Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 1 CHỈÅNG 12 MẢCH ÂIÃÛN PHI TUÚN ÅÍ CHÃÚ ÂÄÜ XẠC LÁÛP V CẠC PHỈÅNG PHẠP PHÁN TÊCH A. CẠC KHẠI NIÃÛM : - Xẹt mäüt cạch tuût âäúi trong cạc âiãưu kiãûn thỉûc tãú, táút c cạc mảch âiãûn v tỉì âãưu khäng tuún tênh. - Cạc mảch chè âỉåüc coi l tuún tênh khi dng âiãûn v âiãûn ạp cọ trë säú trong mäüt phảm vi hản chãú no âọ lục âọ cạc thäng säú âàûc trỉng R, L, C l hàòng säú. Tháût váûy, khi dng âiãûn quạ låïn thç váût dáùn s bë phạt nọng âỉa âãún sỉû biãún âäøi âäüt ngäüt ca âiãûn tråí sau âọ gáy nãn sỉû biãú n âäøi trảng thại váût l ca nọ nhỉ sỉû nọng chy ca váût liãûu Våïi âiãûn ạp quạ cao lm cho cạc tênh cháút ca âiãûn mäi cạc tủ âiãûn bë phạ hy. §1. Âënh nghéa pháưn tỉí phi tuún, mảch phi tuún. 1. Pháưn tỉí phi tuún : L pháưn tỉí m phỉång trçnh trảng thại ca nọ l mäüt phỉång trçnh vi têch phán phi tuún liãn hãû cạc biãún. Vê dủ : Phỉång trçnh trảng thại ca cün dáy phi tuún, tủ âiãûn phi tuún, âiãûn tråí phi tuún nhỉ sau : u L = L(i L )i' L ; u C = C(u C )u' C ; u r = R(i)i (l pháưn tỉí m cạc thäng säú âàûc trỉng ca nọ lải phủ thüc vo biãún säú nhỉ : L(i L ), C(u C ), R(i r ). Khạc mảch tuún tênh l L, C, R = const.) 2. Mảch phi tuún : L mảch trong âọ cọ pháưn tỉí phi tuún ỉïng våïi hãû phỉång trçnh vi phán phi tuún, tỉïc hãû phỉång trçnh vi phán cọ hãû säú biãún âäøi theo biãún. Vê dủ : mảch phi tuún gäưm L(i)_C(u)_r(i) näúi tiãúp vo ngưn e(t) cọ phỉång trçnh : )t(eidt C 1 'i)i(Li)i(r =++ ∫ §2. Biãøu diãùn pháưn tỉí phi tuún. 1. Hm âàûc tênh : Quan hãû hm giỉỵa hai biãún âo quạ trçnh trãn mäüt vng nàng lỉåüng nọi lãn bn cháút riãng ca vng nàng lỉåüng âọ gi l hm âàûc tênh ca vng nàng lỉåüng. U h.12 - 1 i Vê dủ : Vng tiãu tạn nàng lỉåüng r(i) cọ quan hãû hm säú giỉỵa hai biãún u, i l u = r(i).i = u(i) vç r phủ thüc i nãn u(i) l âỉåìng cong (våïi mảch tuún tênh cọ r = const nãn u(i) l âỉåìng thàóng). Váûy u(i) trãn âiãûn tråí l hm âàûc tênh ca âiãûn tråí phi tuún gi l âàûc tênh Vän - Ampe. U h.12 - 2 i Âàûc tênh V-A cạc pháưn tỉí phạt nọng (ân såüi âäút, dủng củ phạt nọng) âån âiãûu liãn tủc nhỉ hçnh (h.12-1) Âàûc tênh V-A dủng củ chán khäng lm viãûc theo ngun tàõc sỉû phọng âiãûn ta sạng cọ âỉåüc V-A tỉì thỉûc nghiãûm nhỉ hçnh (h.12-2) Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giaùo trỗnh Cồớ sồớ Kyợ thuỏỷt õióỷn II Trang 2 Vuỡng tờch phoùng nng lổồỹng tổỡ trổồỡng L(i) khọng coù quan hóỷ haỡm u L (i L ) ồớ cuọỹn dỏy ( vỗ u L = L(i).i'), ồớ õỏy coù quan hóỷ haỡm giổợa vồùi i õi qua cuọỹn dỏy tổùc (i) laỡ haỡm õỷc tờnh cuớa cuọỹn dỏy goỹi laỡ õỷc tờnh Wb-A - õổồỡng cong tổỡ hoùa coù bũng thổỷc nghióỷm nhổ hỗnh (h12-3) Vuỡng tờch luợy nng lổồỹng õióỷn trổồỡng C(u) khọng coù quan hóỷ haỡm u C (i C ) vỗ (i C = C.u' C ). Quan hóỷ q(u) mồùi noùi lón baớn chỏỳt tờch õióỷn cuớa tuỷ, q(u) laỡ haỡm õỷc tờnh cuớa tuỷ õióỷn coù bũng thổỷc nghióỷm nhổ hỗnh (h12-4). i h.12 - 3 2. Caùc daỷng bióứu dióựn haỡm õỷc tờnh : a. Bióứu dióựn haỡm õỷc tờnh dổồùi daỷng caùc õổồỡng cong thổỷc nghióỷm : u(i). (i), q(u). b. Bióứu dióựn haỡm õỷc tờnh y(x) dổồùi daỷng caùc baớng sọỳ. c. Bióứu dióựn haỡm õỷc tờnh duồùi daỷng caùc haỡm sọỳ gỏửn õuùng (xỏỳp xố haỡm) u q i i u h.12 - 4 u q Vờ duỷ : Nhổ haỡm õỷc tờnh Wb-A : (i) = a.i - b.i 3 nhổ hỗnh (h12-5). Tổỡ bióứu thổùc xỏỳp xố thỏỳy vỗ coù tờnh phi tuyóỳn nón xuỏỳt hióỷn sọỳ haỷng bỏỷc cao trong bióứu thổùc giaới tờch bióứu dióựn haỡm õỷc tờnh. Bióứu dióựn phỏửn tổớ phi tuyóỳn trón sồ õọử nhổ hỗnh (h.12- 6a,b,c) : i h.12 - 5 h.12 - 6a r(i) u(i) i L(i) (i) L(i) (i) i C(u) q(u) u u C(u) q(u) u(i) u r(i) h.12 - 6b h.12 - 6c Trổồỡng aỷi Hoỹc Kyợ Thuỏỷt - Khoa ióỷn - Bọỹ mọn Thióỳt bở õióỷn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 3 Hm âàûc tênh cọ thãø âäúi xỉïng, khäng âäúi xỉïng, âån trë hồûc âa trë (li thẹp), liãn tủc, giạn âoản (bạn dáùn) nhỉ hçnh (h12-7a,b) u i u i U g0 U g1 U g2 h.12-7b : H âàûc tênh u a (i a ) ca ân 3 cỉûc âiãûn tỉí h.12-7a : Âà ûû c tênh V - A ca Âiod 3. Âàûc tênh hãû säú ca pháưn tỉí phi tuún : U M M u(i) i h.12-8a ψ ψ(i) β α M ψ M i I M β α u a. Hãû säú ténh : K t x y K t = (12-1) Hãû säú ténh tải mäüt âiãøm trãn hm âàûc tênh l t säú giỉỵa tung âäü v honh âäü tải âiãøm âọ. Vê dủ tải âiãøm M hçnh (h.12-8a). Tải M : tM M M tM Rtg I U K =α== âiãûn tråí ténh tải M. Tỉång tỉû : α= ψ = tg I L M M tM : Âiãûn cm ténh tải M. α== tg U q C M M tM : Âiãûn dung ténh tải M. I M b. Hãû säú âäüng : x y K â ∂ ∂ = (12-2) (Hãû säú vi sai). K â ≠ K t . h.12 - 8b Hãû säú âäüng tải mäüt âiãøm trãn hm âàûc tênh chênh bàòng âäü däúc tải âiãøm âọ. Vê dủ : Tải âiãøm M trãn hçnh (h.12-8b) β== ∂ ∂ = tg'y x y K xâ : hãû säú âäüng tải âiãøm M. Nhỉ váûy ta cọ : β= ∂ ∂ = tg)M( i u R âM : Âiãûn tråí âäüng tải âiãøm M. β= ∂ ψ∂ = tg)M( i L âM : Âiãûn cm âäüng tải âiãøm M. β= ∂ ∂ = tg)M( u q C âM : Âiãûn dung âäüng tải âiãøm M. Tỉì cạc hãû säú ténh, âäüng biãøu diãùn cạc hm âàûc tênh ca pháưn tỉí phi tuún: ∫∫ ∫∫ +=+ψ=ψ +=+= u u â0 i i â0 i i â0 x x â0 00 00 du).u(C)u(q)u(q;di).i(L)i()i( di).i(R)i(u)i(u;dx).x(K)x(y)x(y (12-3) Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 4 §3. Mỉïc âäü phi tuún - tinh tháưn tuún tênh họa 1. Phi tuún nhiãưu (låïn), phi tuún nh (êt) : a. Vãư màût toạn hc : Ta biãút do cọ tênh phi tuún nãn xút hiãûn säú hảng báûc cao trong hm xáúp xè âàûc tênh nãn nãúu säú hảng báûc cao cọ vai tr âạng kãø trong biãøu thỉïc thç mảch phi tuún låïn, ngỉåüc lải l mảch phi tuún nh. Váûy khi phi tuún nh, säú hảng báûc cao khäng cọ vai tr trong biãøu thỉïc nãn gáưn âụng ta cọ thãø b qua, lục âọ mảch coi l tuún tênh, âáy l tinh tháưn phỉång phạp tuún tênh họa l phỉång phạp s dng âãø tênh gáưn âụng mảch phi tuún. Vê dủ : xẹt mảch cün dáy li thẹ p nhỉ hçnh (h.12-9). Vç l mảch phi tuún nãn cọ : e(t) ψ (i) r )t(e'i.i.b3'i.ar.i:âỉåücta)i(thay)t(e d t di . i r.iradáùn )t(e dt d r.icọ )t(euu:t/PTỉì i. a i.bi. a )i( 2 Lr 3 =−+ψ= ∂ ψ∂ + = ψ + =+ ≈+=ψ h.(12-9) cọ phỉång trçnh : ) t (e'i.a r .i =+ l tuún tênh nãn tênh âỉåüc dãù dng theo cạc phỉång phạp tuún tênh. b. Vãư màût hçnh hc : Phi tuún nh : Säú hảng phi tuún cọ vai tr khäng âạng kãø, tuún tênh họa mảch lm viãûc nhỉ tuún tênh nãn âiãøm lm viãûc xã dëch trãn mäüt âoản thàóng. Âiãưu ny xy ra khi biãún lm viãûc cọ cỉåìng âäü nh (quanh gäúc) hồûc giạ trë biãún thiãn låïn nhỉng trong quạ trçnh lm viãûc biãún chè thay âäøi trong phảm vi nh (âoản nh coi nhỉ l âoản thàóng) nhỉ biãøu diãùn åí hçnh (h.12-10) lục âọ R â = const, Váûy phi tuún nh thç âiãøm lm viãûc ca mảch biãún thiãn trãn âoản thàóng, lục âọ mảch tuún tênh, l tinh tháưn phỉång phạp tuún tênh họa. Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn 2. Tênh quạn tênh ca pháưn tỉí phi tuún - quạn tênh họa. Cọ mäüt säú váût liãûu cọ tênh quạn tênh (vê dủ tênh quạn tênh nhiãût). Våïi váût liãûu cọ tênh quạn tênh nhiãût thç R(I), ỉïng våïi nhiãût âäü nháút âënh s cọ R xạc âënh ỉïng våïi dng âiãûn I hd , khi dng âiãûn thay âäøi â nhanh (ỉïng våïi I hd trãn) thç do quạn tênh nhiãût m nhiãût âäü dáy s háưu nhỉ hàòng säú trong thåìi gian t, khiãún R(I) hàòng trong quan hãû tỉïc thåìi giỉỵa âiãûn ạp v dng âiãûn, tỉïc l : Phảm vi biãún thiãn n h h.(12-10) i ψ u(i) = R(I).i m R(I) l hàòng nãn u(i) l tuún tênh. Ta cọ quan hãû tỉïc thåìi u(i) l tuún tênh. Cn quan hãû U(I) = R(I).I l phi tuún (12-4), quan hãû (12-4) nọi lãn tênh quạn tênh. Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 5 Âãø tênh hãû phi tuún åí chãú âäü chu k cọ lục coi cạc pháưn tỉí phi tuún l cọ quạn tênh nhỉ tinh tháưn trãn, tỉïc l coi täưn tải U(I) phi tuún nhỉng våïi trë hiãûu dủng xạc âënh thç quan hãû tỉïc thåìi l tuún tênh, lục âọ cọ thãø viãút hãû phỉång trçnh tỉïc thåìi dỉåïi dảng nh phỉïc khi chu k hçnh sin. Âáy l tinh tháưn phỉång phạp quạn tênh họa - Coi l tuún tênh họa âàûc biãût. Vê dủ : Xẹt mảch cün dáy li thẹp nhỉ hçnh (h.12-11). Ta cọ phỉång trçnh : u r + u L = e(t) e(t) L(i) r U L = ω.L(I).I U L (I) phi tuún, u L (i) = L(I).i' tuún tênh nãn : ••• ••• •• =ω+ =+ ω= EI).I(Ljr.I:raDáùn EUU:trçnh/pCọ I).I(LjU:phỉïcdiãùnBiãøu L L r h.12-11 §4. Tênh cháút ca mảch phi tuún. 1. Tênh tảo táưn : L tênh cháút chè cọ åí mảch phi tuún khi kêch thêch cọ táưn säú ω thç âạp ỉïng cọ cạc táưn säú ω 1 , ω 2 , ω 3 , ω 4 khạc ω. ω 1 ω 2 ω 3 = mω ω 4 = ω/n Phi tuún ω Vê dủ : pháưn tỉí phi tuún cọ hm âàûc tênh y = x 2 nãúu kêch thêch x = Asinωt thç âạp ỉïng t2cos 2 A 2 A tsinAy 22 22 ω+=ω= chỉïa âiãưu ha 2ω. Nọi chung âạp ỉïng cọ thãø chỉïa âiãưu ha âãún báûc n bàòng säú báûc cao nháút trong cạc säú hảng ca hm âàûc tênh y(x). Tênh cháút ny âỉåüc ỉïng dủng trong k thût nhán, chia táưn säú. 2. Hai hay nhiãưu kho cọ thãø trao âäøi nàng lỉåüng qua lải våïi nhau gáy nãn tỉû dao âäüng, cọ thãø âiãưu chènh sỉû xã dëch läi kẹo táưn säú tỉû dao âäüng. 3. Hãû phi tuún cọ thãø cọ nhiãưu trảng thại cán bàòng. 4. Cọ thãø xy ra hiãûn tỉåüng Trigå 5. Cọ thãø xy ra cäüng hỉåíng sàõt tỉì. 6. Khäng cọ tênh xãúp chäưng. §5. Cạc hỉåïng nghiãn cỉïu tênh toạn mảch phi tuún : 1. Thỉûc cháút viãûc gii mảch phi tuún l gii hãû phỉång trçnh K1, K2 dảng vi phán phi tuún. Vç l hãû vi phán phi tuún nãn khäng cọ cạch gii chung m l nhỉỵng phỉång phạp gáưn âụng, tiãûm cáûn cho tỉìng bi toạn củ thãø. h.12-12 0 I U 2. Cạc phỉång phạp âäư thë. 3. Cạc phỉång phạp gii têch. 4. Phỉång phạp mä hçnh. Tênh cháút khäng tuún tênh khäng chè l do Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 6 cạc pháưn tỉí thủ âäüng gáy nãn (trãn âọ xy ra sỉû biãún âäøi âiãûn nàng thnh nàng lỉåüng khạc) m cn do c pháưn tỉí têch cỉûc gáy ra (pháưn tỉí biãún âäøi nàng lỉåüng khạc thnh âiãûn nàng). Nhỉ âàûc tênh ngoi ca cạc mạy phạt âiãûn hçnh (h.12-12). Song nọi âãún mảch phi tuún ch úu âãư cáûp âãún cạc pháưn tỉí thủ âäüng R, L, C phi tuún, cn cạc pháưn tỉí têch cỉûc phi tuún cọ thãø âỉåüc quan tám åí nhỉỵng chun âãư khạc. B. MẢCH PHI TUÚN ÅÍ CHÃÚ ÂÄÜ XẠC LÁÛP HÀỊNG (MÄÜT CHIÃƯU) §1. Hãû phỉång trçnh cho mảch phi tuún xạc láûp hàòng : Vç xạc láûp hàòng (mäüt chiãưu) cọ ω = 0 nãn : Âiãûn ạp trãn cün dáy : 0 t i ).i(Lu L = ∂ ∂ = nãn cün dáy nhỉ näúi tàõt våïi dng âiãûn mäüt chiãưu. Dng âiãûn qua tủ âiãûn : 0 t u ).u(Ci C = ∂ ∂ = nãn tủ âiãûn nhỉ håí mảch våïi dng âiãûn mäüt chiãưu. Do âọ L(i), C(u) bë loải ra khi så âäư mảch phi tuún mäüt chiãưu, vç váûy hãû phỉång trçnh s l hãû phỉång trçnh âải säú phi tuún liãn hãû cạc âiãûn ạp, dng âiãûn trãn cạc âiãûn tråí phi tuún. Tỉång ỉïng s l så âäư gäưm cạc âiãûn tråí phi tuún (cọ thãø c tråí tuún tênh) näúi våïi nhau thnh så âäư mảch phi tuún. Cho nãn thỉûc cháút viãûc gii mảch phi tuún mäüt chiãưu l gii hãû phỉång trçnh âải säú phi tuún viãút theo lût K1, K2. V âọ chênh l mä hçnh ca mảch âiãûn phi tuún xạc láûp mäüt chiãưu. Vê dủ : Xẹt mảch âiãûn nhỉ hçnh (h.12-13) E r R 3 R h.12-13 Vç l mả ch mäüt chiãưu nãn tỉì hçnh (h.12-13) chuøn thnh så âäư hçnh (h.12-14) âãø gii. Hãû phỉång trçnh âải säú phi tuún : I E r I 2 I 1 R 3 R I = I 1 + I 2 E = I.r + I 1 .R E = I.r + I 2 .R 3 (I 2 ) Nhỉ â biãút : Khäng cọ cạch chung âãø gii hãû phi tuún ny (vç ngay cạc hm âàûc tênh cng tỉì thỉûc nghiãûm v gáưn âụng) m chè cọ nhỉỵng phỉång phạp gáưn âụng ỉïng våïi cạc bi toạn củ thãø h.12-14 Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 7 theo bäún nhọm â nãu. Nãn ta s nãu mäüt säú phỉång phạp gii mảch phi tuún xạc láûp mäüt chiãưu nhỉ sau : §2. Gii mảch phi tuún xạc láûp hàòng bàòng phỉång phạp âäư thë : 1. Näüi dung, tinh tháưn phỉång phạp : Thỉûc cháút l gii bàòng âäư thë nhỉỵng quan hãû v phỉång trçnh âải säú phi tuún. Dỉûa trãn cå såí l nhỉỵng âỉåìng cong hm âàûc tênh â biãút cng våïi hãû phỉång trçnh kho sạt mä t mảch, thỉûc hiãûn nhỉỵng phẹp tênh âải säú v phẹp cán bàòng trãn âäư thë âãø âỉåüc nghiãûm bi toạn. Thỉûc hiãûn theo cạc bỉåïc nhỉ sau : - Viãút hãû phỉång trçnh mảch - Thỉûc hiãûn cạc phẹp âải säú trãn âäư thë. - Thỉûc hiãûn phẹp cán bàòng cho ra nghiãûm. 2. Vê dủ gii cho mäüt vi mảch âån gin : a. Gii mảch phi tuún khäng phán nhạnh (näúi tiãúp) nhỉ hçnh (h.12-15a). Biãút kêch thêch E, cáúu trục, cạc hm âàûc tênh U 1 (I), U 2 (I) dỉåïi dảng âỉåìng cong. Xạc âënh I, U 1 , U 2 . I U 2 (I) U 1 (I) E 0 I I h.12-15b U 1 (I) U 2 (I) U(I) M U E U 2 U 1 Tỉì phỉång trçnh theo âënh lût K2 : U 1 (I) + U 2 (I) = E. Thỉûc hiãûn phẹp cäüng âäư thë : U 1 (I) + U 2 (I) = U(I). h.12-15a Cho cán bàòng våïi E tải âiãøm lm viãûc âỉåüc I. Hồûc E - U 1 (I) = U 2 (I) hồûc E - U 2 (I) = U 1 (I) nhỉ hçnh (h.12-15b) b. Gii mảch phi tuún cọ phán nhạnh (näúi song song) nhỉ hçnh (h.12-16a) J = I 1 (U) + I 2 (U) J = I(U) hồûc J - I 1 (U) = I 2 (U) cho cán bàòng âỉåüc nghiãûm nhỉ hçnh (h.12-16b) 0 IJI 2 I 1 U I 2 (U) I 1 (U) I(U) U h.(12-16a) J I 1 (U) I 2 (U) h.(12-16b) c. Gii mảch phi tuún häùn håüp : nhỉ hçnh (h.12-17a) Phỉång trçnh mảch : I 2 (U 2 ) +I 3 (U 2 ) = I 1 (U 2 ). Thỉûc hiãûn trãn âäư thë phẹp cäüng ny (cng âiãûn ạp cäüng theo dng âiãûn). Biãút U 1 (I), thỉûc hiãûn phẹp tênh theo K2 : U 1 (I 1 ) + U 2 (I 1 ) = U(I 1 ) (cng dng âiãûn cäüng theo âiãûn ạp). Thỉûc hiãûn phẹp cán bàòng E = U(I 1 ) âỉåüc nghiãûm nhỉ hçnh (h.12-17b). Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 8 R rng phỉång phạp ny chè thêch håüp cho bi toạn âån gin. U 2 I 2 I 1 h.(12-17b) I 3 U 1 E U I 1 (U 2 ) I 3 (U 2 ) I 2 (U 2 ) U 1 (I 1 ) U(I 1 ) E U 1 (I 1 ) I 2 (U) I 3 (U) h.(12-17a) 3. ỈÏng dủng phỉång phạp âäư thë xẹt mäüt säú hiãûn tỉåüng trong mảch phi tuún mäüt chiãưu : a. Mảch äøn ạp mäüt chiãưu : L mảch âiãûn ạp vo thay âäøi nhiãưu, âiãûn ạp ra thay âäøi êt ( ∆U 1 låïn, ∆U 2 nh) Ta cọ : 2 2 1 1 äøn U U U U K ∆ ∆ = l hãû säú äøn ạp - chè cháút lỉåüng äøn ạp (cng låïn cng täút) Thỉåìng K äøn tỉì 50 - 100. Cọ nhiãưu så âäư thỉûc hiãûn khạc nhau. Ta xẹt så âäư gäưm R âãûm (cọ thãø tuún tênh hồûc phi tuún) våïi U âãûm (I) cọ tråí âäüng låïn (biãún âäüng âiãûn ạp nhiãưu) näúi tiãúp tråí phi tuún U 2 (I) cọ tråí âäüng bẹ (êt biãún âäüng âiãûn ạp khi dng âiãûn biãún âäüng nhiãưu) nhỉ hçnh (h.12-18a), (h.12-18b). Âiãûn ạp láúy ra cung cáúp cho ti U 2 , ta tháúy âiãûn ạp ny bçnh äøn vç U 2 (I) = E - U âãûm . Gii thêch bàòng âäư thë nhỉ sau : E - U âãûm : phủ thüc vo R âãûm . a) E R âã û m U 2 (I) I ∆U 2 E - U âã û m c) U U 2 (I) ∆U 1 h.12-18b U 2 (I)U Nãúu R âãûm l tuún tênh thç E - U âãûm l âỉåìng thàóng. Nãúu R âẻm l phi tuún thç E - U âãûm l âỉåìng cong. Âiãøm lm viãûc s l giao âiãøm âỉåìng E - U âãûm våïi âỉåìng U 2 (I) nhỉ hçnh (h.12-18c) Vç l do no âọ âiãûn ạp vo thay âäøi lỉåüng ∆U 1 låïn thç tỉång ỉïng cọ sỉû thay âäøi âiãûn ạp ra ∆U 2 (vç trãn âoản U 2 (I) cọ hãû säú âäüng nh nãn ∆U 2 nhso våïi ∆U 1 ) nhỉ hçnh (h.12-18d), (h.12-18e), (h.12-18g) Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giaùo trỗnh Cồớ sồớ Kyợ thuỏỷt õióỷn II Trang 9 U U 2 (I) h.12-18e U 2 (I) õeỡn ọứn aùp coù khờ U U 2 (I) d) Khi R õóỷm phi tuyóỳ n E - U õó ỷ m U 1 U 2 I E - U õó ỷ m U 1 U 2 g) U 2 (I) cuớa iọt Zenne r I U U 2 (I) U 2 U 1 E - U õó ỷ m b. ỉn doỡng mọỹt chióửu : Maỷch ọứn doỡng laỡ maỷng 2 cổớa gọửm taới nọỳi tióỳp vồùi trồớ phi tuyóỳn coù I(U) ờt bióỳn õọỹng khi õióỷn aùp bióỳn õọỹng nhióửu nhổ hỗnh (h.12-19a,b) E Taới I(U 1 ) Giaới thờch sổỷ ọứn doỡng bũng phổồng phaùp õọử thở nhổ hỗnh (h.12- 19c,d) : U b) h.12-19 I(U 1 )I Tổỡ phổồng trỗnh :E = U 1 (I) + U taới (I) a) Coù : E - U taới (I) = U 1 (I) Khi taới tuyóỳn tờnh : Trổồỡng aỷi Hoỹc Kyợ Thuỏỷt - Khoa ióỷn - Bọỹ mọn Thióỳt bở õióỷn E - U taới (I) õổồỡng thúng. Khi taới phi tuyóỳn : E - U taới (I) õổồỡng cong. Tổỡ õọử thở thỏỳy õióỷn aùp vaỡo thay õọứi nhióửu U v lồùn, coỡn I lỏỳy trón õoaỷn hóỷ sọỳ õọỹng nhoớ nón bióỳn õọỹng doỡng õióỷn nhoớ - taỷo õổồỹc sổỷ ọứn doỡng õióỷn. E - U t aới I I(U 1 ) h.12-19 U c) I U V I(U 1 )I d) U I U V E - U t aới b. Bọỹ taỷo haỡm trồớ : Trong kyợ thuỏỷt mọ hỗnh vaỡ õióửu khióứn cỏửn duỡng nhổợng bọỹ taỷo caùc haỡm õóứ taỷo ra tờn hióỷu y laỡ haỡm õaợ cho cuớa tờn hióỷu vaỡo x, y = f(x). Thổồỡng coù hai loaỷi haỡm phaới taỷo : y = f(x)x Haỡm trồớ thổỷc hióỷn quan hóỷ u(i). Haỡm truyóửn õaỷt thổỷc hióỷn quan hóỷ u 2 (u 1 ). Coù nhióửu caùch thổỷc hióỷn bọỹ taỷo haỡm : Cồ khờ, õióỷn cồ, õióỷn tổớ. Ta xeùt bọỹ taỷo haỡm trồớ : Thổỷc chỏỳt bọỹ taỷo haỡm laỡ taỷo quan hóỷ haỡm I(U) õaợ cho laỡ mọỹt õổồỡng cong naỡo õoù. Coi õoù laỡ chừp nọỳi bồới nhổợng õoaỷn thúng coù õọỹ dọỳc vaỡ ngổồợng khaùc nhau. Vỏỷy caỡng nhióửu õoaỷn thúng thỗ caỡng tióỷm cỏỷn õóỳn õổồỡng I(U) nhổ hỗnh (h.12-20) I 3 (U) I 1 (U) I 2 (U) I I(U) = I 1 (U) + I 2 (U) + I 3 (U). Bỏy giồỡ vỏỳn õóử lỏỷp sồ õọử õóứ thổỷc hióỷn caùc õoaỷn thúng vồùi õọỹ dọỳc khaùc nhau. Ta duỡng sồ õọử iod - ióỷn trồớ (h.12-21). U h.(12-20) Boớ qua õióỷn aùp trón iod ta coù phổồng trỗnh : Giaùo trỗnh Cồớ sồớ Kyợ thuỏỷt õióỷn II Trang 10 r UU i 01 = U r i iod chố chaớy mọỹt chióửu thuỏỷn khi U - U 01 > 0 nón chố coù doỡng õióỷn trong maỷch khi U > U 01 . Khi U U 01 van khoùa, khọng coù doỡng õióỷn nhổ hỗnh (h.12-21a) U 01 h.12-21 Vỏỷy bũng maỷch iod - ióỷn trồớ taỷo ra õổồỹc nhổợng õoaỷn thúng vồùi õọỹ dọỳc 1/r ổùng vồùi caùc ngổồợng U 01 > 0. I r' 1 r 1 Duỡng sồ õọử hỗnh (h.12-21b). Vồùi chióửu dổồng quy ổồùc nhổ cuợ ta coù phổồng trỗnh : r UU i 02 + = U 01 U' 01 U h.12-21a nón muọỳn coù doỡng õióỷn thỗ U + U 02 < 0. Vỏỷy U < - U 02 thỗ iod thọng vaỡ U -U 02 thỗ khoùa. Vỏỷy sồ õọử taỷo õổồỹc nhổợng õoaỷn thúng phờa -U nhổ hỗnh (h.12-21c). r i U h.12-21b Sau khi coù nhổợng õoaỷn thúng nhổ vỏỷy chố cỏửn chừp nọỳi nhổợng sồ õọử laỷi ta seợ õổồỹc maỷch taỷo haỡm cỏửn thióỳt nhổ hỗnh (h.12-21d). U 02 U I U -U 02 h.12-21c h.12-21d Đ3. Phổồng phaùp doỡ giaới maỷch õióỷn phi tuyóỳn xaùc lỏỷp hũng Phổồng phaùp naỡy tióỷn lồỹi giaới maỷch nọỳi hỗnh mừc xờch (xỏu chuọựi). Bióỳt kờch thờch, sồ õọử, haỡm õỷc tờnh caùc phỏửn tổớ phi tuyóỳn thỗ nóỳu bióỳt õổồỹc nghióỷm ồớ mừc xờch cuọỳi coù thóứ lỏửn tỗm dỏửn ra õổồỹc kờch thờch, nóỳu nghióỷm õuùng vồùi kờch thờch õaợ cho thỗ coi nhổ baỡi toaùn giaới xong. Vờ duỷ : Giaới maỷch hỗnh (h.12-22) E E k (I k 5 ) I 5 E 5 h.12-22a 0 I R 4 U 5 (I) U 1 (I) R 2 E U 3 (I) h.12-22 Trổồỡng aỷi Hoỹc Kyợ Thuỏỷt - Khoa ióỷn - Bọỹ mọn Thióỳt bở õióỷn [...]... bàòng thç nghiãûm ca mảch phi tuún phi chu k khäng sin gäưm täøng ca nhiãưu âiãưu ha thnh pháưn Âáy chênh l cå såí ca ngun l cán bàòng âiãưu ha dng tênh mảch phi tuún dao âäüng Trỉåìng Âải Hc K Thût - Khoa Âiãûn - Bäü män Thiãút bë âiãûn Giạo trçnh Cåí såí K thût âiãûn II Trang 18 b Tỉû dao âäüng phi tuún khäng cọ táưn säú riãng, nọ ty thüc cỉåìng âäü quạ 1 trçnh, mỉïc âäü phi tuún (dao âäüng tuún tênh... h.(12-32c) C MẢCH ÂIÃÛN PHI TUÚN ÅÍ CHÃÚ ÂÄÜ XẠC LÁÛP XOAY CHIÃƯU §1 Cạc âàûc âiãøm 1 Mảch phi tuún xạc láûp dao âäüng l trảng thại phäø biãún nhỉ : MBA, âäüng cå, mạy phạt táưn säú, phạt xung, bäü dao âäüng âa hi, äøn ạp Dao âäüng phi tuún xạc láûp chia thnh hai loải : + Dao âäüng cỉåỵng bỉïc xy ra trong mảch cọ kêch thêch cỉåỵng bỉïc Âỉåüc biãøu diãùn båíi hãû phỉång trçnh vi phán phi tuún cọ vãú 2 Vê... kho sau khi âỉåüc têch ly 2 Âàûc âiãøm riãng ca cạc dao âäüng phi tuún : a Phäø táưn ca dao âäüng phi tuún thỉåìng chỉïa nhiãưu âiãưu ha bäüi (vãư ngun tàõc l vä hản) Cọ thãø xãúp phỉång trçnh mảch phi tuún thnh dảng : f1 (x , x ' , t ) + f 2 (x, x ' , t ) + ϕ(ωt ) = 0 13 2 1 24 4 3 1 24 4 3 kêch thêch Nhọm säú hảng tuún tênh Nhọm säú hảng phi tuún Trong âọ : f1(x,x',t) = 0 l phỉång trçnh tuún tênh suy... tråí giäúng nhỉ âiãûn tråí phi tuún, chàõp näúi våïi nhau thnh nhạnh, nụt, vng tha mn K1, K2 liãn hãû cạc biãún Φ, UM l så âäư mảch tỉì Nhỉ váûy cọ sỉû tỉång tỉû hon ton giỉỵa mảch tỉì våïi mảch âiãûn phi tuún Nãn cọ thãø dng cạc phỉång phạp tênh mảch phi tuún âãø tênh toạn mảch tỉì Cọ thãø chuøn så âäư mảch tỉì dảng (h.12-28) thnh dảng (h.12-29) giäúng nhỉ så âäư mảch âiãûn phi tuún Φ1(H1,l1) Φ2(H2,l2)... nhau (trong âọ cọ thãø cọ nhỉỵng âiãøm khäng äøn âënh) d Mä hçnh ca mảch phi tuún xạc láûp xoay chiãưu l hãû phỉång trçnh vi phán phi tuún viãút theo lût K1, K2 Vç váûy khäng cọ phỉång phạp chung âãø gii m chè cọ cạc phỉång phạp gáưn âụng cho tỉìng bi toạn củ thãø Ta nãu mäüt säú phỉång phạp nhỉ sau : §2 Phỉång phạp âäư thë gii mảch phi tuún xạc láûp dao âäüng Khi phỉång trçnh mảch åí dảng y = f[x(t)]... họa Våïi : f1 : l diãûn têch âỉåüc bao båíi âỉåìng tỉì trãù Cn : Sψ §3 Phỉång phạp cáưn bàòng âiãưu ha gii mảch phi tuún xạc láûp dao âäüng L phỉång phạp cå bn âãø gii mảch dao âäüng phi tuún åí chãú âäü xạc láûp, dỉûa trãn ngun tàõc cán bàòng âiãưu ha 1 Tinh tháưn phỉång phạp : Vç mảch phi tuún cọ tênh tảo táưn nãn gáưn âụng coi nghiãûm gäưm nhiãưu säú hảng âiãưu ha ỉïng våïi cạc táưn säú khạc nhau... 1 Cå såí phỉång phạp : - Våïi mảch phi tuún trong âạp ỉïng cọ sọng báûc cao nhỉng biãn âäü nh dáưn theo táưn säú nãn thnh pháưn âiãưu ha cå bn ca âạp ỉïng (cng táưn säú kêch thêch) l âạng kãø, coi gáưn âụng âạp ỉïng l âiãưu ha cng táưn säú våïi kêch thêch, nãn lục âọ quan hãû tỉïc thåìi giỉỵa kêch thêch v âạp ỉïng l quan hãû tuún tênh, nhỉng vç mảch l phi tuún nãn phi thãø hiãûn tênh cháút ny bàòng... S khạc nhau thç Φ khạc nhau vç Φ = B.S Váûy mäüt âoản mảch tỉì âỉåüc âàûc trỉng båíi : VLST (tỉïc quan hãû B = µ.H ) v kêch thỉåïc (l, S) Phi xạc âënh mäüt biãøu thỉïc gäưm cạc âàûc trỉng trãn âãø mä t, biãøu diãùn âoản mảch tỉì (giäúng nhỉ biãøu diãùn vng tråí phi tuún bàòng hm âàûc tênh U(I), R(I)) Tỉì B = µ.H (ca VLST no âọ), åí âáy µ(H) nãn quan hãû âỉåìng cong (âỉåìng cong tỉì họa) cọ âỉåüc bàòng... sau : Âáưu tiãn ty gi thiãút nghiãûm x1 (vç ty s khäng âụng ngay nghiãûm) tỉång ỉïng cọ y 1 = x 1 thay x1 vo f(x1) nãúu âụng l nghiãûm thç f(x1) phi bàòng y1 nhỉng vç ty nãn f(x1) = y'1 v y'1 ≠ y1 (nãúu f(x1) = y1 = x1 thç xong) vç sai khạc âọ nãn ta phi chn lải x, lục ny ta khäng ty nỉỵa m láúy f(x1) = y1 = x2 (láưn chn thỉï hai) thay vo f(x2) = y'2 ≠ x2 thç tiãúp tủc chn x3 = f(x2) thay vo f(x3)... phi thãø hiãûn tênh cháút ny bàòng quan hãû hiãûu dủng giỉỵa kêch thêch v âạp ỉïng l quan hãû phi tuún Lục ny ta cọ : R(I) = U(I)/I ; XL(I) = UL(I)/I = ωL(I) Vç u(i) l tuún tênh nãn ta cọ thãø sỉí dủng cạc phỉång trçnh tuún tênh viãút cho mảch (phỉång trçnh phỉïc) nhỉng trong âọ cạc hãû säú lải thãø hiãûn sỉû phi tuún ψ(i) r C Vê dủ : Xẹt mảch hçnh (h.12-42) phỉång trçnh u(t) K2 dỉåïi dảng tỉïc thåìi . phạ hy. §1. Âënh nghéa pháưn tỉí phi tuún, mảch phi tuún. 1. Pháưn tỉí phi tuún : L pháưn tỉí m phỉång trçnh trảng thại ca nọ l mäüt phỉång trçnh vi têch phán phi tuún liãn hãû cạc biãún. Vê. 2. Mảch phi tuún : L mảch trong âọ cọ pháưn tỉí phi tuún ỉïng våïi hãû phỉång trçnh vi phán phi tuún, tỉïc hãû phỉång trçnh vi phán cọ hãû säú biãún âäøi theo biãún. Vê dủ : mảch phi tuún. thût âiãûn II Trang 4 §3. Mỉïc âäü phi tuún - tinh tháưn tuún tênh họa 1. Phi tuún nhiãưu (låïn), phi tuún nh (êt) : a. Vãư màût toạn hc : Ta biãút do cọ tênh phi tuún nãn xút hiãûn säú hảng báûc