Nguyễn Công Phương Mạch chiều Cơ sở lý thuyết mạch điện Nội dung I Thông số mạch II Phần tử mạch III Mạch chiều IV Mạch xoay chiều V Mạng hai cửa VI Mạch ba pha VII.Quá trình độ VIII.Khuếch đại thuật toán Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Mạch chiều • • • • Là mạch điện có nguồn chiều Cuộn dây (nếu có) bị ngắn mạch Tụ điện (nếu có) bị hở mạch Nội dung: – – – – Các định luật Các phương pháp phân tích Các định lý mạch Phân tích mạch điện máy tính Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Mạch chiều Các định luật a) Định luật Ohm b) Đỉnh, nhánh & vòng c) Định luật Kirchhoff Các phương pháp phân tích Các định lý mạch Phân tích mạch điện máy tính Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Định luật Ohm i R u u  Ri u i R • Liên hệ dịng & áp phần tử • Nếu có nhiều phần tử trở lên định luật Ohm chưa đủ • → Các định luật Kirchhoff Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Đỉnh, nhánh & vịng (1) • Những khái niệm xuất kết nối phần tử mạch • Cần làm rõ trước nói định luật Kirchhoff • Nhánh: biểu diễn phần tử mạch đơn (ví dụ nguồn áp điện trở) • Nhánh dùng để biểu diễn phần tử có cực Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Đỉnh, nhánh & vịng (2) • Đỉnh: điểm nối nhánh • Biểu diễn dấu chấm • Nếu đỉnh nối với dây dẫn, chúng tạo thành đỉnh b a c b a c Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Đỉnh, nhánh & vịng (3) • Vịng: đường khép kín mạch • Đường khép kín: xuất phát điểm, qua số điểm khác, điểm qua lần, quay trở lại điểm xuất phát • Vịng độc lập: chứa nhánh, nhánh khơng có mặt vịng khác • Một mạch điện có d đỉnh, n nhánh, v vòng độc lập thoả mãn hệ thức: v = n – d + (3 = – + 1) Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Định luật Kirchhoff (1) • 2: định luật dòng điện & định luật điện áp • Định luật dòng điện viết tắt KD • KD dựa luật bảo tồn điện tích (tổng đại số điện tích hệ bảo tồn) • KD: tổng đại số dòng vào đỉnh khơng N i n 1 n 0 • N: tổng số nhánh nối vào đỉnh • in: dịng thứ n vào (hoặc khỏi) đỉnh Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Định luật Kirchhoff (2) • KD: tổng đại số dịng vào đỉnh khơng N i • Quy ước: n 1 n 0 – Dòng vào mang dấu dương (+), dòng mang dấu âm (–) – Hoặc ngược lại i1 i1 – i2 – i3 + i4 – i5 = Hoặc: – i1 + i2 + i3 – i4 + i5 = i5 i2 i3 Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn i4 10 Norton (9) VD3 e = 16 V; j = A; R1 = Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; Rt = Ω; Tính i2? jtd = 3,39 A Rtd = 7,08 Ω Rtd i2  jtd R2  Rtd 7,08  i2  3,39  1,83A  7,08 Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 158 Thevenin & Norton (1) Mạng tuyến tính cực etd = Rtd jtd Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 159 Thevenin & Norton (2) etd = Rtd jtd etd Rtd  jtd etd = uhở mạch  Rtd uhở mạch ingắn mạch jtd = ingn mch (Cỏch thứ để tính điện trở tương đương sơ đồ Thevenin) Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 160 Thevenin & Norton (3) VD1 e = 16 V; j = A; R1 = Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; Rt = Ω; Tính Ref mng mt ca? Ref uhở mạch ingắn mạch etd  jtd 10, 67  Ref   4, 44  2, etd  10, 67 V jtd  2, A Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 161 Thevenin & Norton (4) • Việc áp dụng định lý Thevenin định lý Norton gọi phương pháp mạng cửa/mạng cực • Các mạch điện xây dựng dựa định lý Thevenin định lý Norton gọi sơ đồ (tương đương) Thevenin sơ đồ (tương đương) Norton • Sơ đồ Norton rút từ sơ đồ Thevenin & ngược lại • Rtd = tng_tr_vo_sau_khi_trit_tiờu_ngun, hoc Rtd uhở mạch ingắn mạch  Etd Thevenin jtd Norton , uvµo  Rtd  , ivµo Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 162 Các định lý mạch a) b) c) d) Nguyên lý xếp chồng Định lý Thevenin Định lý Norton Truyền công suất cực đại Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 163 Truyền công suất cực đại (1) • Một số mạch điện thiết kế để truyền cơng suất tới tải • Viễn thông: cần truyền công suất tối đa đến tải • Bài tốn: tìm thơng số tải (giá trị điện trở) để công suất truyền đến tải đạt cực đại • Sử dụng sơ đồ Thevenin Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 164 Truyền công suất cực đại (2) pt  it2 Rt etd it  Rtd  Rt  etd   pt    R  R  Rt  t   td dpt 0 dRt pt dpt ( Rtd  Rt )  Rt ( Rtd  Rt )   etd dRt ( Rtd  Rt ) Rtd  Rt  Rt Rtd  Rt e  etd 0 3 ( Rtd  Rt ) ( Rtd  Rt ) td Rt Rt  Rtd Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 165 Truyền công suất cực đại (3) • Cơng suất cực đại truyền đến tải tải điện trở tương đương Thevenin (nhìn từ phía tải) Rt  Rtd • Rt = Rtd : gọi hoà hợp tải phối hợp tải Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 166 VD Truyền công suất cực đại (4) e = 16 V; R1 = Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; R4 = 10 Ω; Tính Rt để nhận công suất lớn nhất? R3 R4 R1 R2 Rtd   R1  R2 R3  R4 4.6 2.10    4,07    10  Rt  4,07  Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn Rt  Rtd 167 Mạch chiều Các định luật Các phương pháp phân tích Các định lý mạch Phân tích mạch điện máy tính Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 168 Phân tích mạch điện máy tính • Mục đích: tiết kiệm thời gian tính tốn • Sẽ tìm hiểu: – Giải phép tính phức tạp (ví dụ phương trình ma trận) – Mơ mạch điện • Phần mềm: Matlab, OrCAD PSpice Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 169 Phương trình ma trận 3 2  8   0   i1     i     4       i3  12      i4    Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 170 Mơ mạch điện (1) • Bằng mã lệnh (Tutsim, Spice, …) • Bằng giao diện đồ hoạ (Pspice, Circuit maker, Matlab, Workbench, …) Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 171 VD1 Mô mạch điện (2) e1 = 16 V; e2 = V; j = A; R1 = Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; R4 = 10 Ω; Rt = Ω; Tính dịng điện mạch? Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 172 ... chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 15 Định luật Kirchhoff (8) i1 – i2 – i3 = 8i1 + 3i2 – 30 = 6i3 – 3i2 = – i1 + i2 + i3 = 8i1 + 6i3 – 30 = i1 – i2 – i3 = 8i1 + 3i2 – 30 = 6i3 – 3i2 = Hệ phương. .. chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 20 Dòng nhánh (3) A B i1 + i2 – i3 = i1 + i2 – i3 = i1 i3 – i4 + j = i3 – i4 = – j i2 R 1i1 – R 2i2 + e2 – e1 = R 1i1 – R 2i2 = e1 – e2 i3 R 2i2 + R 3i3 + R 4i4 –...N? ?i dung I Thông số mạch II Phần tử mạch III Mạch chiều IV Mạch xoay chiều V Mạng hai cửa VI Mạch ba pha VII.Quá trình độ VIII.Khuếch đ? ?i thuật toán Mạch chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn