Bài giảng lý thuyết mạch điện 2 chương 1 ts trần thị thảo

Nội dung▪ Quá trình quá độ trong mạch điện ➢ Khái niệm ➢ Các phương pháp giải mạch điện tuyến tính quá độ ▪ Mạch điện phi tuyến ➢ Mạch phi tuyến ở chế độ xác lập một chiều, xoay chiều ➢

Lý thuyết mạch điện II

Giảng viên: TS Trần Thị Thảo Viện Điện, ĐH Bách khoa Hà Nội thao.tranthi@hust.edu.vn

https://sites.google.com/site/thaott3i/

Nội dung

▪ Quá trình quá độ trong mạch điện

➢ Khái niệm

➢ Các phương pháp giải mạch điện tuyến tính quá độ

▪ Mạch điện phi tuyến

➢ Mạch phi tuyến ở chế độ xác lập

(một chiều, xoay chiều)

➢ Mạch phi tuyến ở chế độ quá độ

▪ Đường dây dài

➢ ĐDD ở chế độ xác lập, vấn đề truyền sóng

➢ ĐDD ở chế độ quá độ, mô hình Peterson

➢ Khái niệm chung về quá trình quá độ

➢ Mô hình toán của quá trình quá độ

➢ Sơ kiện và phương pháp tính sơ kiện

▪ Nguyên tắc tính sơ kiện

▪ QTQĐ xảy ra khi mạch bị kích động (đóng, cắt) làm cho

các thông số thay đổi đột ngột, dẫn đến thay đổi cấu trúc

của mạch điện

• Trong mạch chứa các phần tử có quán tính- là các

phần tử tích trữ năng lượng (L, C): dòng điện trong

cuộn dây và điện áp trên tụ điện

W𝑚 = 𝐿𝑖

2

𝐶𝑢𝐶22

• Ví dụ mạch ở QTQĐ:

Đóng khóa K Mở khóa K Chuyển khóa K từ vị trí 2 sang 1

- Luật Kirchhoff luôn đúng

▪ Mô hình toán học:

Hệ phương trình vi tích phân (Kirchhoff 1,2) + sơ kiện

▪ Ví dụ 1: Viết phương trình mạch khi đóng khóa K

( ) ( )

L L

Giải phương trình Kirchhoff + sơ kiện

▪ Ví dụ 2: Viết phương trình mạch khi đóng khóa K

▪ Hàm bước nhảy đơn vị và ứng dụng

Ứng dụng: Biểu diễn các hàm gián đoạn

1( )

t t

t dt

▪ Hàm bước nhảy đơn vị và ứng dụng

1( )

t t

▪ Giá trị ban đầu của tín hiệu trong quá trình quá độ

- Với các giá trị tín hiệu ngay trước thời điểm quá độ:

tính từ mạch ở chế độ xác lập cũ (trước khi đóng/mở

khóa K) Thường giả thiết trước khi xảy ra quá độ,

mạch ở chế độ xác lập

• Nguyên tắc tính sơ kiện:

- Với các giá trị tín hiệu ngay sau thời điểm quá độ:

tính toán dựa trên hệ phương trình của mạch hiện

hành (mới) và các định luật đóng mở

• Sơ kiện độc lập: có thể tính trực tiếp từ nghiệm

của quá trình xác lập cũ, ví dụ: iL(0), uc(0), L(0), Qc(0)

Sơ kiện

• Định luật bảo toàn điện tích:

Đối với một nút (hoặc mặt kín) bất kỳ, tại thời điểm quá độ,

tổng điện tích trên các bản cực tụ điện nối với nút (hoặc mặt

kín) đó biến thiên liên tục

( 0)

C C

Lưu ý: nếu mạch chỉ có một tụ điện

(hoặc có nút mà các nhánh gắn với nút chỉ có một tụ điện)

• Định luật bảo toàn từ thông:

Trong một vòng kín bất kỳ, tại thời điểm quá độ, tổng từ thông

móc vòng qua các cuộn dây biến thiên liên tục

❑ Ví dụ 4:

1

2 3 1

2 3

L

E i

R R R

R R

+ +

2 3

( 0)

L

E i

R R R

R R

+ +

Sau khi mở khóa K

Theo luật bảo toàn từ thông, tại t=+0:

Lưu ý: nếu vòng kín chỉ có một cuộn dây:

Sơ kiện (độc lập) theo định luật

bảo toàn từ thông và điện tích:

1 3 2

L

c

E i

0 2A

0 0V

L c

i u

o L

➢ Trước khi đóng khóa K (xác lập cũ)

Giải bằng cách phức hóa sơ đồ mạch

R1

C E

• Đã biết theo luật đóng/mở:

6V 0

( 0) ( 0

,1

) 0) ( 0)

R R R

R R E u

▪ Tính sơ kiện ở chế độ mới

• Hệ phương trình vi tích phân ở chế độ mới

1 1

( ) 2( )

2

0 0

C

i u