Bài giảng lý thuyết mạch điện 2 chương 5a ts trần thị thảo

➢ Các phần tử phi tuyến và các hiện tượng cơ bản trongmạch điện phi tuyến ▪ Khái niệm mô hình mạch phi tuyến ▪ Tính chất mạch phi tuyến ▪ Các phần tử phi tuyến ➢ Mạch điện phi tuyến ở ch

➢ Các phần tử phi tuyến và các hiện tượng cơ bản trong

mạch điện phi tuyến

▪ Khái niệm mô hình mạch phi tuyến

▪ Tính chất mạch phi tuyến

▪ Các phần tử phi tuyến

➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập

▪ Xoay chiều (Nguồn AC)

▪ Chu kỳ (Nguồn DC+AC)

➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ quá độ

▪ Khái niệm

▪ Các phương pháp cơ bản

Phần 3: Mạch điện phi tuyến

Chương 5a: Mạch điện phi tuyến ở chế độ

❑ Một số bài toán cơ bản

Khái niệm

❑ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều :

▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2)

▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần

▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương)

Khái niệm

❑ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều :

▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2)

▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần

▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương)

Phương pháp cân bằng điều hòa

▪ Là một phương pháp giải tích

▪ Đặt nghiệm dưới dạng chuỗi Fourier:

thay dạng nghiệm vào hệ phương trình mô tả mạch, và sắp xếp các số hạng cùng bậc điều hòa với nhau → giải hệ phương

trình đại số của các hệ số→nghiệm

Phương pháp cân bằng điều hòa

i(t)

Sol:

Phương pháp cân bằng điều hòa

Phương pháp cân bằng điều hòa

Phương pháp cân bằng điều hòa

3 2

Phương pháp cân bằng điều hòa

Phương pháp cân bằng điều hòa

▪ Ví dụ 4 :

3

( ) 10sin 314 ; 8 ;( ) 0,1 0,01

( ) ?

C C

Phương pháp cân bằng điều hòa

- Biến đổi lượng giác phức tạp

- Tính toán phức tạp, khó khăn khi mạch có

nhiều nhánh,

Khái niệm

❑ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập xoay chiều :

▪ Mô hình toán: hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1, 2)

▪ Có tính chất của mạch phi tuyến: tạo tần

❑ Các phương pháp giải mạch thường dùng

▪ Cân bằng điều hòa

▪ Tuyến tính điều hòa (điều hòa tương đương)

Phương pháp điều hòa tương đương

▪ Bỏ qua tính tạo tần số của mạch phi tuyến

▪ Coi đáp ứng tương đương với một điều hòa bậc một

▪ Chỉ quan tâm đến quan hệ hiệu dụng (hoặc biên độ) như

▪ Giải bằng cách lập phương trình phức với trị hiệu dụng

▪ Còn gọi là phương pháp tuyến tính điều hòa

( ); ( ); ( )

R

- Với một giá trị hiệu dụng không đổi, ta có thể xét một phần tử phi

tuyến như xét một phần tử tuyến tính

- Phần tử phi tuyến đó được gọi là phần tử có tính quán tính

Phương pháp điều hòa tương đương

❖ Nếu cho phần tử phi tuyến có quan hệ hiệu dụng

(dạng bảng, đồ thị, hoặc hàm):

→ Thay bằng hệ số tĩnh:

Phương pháp điều hòa tương đương

Phương pháp điều hòa tương đương

Bỏ qua tính tạo tần số của mạch phi tuyến, có thể

biểu diễn bằng phương trình dạng phức:

Phương pháp điều hòa tương đương

Phương pháp điều hòa tương đương

Phương pháp điều hòa tương đương

o

L L

o L

3,1987

o

L L

o L

Lưu ý: Mạch nhiều nhánh, nhiều nguồn→ điều chỉnh pha có thể không chính xác

Phương pháp điều hòa tương đương

= −

= 90o 116,18 100,18 100,18

U j j

c o

c o

Phương pháp điều hòa tương đương

Phương pháp điều hòa tương đương

k iC

I

( ) ( )

I ( ) ( ) ( )

Phương pháp điều hòa tương đương

Biến đổi tương đương cụm phần tử tuyến tính

I

R

J

▪ Có thể áp dụng các phép biến đổi tương đương cho nhóm các

phần tử tuyến tính (Thevenin-Norton, mạng hai cửa, sao-tam

giác,…để đơn giản hóa mạch

I

R

J E

R 2

Biến đổi tương đương cụm phần tử tuyến tính

Đặc tính theo giá trị hiệu dụng của L:

Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện qua L?

2 2

ho ab

ngan

U Z

I I

= = −



2 22 1 12 1 22 1 12 2

v

U Z

t v

a Z a Z

U c

.

Tụ điện phi tuyến C1có đặc tính theo giá trị hiệu dụng:

Tính giá trị hiệu dụng của điện áp trên C1?

3 ( ) 30 5

t

a R a R

v

v td

R Z

+

=+

1 2

Th

td Th

Bài tập: cho mạch điện như hình vẽ.