1 R2 uC Eth (1 e )u0 (t ) Theo hình ta có: u1 Eu0 (t ) t R E (1 e ) u2 u1 uC Eu0 (t ) u0 (t ) R1 R2 + Tại thời điểm t =0+, ta có: u1(0+) = E u2(0+) = E + Tại thời điểm t t0 : mạch đạt đến trạng thái ổn định Từ biểu thức u1, u2 suy ra: u1 (t0 ) E u2 (t0 ) R2 E R1 R2 t uC (t0 ) R1 E (1 e ) R1 E R1 R2 R1 R2 (Vì thời điểm tụ C nạp đầy, nghĩa t0 , t0 ) - Khi t >t0 : khóa K vị trí Điểm A nối với mass nên hiệu hai đầu u1 u1 (t ) Ta có : uC (t ) uC t0 (1 e t t0 " t t0 R E (1 e ) )u0 (t ) = u0 (t ) R1 R2 " Tụ C xem phóng điện qua điện trở tương đương hai điện trở R1 R2 Điện trở R2 mắc song song với điện trở R1 tụ C nên ta có : u2 (t ) = uC t u2 (t ) uC t0 (1 e t t0 " )u0 (t ) t t0 R1 E (1 e ) u0 (t ) R1 R2 RR Trong đó: " C R1 R2 " u2 (t ) Ta có giá trị u1 u2 thời điểm t t0 t + t t0 : u1 (t0 ) + Khi t t0 : Vì t0 đủ lớn nên tụ nạp đầy, dòng điện mạch không Ta có: u t E u t u t (giảm dần 0) u1 t0 E C2 C1 + Khi t t0 : Vừa đóng khóa K2, khóa K1 đóng - Điểm A nối với nguồn nên u1 E u t u t E u1 t0 E C1 + Khi t0 E với biên độ E C1 u2 giảm theo hàm mũ C1 C2 C1 u0 C1 C2 + Khi t >t1: Khóa K1 đóng, khóa K2 hở - Tụ C1 tiếp tục nạp tụ đầy giống giai đoạn 0