CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH

BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH I Lý thuyết: 1.1 Định luật Kirchhoff I (về dịng điện): Hình 1.1: Định luật Kirchhoff dòng =0 Tổng đại số dòng điện nút khơng: ik(t) dòng qua nhánh k Hoặc phát biểu dạng:Tổng dòng điện vào nút tổng dòng nút 1.2Định luật Kirchhoff II (về điện áp): Hình 1.2: Định luật Kirchhoff áp Tổng đại số điện áp phần tử vịng kín khơng: =0 uk(t) giá trị điện áp phần tử vịng kín k 1.3 Phương pháp điện nút: Từ Lâm Thanh Page 1 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH Hình 1.3: Phương pháp điện nút Phương pháp tìm điện nút mạch: Để phân tích mạch phương pháp điện nút mạch có d nút ta làm sau: Chọn nút làm gốc =>ϕgốc =0 Lập hệ phương trình điện nút cho d-1 nút cịn lại: = Trong đó: Ykk : tổng dẫn nạp từ nhánh nối đến nút k Ykl : tổng dẫn nạp nhánh nối nút k l ϕk : Điện nút k Jnk : tổng đại số nguồn dòng chảy vào nút k, mang dấu (+) nguồn chảy vào nút k, mang dấu (-) nguồn chảy từ nút k Giải hệ phương trình để tìm điện nút Từ suy giá trị điện áp, dịng điện nhánh, cơng suất v.v… 1.4 Phương pháp dòng điện vòng (mắt lưới): Hình 1.4: Phương pháp dịng điện vịng Phương pháp ta dùng để tìm dịng điện chạy vịng kín mạch (dịng điện ta gán): Để phân tích mạch phương pháp dịng mắt lưới có n nhánh d nút, ta làm sau: Vẽ chiều dòng điện vòng Ivk cho (n-d+1) mắt lưới Lập hệ phương trình dịng điện vịng cho (n-d+1) mắt lưới = Với L=n-d+1 Zii tổng trở kháng nhánh thuộc vòng i Zij tổng trở kháng nhánh chung vòng i j Ivi dòng điện vòng i Evi nguồn (sức điện động) vòng i Từ Lâm Thanh Page 2 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH Giải hệ phương trình ta tìm giá trị dịng Ivi Từ ta suy giá trị đại lượng lại mạch 1.5Phương pháp xếp chồng: Hình 1.5: Phương pháp xếp chồng Đáp ứng tạo nhiều nguồn kích thích tác động đồng thời tổng đáp ứng tạo nguồn kích thích tác động riêng rẽ Để phân tích mạch phương pháp xếp chồng ta làm sau: Cho nguồn kích thích làm việc riêng rẽ Các nguồn không làm việc ta đối xử sau: nguồn áp ngắn mạch, nguồn dịng hở mạch Tìm đáp ứng riêng nguồn kích thích Tổng cộng đáp ứng mạch nguồn kích thích riêng rẽ gây 1.6 Phương pháp phân tích mạch dùng định lý Thevenin Norton: Hình 1.6: Mạch điện phân tích thành thành phần Định lý Thevenin/ Norton cho phép thay thếmột phần mạch tương đương nguồn áp mắc nối tiếp với trở kháng nguồn dòng mắc song song với trở kháng Định lý Thevenin: Từ Lâm Thanh Page 3 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH Hình 1.7: Mơ hình mạch Thevenin Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn điện áp điện áp cửa hở mạch mắc nối tiếp với trở kháng Thevenin mạng cửa Định lý Norton: Hình 1.8: Mơ hình mạch Norton Có thể thay tương đương mạng cửa tuyến tính nguồn dịng điện dòng điện cửa ngắn mạch mắc song song với trở kháng Thevenin mạng cửa ™ Cách xác định trở kháng Zth: -Trường hợp 1:Phần mạch A không chứa nguồn phụ thuộc triệt tiêu nguồn độc lập với quy tắc (ngắn mạch nguồn áp hở mạch nguồn dòng) dùng phép biến đổi tương đương tính Zth -Trường hợp 2:Phần mạch A có chứa nguồn phụ thuộc ta có cách tìm Zth sau: a Lần lượt hở mạch ngắn mạch để tìm Uhm Inm Sau suy Zth theo công thức: Zth =Uhm/Inm b Triệt tiêu tất nguồn độc lập A Kích thích cửa ab nguồn áp E có giá trị tùy ý, xác định dòng chảy vào I suy giá trị Zth cơng thức: Zth =E/I Hoặc kích thích cửa ab nguồn dịng J có giá trị tùy ý, xác định giá trị điện áp U cửa ab suy Zth = U/J II.Mục đích: Giúp sinh viên nắm rõ phương pháp phân tích mạch III.Bài chuẩn bị: Sinh viên xem trước phần lý thuyết cách thức vận hành dụng cụ thí nghiệm Mô mạch ứng với dạng nguồn tác động khác tần số khác (bằng phần mềm Orcad, Proteus, Workbench…) Từ Lâm Thanh Page 4 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH IV Thực hành: 1/ Dụng cụ, thiết bị thực hành: -Bộ nguồn F.A.C.E.T -Kit DC Network Theorems -VOM 2/ Thực hành: 2.1 Định luật Kirchhoff dòng (KCL): Ráp mạch hình 1.9 (Trên khối Kirchhoff’s Current Law): Hình 1.9 Mạch Kirchhoff I a Dùng VOM đo ghi lại giá trị điện áp nguồn b Dựa vào vòng màu điên trở xác định giá trị R1 R2 c Dựa vào cơng thức cho sẵn hồn tất bảng dưới: IR1= IR2= IT=IR1+IR2 IR1 MAX NOM MIN IR2 IT MAX MAX NOM NOM MIN MIN Bảng 1.1 d Dùng VOM đo ghi lại giá trị IR1, IR2, IT e So sánh kết đo kết tính tốn.Nhận xét f Hãy giải thích mối quan hệ dòng KCL g Áp dụng cơng thức tính IT=VS.(R1//R2) h So sánh kết tính toán với kết đo được.Nhận xét 2.2 Định luật Kirchhoff áp (KVL): Ráp mạch hình 1.10(Trên khối Kirchhoff’s Voltage Law): Từ Lâm Thanh Page 5 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH a b c d Hình 1.10: Mạch Kirchhoff áp Tính dịng tổng I mạch từ suy áp điện trở R1,R2,R3 Dựa vào kết tính tốn mục a Nhận xét điện áp nguồn có tổng điện áp thành phần không Dùng VOM đo điện áp R1, R2, R3 so sánh với kết tính tốn mục a.Nhận xét Đo dịng mạch cách đo trực tiếp đo gián tiếp qua điện trở sau so sánh với kết tính tốn 2.3 Định luật Kirchhoff tổng hợp: Mắc mạch hình 1.11 (Trên khối Kirchhoff’s Laws Combined) : Hình 1.11: Mạch Kirchhoff tổng hợp Đo giá trị điện áp nguồn ghi lại Dùng VOM đo ghi lại giá trị dòng điện tổng mạch Dựa vào hình vẽ xác định điện trở mà dịng điện tổng qua Dựa vào định luật Ohm tính điện áp qua điện trở Từ bước thực suy giá trị điện áp R2 Kiểm tra lại cách dùng VOM đo giá trị điện áp R1 R3 sau áp dụng KVL để tính R2 g Nếu áp VR3 tăng lúc giá trị điện áp R1 R2 thay đổi nào? h Tính dịng điện tổng định luật Kirchhoff a b c d e f Từ Lâm Thanh Page 6 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH i Áp dụng cơng thức chia dòng suy dòng điện chạy qua R2 R6 j Với dịng nhánh có áp dụng định luật Ohm suy điện áp rơi điện trở R4, R5, R6 k Dùng KVL kiểm tra lại tổng điện áp R4, R5, R6 có điện áp R2 không Nhận xét 2.4 Ứng dụng định luật Kirchhoff với nguồn độc lập: Mắc mạch hình 1.12 (Trên khối Kirchhoff Solution With Sources): Hình 1.12: Mạch Kirchhoff với nguồn độc lập a b c d e f g h i Dùng VOM đo chỉnh nguồn độc lập giá trị: 10V Viết phương trình mơ tả mối quan hệ VS1, R1 R3 Tương tự tìm phương trình mơ tả mối quan hệ VS2, R2, R3 Dùng VOM đo giá trị điện áp điện trở Ghi lại giá trị lên hình 1.13 rõ chiều dịng điện Hình 1.13 Dựa vào vịng màu điện trở suy giá trị Dùng định luật Kirchhoff (phương pháp dòng nhánh) xác định dòng điện qua điện trở Với sơ đồ mạch hình 1.13 thành phần ta xác định giải mơ hình mạch Theo bạn điện áp nút 1trên hình 1.13 (-) hay (+)so với đất Với giá trị điện áp R3 câu suy điện áp dòng điện thành phần mạch lại Từ Lâm Thanh Page 7 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH j So sánh kết tính tốn với kết qua đo dòng điện điện áp.Nhận xét k Dùng VOM chỉnh lại giá trị điện áp nguồn độc lập : 5V l Viết công thức dịng điện vịng hình 1.14 m n o p Hình 1.14 Tính giá trị dịng điện vòng => Chiều dòng điện, điện áp R3 => Giá trị IR3 VR3 Đo điện áp R3 so sánh với kết câu m.Nhận xét Với liệu có ta xác định điện áp R1 R2 chưa? So với phương pháp dịng nhánh phương pháp dịng vịng có ưu điểm hơn? 2.5 Phương pháp nút phương pháp xếp chồng: 2.5.1 Phương pháp xếp chồng: Mắc mạch hình 1.15 (Trên khối Supersition): Hình 1.15 Phương pháp xếp chồng a b c d Chỉnh giá trị nguồn về: 10V Dựa vào vòng màu xác định giá trị điện trở R1, R2, R3 Tính ghi lại giá trị điện trở R3//R1, R3//R2 Dùng phương pháp xếp chồng tính giá trị điện áp R1, R2, R3 Từ Lâm Thanh Page 8 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH e Ngắn mạch nguồn VS2 Đo VA (với VA đáp ứng R3 tác động nguồn VS1).Ghi lại giá trị vào hình 1.15 f Bỏ ngắn mạch nguồn VS2 ngắn mạch nguồn VS1 Đo VB (với VB đáp ứng R3 tác động nguồn VS2).Ghi lại giá trị vào hình 1.15 g Với kết bước => VR3 h Đo trực tiếp điện áp R1, R2, R3 Nhận xét kết tính tốn lý thuyết với kết đo trực tiếp kết đo theo phương pháp xếp chồng 2.5.2 Phương pháp nút: Mắc mạch hình 1.16 (Trên khối Supersition): Hỉnh 1.16: Phương pháp nút a Chỉnh nguồn giá trị: 10V b Dùng phương pháp nút tính giá trị điện áp dòng điện thành phần mạch c Tính độ dẫn điện điện trở d Dùng VOM đo điện áp R3 Nhận xét giá trị đo với giá trị tính tốn 2.6 Phương pháp Thevenin/Norton: 2.6.1 Phương pháp Thevenin: Mắc mạch hình 1.17 (trên khối Thevenin Circuits): Hỉnh 1.17: Mạch Thevenin a Hãy xác định thành phần mạch bị thay mơ hình Thevenin b Tính giá trị RTH c Ngắn mạch nguồn VS ráp mạch để đo giá trị RTH So sánh với kết tính toán Từ Lâm Thanh Page 9 BÀI 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH d Tính ghi lại giá trị VTH e Ráp mạch dùng VOM để đo áp VTH, xác định chiều áp VTH.So sánh kết với câu d nhận xét f Tính ghi lại giá trị dòng qua tải điện áp tải g Đo điện áp rơi tải R3 So sánh với kết tính tốn dùng mơ hình mạch Thevenin h Nhận xét giá trị đo giá trị tính tốn áp dụng mơ hình mạch Thevenin khơng áp dụng phương pháp Thevenin có khác biệt khơng sao? Ráp mạch hình 1.18: Hình 1.18 *Ghi chú: R2 khơng phải tải mạch a Chỉnh nguồn giá trị: 10V b Thành phần bị thay mơ hình mạch Thevenin c Tính giá trị RTH d Ráp mạch đo giá trị RTH so sánh với kết câu c e Tính ghi lại giá trị VTH f Ráp mạch đo nguồn VTH so sánh với kết câu e g Lắp thêm tải R3 vào mạch Tính dịng qua tải R3 h Đo điện áp tải R3 =>dòng điện qua tải R3.So sánh với kết tính tốn phương pháp Thevenin 2.6.2 Phương pháp Thevenin mạch cầu: Lắp mạch hình1.19 (Trên khối Thevenin a bridge circuit): Từ Lâm Thanh Page 10 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG 100Hz 10 ms 20kHz 50 us 40kHz 25 us Bảng 3.1: Dữ liệu mạch lọc thơng thấp RC d Tính mức điện áp ngõ VC1 điểm -3dB e Thay đổi tần số VGEN để ngõ có giá trị giá trị vừa tính câu d,xác định tần số cắt fc f Vẽ đặc tuyến biên độ (dB) theo tần số (Hz) g Xác định độ suy giảm dB /octave h Xác định dộ suy giảm dB /decade 50kHz 500 kHz 2.1.2 Mạch lọc thông thấp RL: Hình 3.9 Mạch lọc thơng thấp RL Mắc mạch LOW PASS FILTER RL hình 3.9 a Tính tần số cắt với giá trị cho hình 3.9 b Đặt VGEN sóng sine với Vpp =15 V, f=1Khz Dùng dao động kí quan sát VR2, thay đổi tần số máy phát từ 1kHz đến 50 kHz Nhận xét c Thay đổi tần số máy phát (biên độ không đổi) ghi giá trị vào bảng 3.2 (dB=20log(Vout/V1kHz)) Tần số Chu kì Vout (VR2) dB 1kHz ms 40kHz 25 us 80kHz 12.5 us Bảng 3.2: Dữ liệu mạch lọc thơng thấp RL d Tính giá trị VR2 điểm -3dB e Vẽ đặc tuyến biên độ (dB) theo tần số (Hz) Từ Lâm Thanh Page 31 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG f Thay đổi tần số máy phát để VR2 có giá trị câu d, xác định tần số cắt fc g Điền trị số tìm câu f vào đồ thị câu e h So sánh biên độ ngõ tần số 40kHz 80kHz i Tín hiệu có tần số 1kHz có truyền qua với suy giảm hay bị chặn lại với suy giảm lớn j So sánh mạch lọc RC RL 2.2 Mạch lọc thông cao: 2.2.1 Mạch lọc thơng cao RC: Hình 3.10 Mạch lọc thông cao RC Mắc mạch HIGH PASS FILTER RC hình 3.10 a Từ trị số hình 3.10 tính tần số cắt b Đặt VGEN sóng sine có Vpp =15 V, f =100kHz Thay đổi tần số máy phát từ 100kHz xuống 100Hz, quan sát VR2 Nhận xét c Đo VR2 tần số bảng 3.3 (biên độ máy phát không thay đổi) (dB=20log(Vout/V500kHz)) Tần số Chu kì Vout (VR2 ) dB 100 Hz 10 ms kHz 200 us 500 kHz us Bảng 3.3: Dữ liệu mạch lọc thông cao RC d Tính điện áp ngõ điểm -3dB e Vẽ đặc tuyến biên độ ngõ (dB) theo tần số (Hz) Xác định biên độ ngõ (dB) điểm 500 Hz kHz f Thay đổi tần số máy phát để điện áp ngõ đạt giá trị câu d Tìm tần số cắt mạch g Xác định độ suy giảm (dB/decade) từ 5kHz đến 500Hz h Nhận xét ảnh hưởng tụ đến tần số cắt Từ Lâm Thanh Page 32 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG 2.2.2 Mạch lọc thông cao RL: Hình 3.11 Mạch lọc thơng cao RL Mắc mạch HIGH PASS FILTER RL hình 3.11 a Từ trị số hình, tính tần số cắt mạch lọc fc b Đặt máy phát: Vpp=15V, f =100kHz, sóng sine Thay đổi tần số máy phát từ 100kHz đến 1kHz Quan sát điện áp ngõ VL1, nhận xét c Xác định giá trị điện áp ngõ điểm -3dB d Thay đổi tần số máy phát để ngõ có giá trị câu c, tìm tần số cắt fc e Xác định độ suy hao (dB/octave) tần số có giá trị ½ fc f Xác định độ suy hao (dB/decade) tần số có giá trị ( ) fc g Từ câu e câu f vẽ gần đặc tuyến biên độ (dB) theo tần số h Nhận xét ảnh hưởng L đến fc 2.3 Mạch lọc thông dải: 2.3.1 Mạch lọc thơng dải nối tiếp: Hình 3.12: Mạch lọc thơng dải mắc nối tiếp Mắc mạch SERIES BAND PASS FILTER hình 3.12 Từ Lâm Thanh Page 33 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG a Đặt VGEN =15Vpp sóng sine Thay đổi tần số VGEN từ 5kHz đến 50kHz Nhận xét điện áp ngõ Vout b Đo điện áp rơi R2 Thay đổi tần số VGEN để xảy tượng cộng hưởng, đo ghi lại giá trịđiện áp ngõ R2 c Đo chu kì tính tần số cộng hưởng fr ghi vào bảng 3.4 : R2 =1.5k fr f1 f2 BW Q d e f g h i Bảng 3.4 Xác định điện áp ngõ V-3dB Giảm tần số máy phát, quan sát điện áp ngõ Vout, Vout đạt giá trị câu d, đo chu kì tính tần số cắt f1, ghi vào bảng 3.4 Tăng tần số máy phát qua fr quan sát Vout, Vout đạt V-3dB, đo chu kì tính tần số cắt f2, ghi vào bảng 3.4 Tính BW, Q ghi vào bảng 3.4 Tính Q cơng thức lý thuyết, so sánh kết câu Nhận xét Nhận xét ảnh hưởng R2 đến Q BW 2.3.2 Mạch lọc thơng dải song song: Hình 3.13 Mạch lọc thơng dải mắc song song Mắc mạch PARALLEL BAND PASS FILTER hình 3.13 a Đặt VGEN = 15Vpp, f =5kHz, sóng sine Thay đổi tần số VGEN để mạch đạt cộng hưởng Đo chu kì sóng ra, tính tần số cộng hưởng fr Ghi vào hình 3.14 b Đo ghi Vout vào hình 3.14 Từ Lâm Thanh Page 34 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG Hình 3.14 c Sử dụng giá trị Vout câu trên, xác định V-3dB ghi vào hình 3.14 d Giảm tần số máy phát xuống frđể Vout đạt giá trị V-3dB, đo chu kì tần số cắt f1 ghi vào hình 3.14 e Tăng tần số máy phát qua fr quan sát Voutkhi Vout đạt V-3dB, đo chu kì tính tần số cắt f2 ghi vào hình 3.14 f Tính BW, Q g Tính Q cơng thức, so sánh với kết câu f Nhận xét h Thay đổi VGEN từ 5kHz đến 50kHz, quan sát điện áp ngõ ra, nhận xét i Thay đổi R1 ảnh hưởng đến Q 2.4 Mạch lọc chắn dải: 2.4.1 Mạch lọc chắn dải nối tiếp: Hình 3.15 Mạch lọc chắn dải mắc nối tiếp Mắc mạch SERIES BAND STOP FILTER hình 3.15 (Ngắn mạch R2): a Chỉnh VGEN =15 Vpp, f =1 kHz, sóng sine Đo ghi lại Vout Từ Lâm Thanh Page 35 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG b Thay đổi tần số máy phát để mạch đạt cộng hưởng, ghi tần số cộng hưởng fr vào bảng 3.5 R1 =1.5K fr f1 f2 BW Q Bảng 3.5 c Tính ghi lại điện áp ngõ tần số cắt V-3dB Điền vào hình 3.16 Hình 3.16 d Giảm tần số máy phátquan sát Vout để đạt V-3dB câu c, xác định tần số cắt f1 ghi vào bảng 3.5 e Tăng tần số máy phátquan sát Vout để đạt V-3dB câu c, xác định tần số cắt f2 ghi vào bảng 3.5 f Tính BW, Q ghi vào bảng 3.5 g Tính Q cơng thức lý thuyết, so sánh với Q h Nhận xét R1 ảnh hưởng đến BW Q 2.4.2 Mạch lọc chắn dải song song: Hình 3.17: Mạch lọc chắn dải song song Từ Lâm Thanh Page 36 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG Mắc mạch PARALLEL BAND STOP FILTER hình 3.17 a Chỉnh VGEN =15Vpp, f =1kHz, sóng sine b Lặp lại bước từ câu b dến câu h, điền thông số vào bảng 3.6 R1 =1.5k fr f1 f2 BW Q Bảng 3.6 V Ôn tập mở rộng: Nêu cơng thức tính tần số cắt mạch lọc RC, RL Tính Q mạch RLC thơng dải nối tiếp song song Khi ta thay đổi giá trị tụ C Q có thay đổi khơng? Tại mạch lọc RLC lại gọi mạch lọc thụ động? Các mạch lọc thông cao RC thông thấp RC khác Tương tự cho mạch RL Nếu mạch RC hình (R//C) có gọi mạch lọc khơng? Nếu tính tần số cắt mạch? Mạch RLC thông dải nối tiếp mạch RLC dải ngừng nối tiếp khác nào? Tại tần số cộng hưởng tổng trở mạch RLC nối tiếp thơng dải ngăn dải có giá trị nào? Hãy vẽ mạch lọc thông thấp, thông cao gồm phần tử RLC Từ Lâm Thanh Page 37 BÀI 3: MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG Từ Lâm Thanh Page 38 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM I.Mục đích: -Giúp sinh viên làm quen cách thức vận hành thao tác thiết bị thí nghiệm -Trang bị cho sinh viên kiến thức để vận hành làm quen với dụng cụ thí nghiệm II.Giới thiệu: Thiết bị thí nghiệm mơn Lý thuyết mạch bao gồm: Máy dao động kí KENWOOD CS-4125 Máy phát sóng KENWOOD AG-203D KENWOOD FG-273A VOM SANWA YX 360 TRF Bộ nguồn F.A.C.E.T:Lab-Volt Base Unit Kit thí nghiệm DC Network,AC2 Fundamentals 1/ Dao động kí (Oscilloscope)KENWOOD CS-4125: Hình1: Dao động kí 1.1/Tổng quan: Dao động kí thiết bị dùng để hiển thị đo đạc tín hiệu điện khơng điện (tín hiệu từ cảm biến về) dạng sóng, xung vv….Một dao động kí thường gồm kênh biểu diễn dạng sóng theo thời gian hay theo đại lượng đưa vào Dao động kí ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như:kĩ thuật, khoa học, viễn thông y học v.v… 1.2/Hướng dẫn sử dụng: Ta chia Oscilloscope làm phần: a Màn hình: hình chữ nhật với 10 ngang x ô dọc sử dụng công nghệ CRT (Cathode Ray Tube) Từ Lâm Thanh Page 39 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM b Khối nguồn: gồm nút để điều chỉnh tắt mở máy, điều chỉnh độ sáng tối hình, độ nét tín hiệu v.v… • Nút Power: Tắt mở máy • Nút xoay Insensity: Chỉnh độ sáng tín hiệu • Nút xoayFocus: Chỉnh độ sắc nét tín hiệu • Nút vặn Trace Rota: Chỉnh tia sáng nằm ngang tia sáng bị nghiêng c Khối Vertical Triggering: Khối quét dọc khối kích Khối Vertical: Khối quét dọc có chức chọn tín hiệu hiển thị kênh 1, hay kênh v.v… Cần gạt Mode: CH1, CH2, ALT, ADD, CHOP • CH1: Chọn kênh • CH2: Chọn kênh • ALT: Hiển thị luân phiên kênh kênh • CHOP: Hiển thị theo kiểu đóng ngắt kênh • ADD: Hiện thị lúc kênh Nút nhấn CH2 INV: Nút để đảo tín hiệu kênh 2.VD V2 thành –V2 Nút nhấn X-Y: Nút dùng để hiển thị tín hiệu input với Với kênh CH1 trục Y (trục tung) kênh CH2 trục X (trục hoành) Khối Triggering: Khối điều khiển mạch quét đồng tín hiệu Cần gạt MODE:AUTO,NORM,FIX,TV FRAME,TV LINE • AUTO: Chế độ quét tự động • NORM: Chế độ qt bình thường, chế độ khơng có tín hiệu kích khởi mạch qt ngang khơng hoạt động khơng có tín hiệu hình • TV FRAME: Chế độ qt theo Frame tivi • TV LINE: Chế độ quét theo đường kẻ ngang hình tivi Cần gạt SOURCE: Chọn nguồn tín hiệu kích khởi chọn sai bị trơi hình: • VERT MODE: Chọn nguồn kích khởi từ khối quét dọc • CH1, CH2: Chọn kênh 1, làm nguồn kích khởi • LINE: Chọn nguồn kích khởi tần số điện lưới cung cấp (50Hz) • EXT : Tín hiệu cung cấp từ jack EXT TRIGGER Nút xoay LEVEL: Cho phép hiển thị chia tín hiệu đồng với điểm bắt đầu dạng sóng (chỉnh sai hình bị trơi) Nút dùng để điều chỉnh hình khơng bị trơi ngang hình Từ Lâm Thanh Page 40 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Nút xoay SLOPE: Chỉnh độ dốc mạch quét cạnh lên hay cạnh xuống d Khối tín hiệu vào dọc CH1, CH2 X, Y : Khối dùng để chỉnh tín hiệu vào CH1 or Y: • Nút xoay Position: Điều chỉnh vị trí tín hiệu di chuyển theo chiều dọc • Nút xoay Variable: Thay đổi giá trị tín hiệu theo chiều dọc (Bình thường ta xoay núm bên phải tới hết chữ CAL để đảm bảo máy đo chuẩn theo chiều dọc) • Knob Volts /Div: Điều chỉnh độ phân giải mức điện áp/ơ • AC-GND-DC: AC: Đo tín hiệu dạng AC mà không để ý tới DC DC: Đo tín hiệu DC AC GND: Tín hiệu nối với mass =>khơng có tín hiệu hình CH2 or X: Tương tự kênh CH1 e Khối Horizontal: Khối điều chỉnh tín hiệu quét ngang • Nút xoay Position: Chỉnh vị trí tín hiệu dịch chuyển theo chiều ngang • Nút xoay Variable:Dùng phối hợp với nút Trigger Level để chống tín hiệu bị trơi theo chiều ngang (Bình thường chỉnh nút bên phải tới chữ CAL để đảm bảo xác máy dao động kí theo bề ngang) • Nút nhấn X10 MAG:Phóng to tín hiệu theo chiều ngang 10 lần • CAL 1Vpp: Tín hiệu sóng vng chuẩn để chỉnh máy, có biên độ 1Vpp tần số 1kHz Chúng ta nắm chức máy dao động kí ta cần phải chỉnh máy chuẩn để đo đạc hiển thị xác: Mặc định sử dụng ta để giá trị sau: • Triggering ta để chế độ AUTO • Triggering SOURCE ta để chế độ VERT MODE • Các nút Var kênh CH1, CH2 Horizontal xoay hết theo chiều kim đồng hồ tới chữ CAL 2/Máy phát sóng (Function Generator) KENWOOD AG-203D: Từ Lâm Thanh Page 41 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Hình 2: Máy phát sóng 2.1/Tổng quan: Máy phát sóng thiết bị tên gọi tạo dạng sóng khác với tần số khác phục vụ cho công tác đo đạc, kiểm tra nghiên cứu Tùy theo cách thức tạo tín hiệu mà ta phân biệt máy phát sóng analog hay digital 2.2/Hướng dẫn sử dụng: Máy phát sóng KENWOOD AG-203D gồm nút sau: • Đĩa xoay tần số có giá trị từ 1-> 100 • Các nút nhấn chọn tầm: Chọn tần số x1, x10, x100, x1k, x10k ->Kết hợp nút chọn tầm dĩa xoay ta có kết tần số mong muốn • Nút chọn Waveform: Chọn kiểu sóng sóng vng hay sóng sine • Nút xoay Amplitude: Điều chỉnh biên độ tín hiệu với giá trị max 24Vpp • Nút xoay Attenuator (dB): Chỉnh độ suy hao biên độ từ 0>>50dB 3/Máy phát sóng (Function Generator) KENWOOD FG-273A: Từ Lâm Thanh Page 42 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Hình 3: Máy phát sóng Các nút nhấn chỉnh tầm tần số: 10 Hz->> 1MHz Nút xoay chỉnh giá trị từ 0->>2 ->> Kết hợp nút nhấn núm xoay ta có kết tần số mong muốn Các loại nút nhấn chọn loại tín hiệu ra: sóng vng, sine hay sóng tam giác Nút xoay Amplitude chỉnh biên độ tín hiệu ra:Max 23Vpp Nút Push TTL/Pull CMOS ADJ: Khi nút cho tín hiệu sóng vng TTL với biên độ Vpp cố định ngõ TTL/CMOS Khi ta kéo nút lên ngõ TTL /CMOS tín hiệu sóng vng CMOS có biên độ thay đổi từ 5V->15V Offset /Pull ADJ: Nút điều chỉnh offset ngõ ra, muốn điều chỉnh phải kéo núm vặn, ta vặn bên trái tức dấu (-) tín hiệu có mức offset âm ngược lại ta có mức offset dương vặn bên phải tức dấu (+) Duty /Pull inv: Núm dùng để chỉnh chu kì làm việc sóng vng sóng tam giác … , kéo ta thay đổi theo hướng ngược lại so với nút không kéo -20dB, -40dB: Nút điều chỉnh suy hao ngõ mức -20dB -40dB Width /Pull on: Kéo nút cho phép mạch quét thay đổi độ rộngxung TTL /CMOS phải kết hợp với kéo nút Rate Rate /Pull log: Kéo núm thực quét theo kiểu logarit 4/ VOM SANWA YX 360 TRF: 4.1/Tổng quan: Đồng hồ đo vạn dụng cụ dùng để đo dòng, áp giá trị điện trở, kiểm tra pin v.v… Đồng hồ đo có nhiều loại khác ví dụ hiển thị kim, số … 4.2/ Hướng dẫn sử dụng: Đồng hồ đo gồm nút xoay chọn tầm chỉnh chức năng, mặt kim hiển thị, nút điều chỉnh Ω probe đo - Nút xoay chỉnh chức chọn tầm: • Phần DCV nút xoay dùng để đo điện áp chiều với tầm từ 0.1VDC -> 1000 VDC Từ Lâm Thanh Page 43 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM • Phần DCA nút xoay dùng để đo dòng điện chiều với tầm đo từ 50μA -> 250 mA • Phần ACV dùng để đo điện áp xoay chiều tầm từ 10VAC > 750 VAC • Phần đo điện trở với tầm x1 -> x1k • Phần đo tụ C tới 10μF • Cuối vị trí OFF tắt máy - Màn hình hiển thị gồm vòng giá trị ứng với kiểu đo - Probe đo để kết nối với đối tượng đo với que đỏ nối với đầu âm pin VOM đầu đen nối với cực dương pin VOM - Nút chỉnh 0Ω dùng để chỉnh giá trị 0Ω 5/ Lab –Volts Base Unit: Đế thí nghiệm với nguồn DC =15V nguồn điều chỉnh tầm ±10V có sẵn khe dùng để kết hợp với kit thí nghiệm 6/ Kit DC Network Theorems, AC2 Fundamental: Kit DC Network Theorems dùng để thí nghiệm phương pháp phân tích mạch Kit AC2 dùng để thí nghiệm dạng mạch lọc thụ động thơng thấp, thơng cao, thơng dải, ngưng dải III Ơn tập mở rộng: Bài tập làm quen với thiết bị: 1-Từ máy tạo sóng AG203D tạo tín hiệu sóng vng tần số kHz biên độ 4Vpp cho hiển thị lên kênh CH1 Oscilloscope Bước 1: Thao tác bật cơng tắc nguồn máy phát sóng nhấn chọn tín hiệu xung vng sau điều chỉnh tần số chọn tầm x100 xoay đĩa giá trị 10 để có tín hiệu 1kHz Bước 2: Nhấn nút power dao động kí sau ta kết nối probe kênh CH1 với máy phát sóng Chú ý: Tín hiệu mass (dây đen ) máy phát Oscilloscope phải nối chung khơng tín hiệu bị nhiễu Chỉnh giá trị Volts /div Time /Div phần CH1 Horizontal cho tín hiệu hình cao bề ngang cho chu kì Đọc ghi lại giá trị Volt /div Time /Div sau suy chu kì tín hiệu 2-Sau ta xoay giá trị Var mục CH1 ngược chiều kim đồng hồ Ta thấy có thay đổi vềbiên độ tín hiệu Ghi lại nhận xét 3-Ta kéo nút x10 MAG bên phần Horizontal tính lại chu kì trường hợp Từ Lâm Thanh Page 44 PHỤ LỤC: THAO TÁC VẬN HÀNH THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 4-Trên máy phát sóng ta vặn nút Attenuator sang mức -20dB.Sau chỉnh lại giá trị Volt /div kênh CH1 cho dễ thấy đo giá trị 5-Biết cơng thức tính dB sau: A (dB )=20log (Vmoi /Vcu ) Với A -20 Vcu = 4Vpp Tính Vmoi so sánh với kết đo Câu hỏi mở rộng: Nêu cách đo độ lệch pha dùng dao động kí Tín hiệu CH1 CH2 phải có pha để chuyển sang xem chế độ X-Y hình trịn Từ Lâm Thanh Page 45

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

=0 trong đó uk(t) là giá trị điện áp trên các phần tử của vòng kín k

1.3 Phương pháp điện thế nút:

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Hình 1.3: Phương pháp điện thế nút

Phương pháp này tìm điện thế tại từng nút trong mạch:

Để phân tích mạch bằng phương pháp điện thế nút trong mạch có d nút

ta làm như sau:

1 Chọn 1 nút làm gốc =>ϕgốc =0

2 Lập hệ phương trình điện thế nút cho d-1 nút còn lại:

=

Trong đó: Ykk : là tổng dẫn nạp từ các nhánh nối đến nút k

Ykl : tổng dẫn nạp của các nhánh nối giữa nút k và l

ϕk : Điện thế tại nút k

Jnk : tổng đại số nguồn dòng chảy vào nút k, mang dấu (+)

nếu nguồn chảy vào nút k, mang dấu (-) nếu nguồn chảy ra từ nút k

3 Giải hệ phương trình để tìm điện thế tại từng nút Từ đó suy ra giá trị điện áp, dòng điện trên các nhánh, công suất v.v…

1.4 Phương pháp dòng điện vòng (mắt lưới):

Vẽ chiều dòng điện vòng Ivk cho (n-d+1) mắt lưới

Lập hệ phương trình dòng điện vòng cho (n-d+1) mắt lưới

=

Với L=n-d+1 Zii là tổng trở kháng của các nhánh thuộc vòng i

Zij là tổng trở kháng của các nhánh chung giữa 2 vòng i và j

Ivi là dòng điện vòng i

Evi là nguồn (sức điện động) của vòng i

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Giải hệ phương trình trên ta tìm được giá trị của dòng Ivi Từ đó ta suy

ra giá trị các đại lượng còn lại của mạch

1.5Phương pháp xếp chồng:

Hình 1.5: Phương pháp xếp chồng Đáp ứng tạo bởi nhiều nguồn kích thích tác động đồng thời bằng tổng các đáp ứng tạo bởi mỗi nguồn kích thích tác động riêng rẽ

Để phân tích mạch bằng phương pháp xếp chồng ta làm như sau:

Cho mỗi nguồn kích thích làm việc riêng rẽ Các nguồn không làm việc

ta đối xử như sau: nguồn áp thì ngắn mạch, nguồn dòng thì hở mạch Tìm đáp ứng của riêng nguồn kích thích đó

Tổng cộng các đáp ứng của mạch do các nguồn kích thích riêng rẽ gây

ra

1.6 Phương pháp phân tích mạch dùng định lý Thevenin và Norton:

Hình 1.6: Mạch điện phân tích thành 2 thành phần Định lý Thevenin/ Norton cho phép thay thếmột phần mạch tương đương bằng một nguồn áp mắc nối tiếp với trở kháng hoặc một nguồn dòng

mắc song song với trở kháng

Định lý Thevenin:

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

™ Cách xác định trở kháng Zth: -Trường hợp 1:Phần mạch A không chứa nguồn phụ thuộc triệt tiêu các nguồn độc lập với quy tắc (ngắn mạch nguồn áp và hở mạch nguồn dòng) rồi dùng phép biến đổi tương đương tính ra Zth

-Trường hợp 2:Phần mạch A có chứa nguồn phụ thuộc ta có 2 cách tìm

Hoặc kích thích ở cửa ab một nguồn dòng J có giá trị tùy ý, xác định giá trị điện áp U trên cửa ab suy ra Zth = U/J

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

a Dùng VOM đo và ghi lại giá trị điện áp của nguồn

b Dựa vào vòng màu trên điên trở xác định giá trị của R1 và R2

c Dựa vào công thức cho sẵn hãy hoàn tất bảng dưới:

Bảng 1.1

IR1= IR2= IT=IR1+IR2

IR1 IR2 ITMAX

NOM MIN

MAX NOM MIN

MAX NOM MIN

d Dùng VOM đo và ghi lại giá trị IR1, IR2, IT

e So sánh kết quả đo được và kết quả tính toán.Nhận xét

f Hãy giải thích mối quan hệ giữa các dòng trong KCL

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Hình 1.10: Mạch Kirchhoff về áp

a Tính dòng tổng I của mạch từ đó suy ra áp của các điện trở R1,R2,R3

b Dựa vào kết quả tính toán ở mục a Nhận xét điện áp của nguồn có

bằng tổng của các điện áp thành phần không

c Dùng VOM đo điện áp trên R1, R2, R3 và so sánh với kết quả tính toán ở mục a.Nhận xét

d Đo dòng trong mạch bằng cách đo trực tiếp và đo gián tiếp qua điện trở sau đó so sánh với kết quả tính toán ở trên

2.3 Định luật Kirchhoff tổng hợp:

Mắc mạch như hình 1.11 (Trên khối Kirchhoff’s Laws Combined) :

Hình 1.11: Mạch Kirchhoff tổng hợp

a Đo giá trị điện áp nguồn và ghi lại

b Dùng VOM đo và ghi lại giá trị dòng điện tổng của mạch

c Dựa vào hình vẽ xác định điện trở nào mà dòng điện tổng đi qua

d Dựa vào định luật Ohm tính điện áp qua các điện trở này

e Từ các bước thực hiện ở trên suy ra giá trị điện áp trên R2

f Kiểm tra lại bằng cách dùng VOM đo giá trị điện áp trên R1 và R3 sau đó áp dụng KVL để tính R2

g Nếu áp VR3 tăng thì lúc đó giá trị điện áp trên R1 và R2 thay đổi như

thế nào?

h Tính dòng điện tổng bằng định luật Kirchhoff

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

i Áp dụng công thức chia dòng suy ra dòng điện chạy qua R2 và R6

j Với dòng nhánh có được áp dụng định luật Ohm suy ra điện áp rơi trên các điện trở R4, R5, R6

k Dùng KVL kiểm tra lại tổng điện áp trên R4, R5, R6 có bằng điện áp trên R2 không Nhận xét

2.4 Ứng dụng định luật Kirchhoff với 2 nguồn độc lập:

Mắc mạch như hình 1.12 (Trên khối Kirchhoff Solution With 2 Sources):

Hình 1.12: Mạch Kirchhoff với 2 nguồn độc lập

a Dùng VOM đo và chỉnh 2 nguồn độc lập về giá trị: 10V

b Viết phương trình mô tả mối quan hệ của VS1, R1 và R3

c Tương tự tìm phương trình mô tả mối quan hệ của VS2, R2, R3

d Dùng VOM đo giá trị điện áp trên các điện trở Ghi lại giá trị đó lên hình 1.13 và chỉ rõ chiều dòng điện

Hình 1.13

e Dựa vào vòng màu trên các điện trở suy ra giá trị của nó

f Dùng các định luật Kirchhoff (phương pháp dòng nhánh) xác định dòng điện đi qua các điện trở

g Với sơ đồ mạch như hình 1.13 thì thành phần nào khi ta xác định được sẽ giải quyết được cả mô hình mạch

h Theo bạn điện áp tại nút 1trên hình 1.13 là (-) hay (+)so với đất

i Với giá trị điện áp trên R3 ở câu trên suy ra điện áp và dòng điện trên các thành phần mạch còn lại

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

j So sánh kết quả tính toán với kết qua đo được về dòng điện và điện áp.Nhận xét

k Dùng VOM chỉnh lại giá trị điện áp của 2 nguồn độc lập là : 5V

l Viết công thức 2 dòng điện vòng như hình 1.14

Hình 1.14

m Tính giá trị của các dòng điện vòng => Chiều dòng điện, điện áp trên R3 => Giá trị IR3 và VR3

n Đo điện áp trên R3 và so sánh với kết quả ở câu m.Nhận xét

o Với các dữ liệu đã có ở trên ta đã có thể xác định được điện áp trên R1 và R2 chưa?

p So với phương pháp dòng nhánh thì phương pháp dòng vòng có ưu điểm gì hơn?

b Dựa vào vòng màu xác định giá trị điện trở R1, R2, R3

c Tính và ghi lại các giá trị điện trở R3//R1, R3//R2

d Dùng phương pháp xếp chồng tính giá trị điện áp trên R1, R2, R3

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

e Ngắn mạch nguồn VS2 Đo VA (với VA là đáp ứng của R3 tác động

bởi nguồn VS1).Ghi lại giá trị vào hình 1.15

f Bỏ ngắn mạch nguồn VS2 và ngắn mạch nguồn VS1 Đo VB (với VB

là đáp ứng của R3 tác động bởi nguồn VS2).Ghi lại giá trị vào hình 1.15

g Với kết quả của 2 bước trên => VR3

h Đo trực tiếp điện áp trên R1, R2, R3 Nhận xét kết quả tính toán lý thuyết với kết quả đo trực tiếp và kết quả đo theo phương pháp xếp

c Tính độ dẫn điện của mỗi điện trở

d Dùng VOM đo điện áp R3 Nhận xét giá trị đo được với giá trị tính toán

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

d Tính và ghi lại giá trị của VTH

e Ráp mạch và dùng VOM để đo áp VTH, xác định chiều của áp

VTH.So sánh kết quả với câu d và nhận xét

f Tính và ghi lại giá trị dòng qua tải và điện áp tải

g Đo điện áp rơi trên tải R3 So sánh với kết quả tính toán dùng mô hình mạch Thevenin

h Nhận xét giá trị đo được và giá trị tính toán khi áp dụng mô hình

mạch Thevenin và khi không áp dụng phương pháp Thevenin có sự khác biệt không và tại sao?

d Ráp mạch đo giá trị RTH và so sánh với kết quả câu c

e Tính và ghi lại giá trị VTH

f Ráp mạch đo nguồn VTH và so sánh với kết quả câu e

g Lắp thêm tải R3 vào mạch Tính dòng qua tải R3

h Đo điện áp trên tải R3 =>dòng điện qua tải R3.So sánh với kết quả tính toán bằng phương pháp Thevenin

2.6.2 Ph ương pháp Thevenin đối với mạch cầu:

Lắp mạch như hình1.19 (Trên khối Thevenin a bridge circuit):

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Hình 1.19: Mạch cầu

a Xác định nhánh tải trong mô hình mạch cầu

b Giá trị RTH này ở bên ngõ vào hay ngõ ra của mạch cầu

c Tính và ghi lại giá trị RTH

d Ngắn mạch nguồn áp, dùng VOM đo giá trị RTH So sánh kết quả đo

với giá trị lý thuyết Nhận xét

e Nếu ta tính RTH tại 2 đầu A&C của mạch cầu thì kết quả có thay đổi không?

f So sánh giá trị RTH ta tính được ở trên và giải thích tại sao giá trị RTH

bị thay đổi?

Lắp mạch như hình 1.20:

Hình 1.20: Mạch cầu với nguồn

a Thành phần nào của mạch sẽ bị thay bởi mô hình Thevenin

b Để tính nguồn VTH thì ta phải gỡ điện trở nào ra?

c Áp dụng phương pháp xếp chồng để tính áp VTH

d Dựa trên các số liệu có được hoàn tất hình 1.21:

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Hình 1.21

e Đo áp 2 đầu A&B rồi so sánh với kết quả câu c

f Gắn điện trở R5 vào mạch Đo và ghi lại VR5

g Áp dụng mô hình mạch Thevenin tính giá trị điện trở tải

h Đo giá trị điện trở tải RL So sánh với kết quả câu g Nhận xét

2.6.3 Chuy ển đổi mô hình mạch Thevenin /Norton:

Lắp mạch như hình 1.22 (Trên khối Thevenin/Norton Conversion):

Hình 1.22

a Chỉnh nguồn áp dương về giá trị 7.94V

b Nhìn vào hình điện áp trên 2 đầu nào đại diện cho U hở mạch? Giá

trị của điện áp này là bao nhiêu?

c Đo áp hở mạch và so sánh kết quả với câu b

d Dựa vào hình trên xác định điện trở tải và tính giá trị điện áp, dòng điện đi qua nó

e Dùng VOM đo áp trên tải RL =>IRL và so sánh với kết quả tính toán

f Điều gì sẽ xảy ra khi ta ngắn mạch ngõ ra mô hình Thevenin

g Ngắn mạch ngõ ra mạch Thevenin và đo giá trị điện áp hở mạch

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

HÌnh 1.24

a Gắn RN vào mạch

b Dựa vào kết quả tính toán ở trên => IRN và IRL trên mô hình Norton

c Suy ra điện áp VRL trên mô hình Norton

d Đo dòng không tải trên mô hình mạch Norton và so sánh với dòng

ngắn mạch ở hình Thevenin

e So sánh điện áp không tải và có tải của mạch Thevenin và mạch Norton Nhận xét

f Sử dụng VOM quan sát dòng điện tổng mô hình mạch Norton.Gắn

tải RL& RN vào mạch ghi lại giá trị đọc được trên VOM Tháo tải ra Dòng tổng có thay đổi không Tại sao?

g Tháo RN ra khỏi mạch Dòng tổng có thay đổi không Tại sao?

V Ôn t ập và mở rộng:

Trong 3 phương pháp dòng nhánh, điện thế nút, mắt lưới thì phương

pháp nào có số phương trình nhiều nhất?

Mạch Thevenin có giải được bài toán nguồn phụ thuộc mà phần điều khiển không thuộc phần Thevenin không? Tại sao

Mạch cầu cân bằng thì có dòng điện qua nhánh ở giữa không?

BÀI 1: CÁC PH ƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH 

Ph ụ lục A:

Màu Giá trị Sai sốĐen 0 Nâu 1

Đỏ 2 Cam 3 Vàng 4

Lam 6 Tím 7 Xám 8

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

I Lý thuy ết:

Thời hằng τ của mạch là thời gian cần thiết cho dòng điện trong mạch điện cảm

hoặc cho điện áp trong mạch điện dung để đạt đến xấp xỉ 63% giá trị lớn nhất của nó

Thời hằng (τ) của mạch RC phụ thuộc vào giá trị của R (điện trở) và C (điện dung)

τ= RC Trong công thức trên, τ là thời gian tính theo giây, R là điện trở tính theo Ohm, C là tụ điện tính theo F Thời hằng của mạch RL phụ thuộc vào giá trị R và L (tính theo H)

τ=L/R

Bởi vì điện trở thuần phản ánh tức thời sự thay đổi của điện áp và dòng điện nên thời

hằng không ảnh hưởng đến mạch chỉ chứa điện trở thuần

Phương trình sau trình bày cách tính thời hằng của mạch RC

τ=RC

=10kΩ * 5µF =50 ms

Sau 5 thời hằng, điện áp đạt đến xấp xỉ 99 % giá trị tối đa của nó Tụ được xem là nạp đầy (hoặc được xả) sau 5 thời hằng Trong ví dụ này, thời gian được yêu cầu để tụ điện nạp đầy (hoặc xả hết) là:

5 τ=5 * 50 ms =250 ms

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

Hình 2.2 trình bày một biểu đồ thời hằng phổ biến Với sự hỗ trợ của biểu đồ này, ta

có thể xác định lượng điện áp hoặc dòng điện qua một tụ điện hoặc một cuộn dây với

thời gian cho trước nếu biết được thời hằng Các đường cong nạp và xả là bằng nhau

và đối nhau, điều này chỉ ra rằng một tụ điện hoặc một cuộn cảm nạp và xả với cùng

một tốc độ

Hình 2.2:Biểu đồ thời hằng phổ biến

Để giải thích cách sử dụng biểu đồ thời hằng phổ biến này, tham khảo mạch RC ở hình 2.3 Giả sử tụ điện C1 đã được nạp đầy đến 10 Vdc Khi công tắc được đóng, tụ điện xả qua R1 Tụ điện xả ở tốc độ được điều khiển bởi thời hằng RC

τ=RC =50kΩ* 3µF =150 ms

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

Hình 2.3: Mạch RC với tụ điện ban đầu được nạp đến 10 Vdc

Bây giờ ta muốn biết điện áp qua C1 sau 450 ms (3τ) Từ biểu đồ thời hằng phổ biến

ta có thể thấy rằng điện áp qua tụ điện bằng 5 % giá trị ban đầu sau 3 thời hằng

VC1 = VA * 5%

= 10 * 0.05 = 0.5 Vdc

II.M ục đích:

Tính toán,đo thời hằng mạch RC, RL

Khảo sát ảnh hưởng của thời hằng trong mạch RC, RL

III Bài chu ẩn bị:

• Khảo sát ảnh hưởng của τ trong mạch RC

• Khảo sát ảnh hưởng của τ trong mạch RL

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

• Kit thí nghiệm AC1 Fundamentals

2/ Th ực hành:

2.1 Thời hằng RC:

Mắc mạch như hình:

Hình 2.4: Mạch RC Quan sát VR1 bằng dao động ký (mode DC) nhấn và giữ công tắc S1, điện áp VR1 tăng một cách tức thời hay có sự trì hoãn của thời hằng?

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

Hình 2.6: Biểu đồ thời hằng

d Tính và ghi nhận tổng thời gian nạp của tụ bằng công thức lý thuyết

e Xả hết điện tích trên C1 bằng cách nhấn S2 vài giây, dùng OSC quan sát tín hiệu trên C1, nhấn S1, đo thời gian tụ nạp đến 99% VA Nhận xét

f Dựa vào công thức lý thuyết tính và ghi nhận thời gian xả của tụ

g Nhấn S1cho đến khi tụ nạp lại đầy Nhả S1 lập tức nhấn S2, đo thời gian C1 xả đến giá trị 1% VA So sánh với kết quả câu f

h Mắc thêm tụ C2 =10uF vào mạch như hình 2.7 Tính và ghi nhận thời

hằng mới của mạch Nhận xét ảnh hưởng của điện dung đối với thời

hằng của mạch

Hình 2.7: Mạch RC mắc thêm tụ C2 song song với C1

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

i Dùng biểu đồ thời hằng xác định điện áp của C1 và C2 sau khoảng thời gian 2τ tính từ lúc VA bắt đầu cấp điện Ghi nhận kết quả

j Nhấn S2 xả hết điện trên C1 và C2 Xác định điện áp trên C1 và C2 sau

thời gian 2τ bằng cách nhấn S1, nhả nó sau 2τ, đo ngay lập tức giá trị điện áp này So sánh với kết quả câu i

2.2D ạng sóng của mạch RC và RL:

Dùng mạch RC/RL WAVESHAPES mắc như hình 2.8:

Hình 2.8: Mạch RC

a Tính và ghi nhận thời hằng RC của mạch

b Dùng OSC quan sát dạng sóng trên tụ Cần bao nhiêu thời gian và thời hằng

để tụ nạp đầy

c Dùng biểu đồ thời hằng, tính điện áp Vc sau khi nó nạp được 3τ

d Đo và ghi nhận giá trị của tụ sau khi nó nạp được trong khoảng thời gian

3τ.So sánh với câu c

e Điều chỉnh OSC để thu được dạng sóng như hình 2.9, cần bao nhiêu thời

hằng để tụ xả hoàn toàn

Hình 2.9

f Sử dụng biểu đồ thời hằng,tính điện áp VC sau khi nạp được 2τ

g Đo và ghi nhận VC sau khi nạp được 2τ So sánh với câu f

h Mắc mạch như hình 2.10 VGEN sóng vuông có Vpp =8Vpp, f =5kHz Quan sát điện áp trên R2, nhận xét về dạng sóng của dòng điện trong mạch

BÀI 2: KH ẢO SÁT MẠCH RC, RL 

Hình 2.12

V/ Ôn t ập và mở rộng:

Ghi công thức tính thời hằng τ trong mạch RC,RL

Trong mạch RC điển hình, ta mắc thêm R’ // R thì giá trị τ tăng hay giảm Tại sao

Cho xung vuông ngõ vào với tần số 5kHz mạch RC điển hình Giá trị thời hằng

τ phải như thế nào để áp ra trên R có dạng vi phân, tích phân