Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích:Sau khi kết thúc mô đun này, người học hiểu thêm về các quy định của kỹ thuật điện và điện tử. Những quy định này là nền tảng cho việc nghiên cứu hay các ứng dụng chuyên ngành trong lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử. Thông qua đơn vị này, người học sẽ nắm vững hơn về các mạng điện một chiều phức tạp, độ nhạy của mạch RLC để xen kẽ dạng sóng và hiệu suất của các mạng nhiều cổng. Người học sẽ áp dụng các kiến thức được học để giải quyết các vấn đề có liên quan đến kỹ thuật điện và điện tử.
0 LILAMA TECHNICAL & TECHNOLOGY COLLEGE Address: Km 32 National Road 51, Long District Dong nai Province, Viet nam ĐT: 061 355 8700 Fax: 061 355 8711 GIÁO TRÌNH NGUYÊN LÝ KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ MÃ SỐ MÔN HỌC: 9209–02- 502 GIÁO TRÌNH Đơng Nai 2016 NGUN LÝ KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ MÃ SỐ MÔN HỌC: 9209–02- 502 Thời gian đào tạo: 95 (35 lý thuyết, 60 thực hành) Mục đích:Sau kết thúc mơ đun này, người học hiểu thêm quy định kỹ thuật điện điện tử Những quy định tảng cho việc nghiên cứu hay ứng dụng chuyên ngành lĩnh vực kỹ thuật điện điện tử Thông qua đơn vị này, người học nắm vững mạng điện chiều phức tạp, độ nhạy mạch RLC để xen kẽ dạng sóng hiệu suất mạng nhiều cổng Người học áp dụng kiến thức học để giải vấn đề có liên quan đến kỹ thuật điện điện tử Mục tiêu Sau kết thúc mơ đun này, người học có thể: Hiểu mạng chiều phức tạp Tiêu chí đánh giá Sau kết thúc mơ đun này, người học có khả năng: 1.1 Tạo mơ hình mạch tương đương cho mạch điện trở bán dẫn 1.2 Đánh giá giới hạn hiệu suất mạch chiều theo điều kiện thiết kế cho sẵn 1.3 Đánh giá hiệu suất mạch điều kiện biến Nội dung chi tiết Dòng điện giới hạn hiệu suất, truyền cơng suất Mạch điện chiều Mạch nối tiếp, mạch song song, mạch nối tiếp- song song Hiệu suất Đặc tính thành phần mạch điện, nguồn cung cấp điện, tín hiệu đầu vào, dung sai mạch Điều kiện nhiệt độ, điện áp, nguồn cung cấp điện, dòng điện, gợn song dòng điện, đổi bước dòng điện Mục tiêu Sau kết thúc mơ đun này, người học có thể: Hiểu độ nhạy mạch RLC luân phiên hình thức sóng Tiêu chí đánh giá Sau kết thúc mơ đun này, người học có khả năng: 2.1 Tạo mơ hình mạch RLC động 2.2 Phân tích đáp ứng tần số mạch RLC điều chỉnh 2.3 Phân tích yếu tố hiệu chỉnh hệ số cơng suất 2.4 Đánh giá hiệu ứng tạm thời mạch RLC 2.5 Đánh giá việc sử dụng thực tế hiệu ứng tạm thời Nội dung chi tiết Mạch RLC Mạch nối tiếp, mạch song song, mạch song song – nối tiếp Tần số Tần số điều chỉnh, tần số sóng hài, tần số hài phụ, tần số thứ hai, tần số thứ ba Mục tiêu Sau kết thúc mơ đun này, người học có thể: Hiểu khái niệm lý thuyết điện từ Tiêu chí đánh giá Sau kết thúc mô đun này, người học có khả năng: 3.1 Phân tích điện trường tĩnh 3.2 Phân tích từ trường tĩnh 3.3 Đánh giá thời gian thay đổi điện trường từ trường 3.4 Giải vấn đề liên quan đến sóng điện từ đường dây truyền tải Nội dung chi tiết Điện trường tĩnh Lực điện tích điểm, Luật Coulomb, cường độ điện trường, điện trường số điện tích điểm, vectơ điện trường tĩnh điện Từ tính (lưỡng cực, vòng lặp cuộn dây), độ dẫn từ, vector từ trường, hiệu ứng từ trường dòng điện Thời gian thay đổi điện trường từ trường Luật Faraday (dòng có nguồn gốc hình thức tích phân), Định lý Stoke, phương trình Maxwell, ứng dụng mạch lĩnh vực lý thuyết Sóng đường dây truyền tải điện Đồng trục, hai dây đường dây truyền tải ắc quy, vô tuyến truyền thông, trở kháng đường dây tải điện, hệ số phản xạ, đường truyền có khe, biểu đồ smith, thơng số tán xạ Mục tiêu Sau kết thúc mô đun này, người học có thể: Biết cách phân tích hệ thống điện mơ hình hóa mạng hai cổng Tiêu chí đánh giá Sau kết thúc mơ đun này, người học có khả năng: 4.1 Giải thích thơng số sử dụng mơ hình hai cổng 4.2 Giải thích bắt nguồn đầu vào đầu phương trình tham số mơ hình Nội dung chi tiết Thơng số Z ( mơ hình trở kháng); Y (mơ hình dẫn nạp) h (mơ hình hỗn hợp); đại số ma trận Mục tiêu Sau kết thúc mơ đun này, người học có thể: Có thể phân tích hệ thống điện mơ hình hóa mạng hai cổng Tiêu chí đánh giá Sau kết thúc mô đun này, người học có khả năng: 5.1 chuyển đổi giá trị mạch sử dụng thơng số từ mơ hình khác 5.2 giải vấn đề liên quan đến độ khuyếch đại mơ hình mạng hai cổng Nội dung chi tiết Thơng Số Z ( mơ hình trở kháng); Y (mơ hình dẫn nạp) h (mơ hình hỗn hợp); đại số ma trận Độ khuyếch đại: Tần số thấp; tần số điểm giữa; tần số cao CHƯƠNG 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Định luật Ohm cho đoạn mạch I U R (1.1) 1.2 Định luật ơm cho tồn mạch I E E ; Rn Rd R R R0 Rn Định luật Joule – lenz Q R I 2t J (1.2) Q 0.24R I t cal Nhiệt lượng Q toả đoạn dây dẫn có dòng điện khơng đổi I chạy qua tỷ lệ với điện trở R dây, với bình phương cường độ dòng điện với thời gian t trì dòng điện Định luật Faraday Khi từ thơng xun qua vòng dây biến thiên, vòng dây cảm ứng Sức điện động cảm ứng, Sức điện động cảm ứng có chiều cho dòng điện sinh có hướng chống lại sự biến thiên từ thơng sinh W Là số vòng dây cuộn dây Dấu (-) sdd có chiều cho dòng điện sinh có xu hướng chống lại biến thiên từ thơng sinh - Sức điện động cảm ứng dẫn chuyển động từ trường Khi dẫn chuyển động cắt qua từ từ trường dẫn cảm ứng Sức điện động cảm ứng là: e=Blvsin (1.4) Trong đó: B Là cường độ từ cảm (T) l Là chiều dài tác dụng dẫn (Phần dẫn nằm từ trường) m v Vận tốc dẫn (m/s) Góc chiều vận tốc vứi chiều từ trường Khi chiều chuyển động vng góc với từ trường (2.13) trở thành e=Blv (sin=1) Chiều Sức điện động cảm ứng xác định theo quy tắc bàn tay phải: Cho đường sức từ trường vào lòng bàn tay phải, chiều chuyển động dẫn theo chiều ngón tay chỗi 90o, chiều ngón tay lại chiều Sức điện động cảm ứng Ví dụ 1: Một dẫn có chiều dài tác dụng l=0,5m, nằm từ trường B=1,4T người ta làm chuyển động với vận tốc v=20m/s thẳng góc với từ trường Hai đầu dẫn nối với điện trở R=0,5 ohm làm thành mạch kín, coi điện trở dẫn khơng đáng kể.Tìm Sức điện động cảm ứng Giải Từ (2.13) ta có e=B.l.v=1,4.0,5.20=14v Điện trở mắc nối tiếp: Điện trở tương đương tính bởi: Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn Im = Il = I2 = I3 =… = In (1.5) Um = Ul + U2+ U3+… + Un Im = Um Rm Biến đổi song song điện trở: 1 1 = Rm R1 R2 R3 Rn Im = Il + I2 + … + In Um = Ul = U2 = U3 = … = Un U Im = m Rm R1 R2 R3 Rn Ví dụ 2: Xác định số phần tử acquy cần nối thành để cung cấp tải đèn chiếu sáng cố, công suất tải 2,1kW, điện áp tải 120V, biết ăquy có E0 2V , dòng điện phóng cho phép 6A Giải: Dòng điện tải: I P 2100 17,5 A U 120 Vì I U tải vượt I f t cp E nên cần thực đấu nhóm Số phần tử nối tiếp nhánh: n U 120 60 lấy n = 60 E0 Số nhánh đấu song song: m I I f t cp 17,5 2,91 lấy m = Số phần tử acquy bộ: n m 60 180 Ví dụ 3: Three lights have a resistance with R1 = 60 ; R2 = 120 ; R3 = 150 ; in parallel connection, a voltage U = 120V Calculate the equivalent resistance, the current through each light in the main circuit Ba bóng đèn có điện trở R1 = 60 ; R2 = 120 ; R3 = 150 ; đấu song song, đặt vào điện áp U = 120V Tính điện trở tương đương, dòng điện qua bóng mạch Giải: Điện trở tương đương ba bóng: R1 R2 R3 60.120 120.150 150.60 600 R 31,6 R1 R2 R2 R3 R3 R1 60.120.150 19 Dòng điện qua bóng: I1 U 120 A R1 60 I2 U 120 A R2 120 I3 U 120 0,8 A R3 150 Dòng điện qua mạch chính: I I1 I I 0,8 3,8 A Mắc điện trở hỗn hợp: R R2 1 Rtd R1 R2 R1 R2 Rtd R1 R2 R1 R2 RTM Rtd R3 R1 R2 R3 R1 R2 Ví dụ 4: Cho mạch điện hình vẽ với số liệu sau: R1 = R2 = R3 = 30 ; R4 = 15 ; I1 = 0,5A a) Tính điện trở điểm A B b) Tính cường độ dòng điện qua điện trở c) Tính điện áp điện trở điện áp hai điểm A C Giải: a) Điện trở điểm A B: R1 // R2 // R3 1 1 Rt R1 R2 R3 Vì R1 = R2 = R3 nên: Rt R1 30 10 n Điện trở toàn mạch: R Rt R4 10 15 25 Vì mạch nối song song nên điện áp nhánh không đổi b) Do R1 = R2 = R3 = 30 I1 = I2 = I3 = 0,5 Cường độ dòng điện qua mạch chính: I I1 I I I1 3.0,5 1,5 A c) Điện áp đoạn mạch song song: U1 U U I1 R1 0,5.30 15 V Điện áp điện trở R4: U I R4 1,5.15 22,5 V Điện áp tồn mạch chính: U I R 1,5.25 37,5 V Hay: U U1 U 15 22,5 37,5 V Đị nh luật Kirchooff Phương pháp áp dụng định luật Kirchooff Bài tốn phân tích hay tổng hợp, sở việc giải mạch có thơng số tập trung hai định luật Kirchhoff Định luật K1: rõ mối liên hệ dòng điện nút, nói lên tính chất liên tục dòng điện Định luật K2: rõ mối liện hệ điện áp vòng, nói lên tính chất Để hiểu định luật Kirchhoff trước tiên ta phải nắm khái niệm nhánh, nút, vòng Nhánh tạo thành từ nhiều phần tử mạch mắc nối tiếp Nút điểm giao hai nhánh trở lên Vòng tập hợp nhánh tạo thành đường khép kín Nó có tính chất bỏ nhánh tập lại khơng Mắt lưới vòng mà khơng chứa vòng bên Một mạch phẳng có d nút, n nhánh số mắt lưới m (n-d+1) m=n-d+1 6.1 Kirchhoff I: (a) Định luật Kirchhoff I: Tổng đại số dòng điện nút (hoặc vòng kín) không i k (2.17) nut Trong đó, ta quy ước: Các dòng điện có chiều dương vào nút lấy dấu +, khỏi nút lấy dấu – Hoặc lấy dấu ngược lại Có thể phát biểu định luật K1 dạng: Tổng dòng điện có chiều dương vào nút tổng dòng điện có chiều dương khỏi nút Với mạch điện có d nút ta viết (d-1) phương trình K1 độc lập với cho (d-1) nút Phương trình K1 viết cho nút lại suy từ (d-1) phương trình K1 6.2 Định luật Kirchhoff II: Tổng đại số sụt áp vòng kín khơng u k (2.18) vong Người ta chứng minh rằng: với mạch có d nút, n nhánh số phương trình độc lập có từ định luật K2 (n-d+1) Đối với mạch điện phẳng có d nút, n nhánh số mắc lưới (n-d+1) Do đó: (n-d+1) phương trình K2 độc lập đạt cách viết (n-d+1) phương trình K2 viết cho (n-d+1) mắt lưới Phương pháp xếp chồng dòng điện Phương pháp xếp chồng sử dụng để xác định dòng điện mạch có nhiều nguồn điện Dòng điện qua nhánh tổng đại số dòng điện qua nhánh tác dụng riêng rẽ s.đ.đ Nguyên lý xếp chồng ứng dụng để nghiên cứu mạch điện có nhiều nguồn tác dụng * Các bước thực phưưong pháp xếp chồng Bước 1: Thiết lập sơ đồ điện có nguồn tác động Bước 2: Tính dòng điện điện áp mạch có nguồn tác động Bước 3: Thiết lập sơ đồ mạch điện cho nguồn tiếp theo, lặp lại bước cho nguồn tác động Bước 4: Xếp chồng kết tính dòng điện, điện áp nhánh nguồn tác động riêng rẽ Ví dụ 5: Cho mạch điệnnhư hình Giải phương pháp xếp chồng dòng điện Cho biết: E1 = 125V; E2 = 90V; R1 = 3; R2 = 2; R3 = 4 Tìm dòng điện nhánh điện áp đặt vào tải R3 Giải: Trước hết nối tắt E , E1 tác dụng Điện trở tương đương R2 // R3 R23 R2 R3 2.4 1,333 R2 R3 Dòng điện mạch E1 : I 1' E1 125 28,85 A R1 R23 1,333 I 2' I1' R3 28,85 19,23 A R2 R3 24 I 3' I 1' R2 28,85 9,62 A R2 R3 24 Sau đó, nối tắt E1 , E tác dụng Điện trở tương đương R2 // R1 R1 R2 3.4 1,714 R1 R2 Dòng điện mạch E : E2 90 I 2" 24,23 A R1 R13 1,714 R12 35 Problem A pure inductance of 150 mH is connected in parallel with a 40 μF capacitor across a 50V, variable frequency supply Determine (a) the resonant frequency of the circuit and (b) the current circulating in the capacitor and inductance atresonance The circuit diagram is shown in Fig 16.10 36 Mạch xoay chiều pha 5.1 Introduction Định nghĩa: Hệ thống mạch điện pha tâp hợp ba mạch điện pha nối với tạo thành hệ thống lượng điện từ chung, đó, sức điện động mạch có dạng hình sin, có tần số lệch pha 120 A Y Z C B X Hỗnh : Maùy phaït âiãûn pha Nguyên lý máy phát điện pha: Cấu tạo máy phát điện gồm phần: - Phần tĩnh (Stator): gồm rãnh, rãnh có đặt dây quấn AX, BY, CZ Các dây quấn pha có số vòng dây lệch pha 120 - Phần quay (Rotor): nam châm điện gồm hai cực N – S * Nguyên lý làm việc: Khi rotor quay, từ thông rotor cắt qua cuộn dây pha, cảm ứng vào dây quấn stator sức điện động hình sin có biên độ, tần số, lệch pha 120 Do cuộn dây có cấu tạo giống nên biên độ sức điện động cuộn dây e A Em sin t E sin t E A E 0 (4.43) eB Em sin t 120 E sin t 120 E E 120 B eC Em sin t 240 E sin t 240 E E 240 (4.44) (4.45) C i iA iB iC t Hình 72 5.2 Nối hình Nối cuộn dây máy phát điện thành hình nối ba điểm cuối X, Y, Z thành điểm chung gọi điểm trung tính, ký hiệu: O 37 Dây dẫn nối với điểm đầu A, B, C gọi dây pha Dây dẫn nối với điểm trung tính gọi dây trung tính Dòng điện chạy cuộn dây pha gọi dòng điện pha, ký hiệu IP Dòng điện chạy dây pha gọi dòng điện dây, ký hiệu Id Điện áp hai đầu cuộn dây pha gọi điện áp pha, ký hiệu UP Điện áp hai dây pha gọi điện áp dây, ký hiệu Ud I p I d (4.46) dáy pha dáy trung (4.47) U d 3U p 5.3 Nối hình tam giác Nối cuộn dây máy phát điện thành hình tam giác nối điểm đầu pha với điểm cuối pha E E A E B E C (4.48) U IAB AB ; Z AB Id I p U IBC BC ; Z BC U ICA CA Z CA (4.49) (4.50) Ud=Uf 5.4 Công suất mạng pha Công suất tác dụng pha: PA U A I A cos A ; PB U B I B cos B PC U C I C cos C (4.51) ; Công suất phản kháng pha: QA U A I A sin A ; QB U B I B sin B ; QC U C I C sin C (4.52) Cơng suất tồn phần pha: S C U C I C (4.53) S A U A I A S B U B I B ; ; SC PC jQC (4.54) S A PA jQA ; S B PB jQB ; Công suất chung cho ba pha: P PA PB PC Q QA QB QC S S A S B SC (4.55) Ví dụ 3: Phụ tải ba pha gồm ba cuộn dây giống có R , X , nối hình tam giác, đặt vào điện áp ba pha đối xứng có U d 220V Tính dòng điện pha, dòng điện dây, hệ số công suất công suất tác dụng ba pha Giải: Tổng trở pha: 38 Z R X 10 Phụ tải đấu tam giác: U d U p 220 V Dòng điện pha: Ip Up Zp 220 22 A 10 Dòng điện dây: I d I p 3.22 38 A Hệ số công suất: cos R 0,8 Z 10 Công suất tác dụng ba pha: P 3.U d I d cos 220.38.0,8 11640 W Example 4: Tải ba pha đối xứng, trở kháng pha R 8 ; X 6 , đấu hình sao, mắc vào nguồn điện áp ba pha đối xứng có U d 220V Xác định dòng điện pha, hệ số công suất công suất tác dụng ba pha Giải: Tổng trở pha: Z R X 82 10 Điện áp pha đặt vào tải: Up Ud 220 Ip 127 V Dòng điện pha: I p Id Z 127 12,7 A 10 Hệ số công suất: cos R 0,8 Z 10 Công suất tác dụng ba pha: P 3.U d I d cos 3.220.12,7.0,8 3880 W 5: Nguồn điện ba pha đấu sao, có sức điện động pha đối xứng, E A EB EC 120V , cung cấp cho tải ba pha đấu sao, có trở kháng là: Z A RA 1 ; Z B RB 0,4 ; Z C RC 2,5 Tổng trở dây trung tính Z OO' 0,3 j 0,4 Xác định điện áp dòng điện pha tải Giải: Sức điện động nguồn dạng phức: Ví dụ E A 1200 E B 120 e j120 60 j104 V E 120 e j120 60 j104 V C Tổng dẫn pha tải: 39 1 S ZA 1 YB 2,5 S Z B 0,4 1 YC 0,4 S Z C 2,5 YA Tổng dẫn dây trung tính: YO Z OO ' 1,2 j1,6 S 0,3 j 0,4 Điện áp điểm trung tính: E Y E B YB E C YC U OO' A A YA YB YC YO 120.1 60 j104.2,5 60 j104.0,4 2,6 j 42 2,5 0,4 1,2 j1,6 Điện áp pha tải: U A' E A U OO' 120 2,6 j 42 117,4 j 42 U A' 117,4 42 122 V U B' E B U OO' 60 j104 2,6 j 42 62,6 j 62 U A' 62,62 622 84,4 V U C' E C U OO' 60 j104 2,6 j 42 62,6 j146,2 U A' 62,6 146,2 159 V Dòng điện pha: IA U A' YA 117,4 j 42.1 117,4 j 42 I A 117,4 42 122 A IB U B' YB 62,6 j 62.2,5 158 j155 I B 1582 1552 221 A IC U C' YC 62,6 j146,2.0,4 25 j58 I B 252 582 62 A ' IO U OO 1,2 j1,6 64 j55 ' YOO ' 2,6 j 42 I O 64 552 84,5 A 40 Chương 5: MẠNG BỐN CỰC VÀ ỨNG DỤNG phương trình đặc tính Z U1 = Z11I1 + Z12I2 U2 = Z12I1 + Z22I2 Z11 = U1 I1 (5.1) I2 z11 trở kháng vào hở mạch cửa Z21 = U2 I1 I () z12 trở kháng vào hở mạch cửa Z12 = U1 I I1 () z21 trở kháng truyền đạt hở mạch Z22 = U2 I I1 () z22 trở kháng truyền đạt hở mạch Hệ phương trình đặc tính Y I1 = Y11 U1 + Y12 U2 I2 = Y21 U1 + Y22 U2 (5.2) y11 dẫn nạp vào ngắn mạch cửa y12 dẫn nạp vào ngắn mạch cửa 41 y21 dẫn nạp truyền đạt ngắn mạch y22 dẫn nạp truyền đạt ngắn mạch Ví dụ 1: Cho mạng hai cửa hình vẽ: I2 I1 U1 U2 Có thông số Z11 =Z22 = 10 Z12 =Z21 = cho U1 = 24 V a/ Tìm U2 hở mạch đầu có tải R =2 đầu b/ tìm I1 I2 ngắn mạch đầu Giải a/ Phương trình trạng thái U1= 10I1 +2I2 U2= 2I1 +10I2 Khi hở mạch không tải I2 = ; U1 = 24 V I1 = 24/10 = 2.4 A ; U2 = 2I1 = 4.8 A Khi có tải R = U2 = 2I2 24 = 10I1 +2I2 = 2I1 +12I2 I2 = -24/58 A ; U2 = 0.82 V b/ Khi ngắn mạch ngoõ U2 = 24 = 10I1 +2I2 = 2I1 +10I2 I1 = 2.5 A ; I2 = - 0.5 A I1 = 24/10 = 2.4 A ; U2 = 2I1 = 4.8 A Ví dụ 2: Cho mạng hai cửa hình vẽ: 4Ω I1 I1 2Ω ' 2Ω b I1 U1 I2 a 4Ω U2 Xác định tham số Z Phương trình trạng thái U1= Z11 I1 +Z12 I2 U2= Z21 I1 +Z22 I2 Aùp dụng phương pháp dòng mắt lưới 6I1 – 2I3 + 4I2 = U1 (1) 6I2 + 2I3 + 4I1= U2 (2) 8I3 -2I1 +2I2 = Thế I3 vào (1) (2) ta có 42 11 = Z22 = = Z12 Z11 = Z21 Ví dụ 3: Xác định thông số Z mạch : 0,05 U X I3 I1 I2 100Ω U1 50Ω I1 50Ω UX I2 U2 IX Nếu mắc cửa điện trở 5Ω, kích thích cửa nguồn áp U1 = 10V Tìm dòng điện chảy qua điện trở 5Ω Dùng phương pháp dòng mắc lưới (100 + 50)I1 + 50I2 + 100I3 = U1 50I2 + (50 + 50)I2 – 50I3 = U2 Trong : I3 = 0,05 UX UX = 50IX = 50(I1 + I2) I3 = 2,5(I1 + I2) U1 400I1 300I U 75I1 25I Vậy : Z11 = 400Ω , Z12 = 300Ω , Z21 = – 75Ω , Z22 = – 25Ω Khi mắc cửa điện trở 5Ω U2 = – 5I2 I2 3U1 A 580 58 Ví dụ Cho mạng hai cửa hình vẽ: 4 4 44 4 Xác đònh thông số Y Phương trình trạng thaùi I1= Z11 U1 +Z12 U2 I2= Z21 U1 +Z22 U2 p dụng phương pháp nút 43 1 1 I1 U ( ) U U (1) 4 4 1 1 I U ( ) U U (2) 4 4 1 1 U ( ) U1 U 4 4 Thế U3 vào (1) (2) ta có Y11 =Y22 =1/6 1/ : Y12 =Y21 = -1/12 1/ Mạch lọc thụ động LC loại k Lọc thông thấp Hàm truyền đạt điện áp Low-pass filters Cut-off frequency and nominal impedance calculations 44 nominal impedance Ro To determine values L and C given R0 and fc High-pass filters Band-pass filters 45 Band-stop filters Problem A band-pass filter is comprised of a low-pass T-section filter having a cutoff frequency of 15 kHz, connected in series with a high-pass T-section filter having a cut-off frequency of 10 kHz The terminating impedance of the filter is 600Ω Determine the values of the components comprising the composite filter For the low-pass T- section filter: 46 and the shunt arm inductance is 4.77mH The composite, band-pass filter is shown in Figure The attenuation against frequency characteristic will be similar to Figure where fCH =10 kHz and fCL =15 kHz Problem A filter section is required to pass all frequencies above 25 kHz and to have a nominal impedance of 600Ω Design (a) a high-pass T-section filter, and (b) a highpass Π-section filter to meet these requirements (a) A high-pass T-section filter is shown in Figure (a), where the series arm capacitances are each 2C (see Figure (a)), i.e 5.305 = 10.61 nF (b) A high-pass Π-section filter is shown in Figure (b), where the shunt arm inductances are each 2L (see Figure (b)), i.e 1.91 = 3.82 mH Problem Determine the cut-off frequency and the nominal impedance for the highpass T-connected section shown in Figure Comparing Figure with the high-pass section of Figure (a), shows that: 47 Problem A filter section is to have a characteristic impedance at zero frequency of 600Ω and a cut-off frequency of MHz Design (a) a low-pass T-section filter, and (b) a low-pass Π-section filter to meet these requirements The characteristic impedance at zero frequency is the nominal impedance R0, i.e R0 = 600Ω; cut-off frequency fc = 5MHz = 106 Hz From equation (3), capacitance, A low-pass T-section filter is shown in Figure (a), where the series arm inductances are each L/2 (see Figure (a)), i.e 38.2/2=19.1H (b) A low-pass _-section filter is shown in Figure (b), where the shunt arm capacitances are each C/2 (see Figure (b)), i.e 106/2=53 pF Problem Determine the cut-off frequency and the nominal impedance for the lowpass T-connected section shown in Figure 48 Comparing Figure with the low-pass section of Figure (a), shows that: 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Điện kỹ thuật Nguyễn Viết Hải - Nhà xuất lao động Xã Hội – Hà Nội – Năm 2004 [2] Cơ sở kỹ thuật điện Hoàng Hữu Thận Nhà xuất kỹ thuật Hà Nội – Năm 1980 [3] Giáo trình kỹ thuật điện Vụ trung học chuyên nghiệp dạy nghề - Nhà xuất Giáo Dục –Năm 2005 [4] Mạch điện Phạm Thị Cư (chủ biên) - Nhà Xuất Giáo dục - 1996 [5] Cơ sở lý thuyết mạch điện Nguyễn Bình Thành - Đại học Bách khoa Hà Nội - 1980 [6] Kỹ thuật điện đại cương Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp - Hà Nội - 1976 [7] Bài tập Kỹ thuật điện đại cương Hoàng Hữu Thận - Nhà Xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp - Hà Nội - 1980 ... nhau, thuận tiện cho việc lập hệ phương trình Bước 2: Viết phương trình Kirchhoff II cho mạch vòng theo dòng điện mạch vòng chọn Bước 3: Giải hệ phương trình vừa thiết lập, ta có dòng điện mạch... số phương trình độc lập có từ định luật K2 (n-d+1) Đối với mạch điện phẳng có d nút, n nhánh số mắc lưới (n-d+1) Do đó: (n-d+1) phương trình K2 độc lập đạt cách viết (n-d+1) phương trình K2 viết... điện nhánh, dòng ẩn Bước 3: Viết phương trình Kirchhoff cho (m-1) nút chọn Bước 4: Viết phương trình Kirchhoff cho n- (m-1) mạch vòng Bước 5: Giải hệ n phương trình thiết lập, ta tìm đáp số dòng