Bài giảng lý thuyết mạch điện 2 chương 4 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

▪ Một chiều (Nguồn DC)

▪ Chu kỳ (Nguồn DC+AC)

Phần 3: Mạch điện phi tuyến

Khái niệm

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

(còn gọi là chế độ xác lập hằng)

- Mạch điện được cung cấp bởi nguồn một chiều (DC)

- Tín hiệu không thay đổi theo thời gian

- Phương trình mô tả mạch: theo Kirchhoff 1 và 2

Ở phương trình vi tích phân, triệt tiêu các thành phần có đạo hàm:

→ cuộn dây ngắn mạch , tụ điện hở mạch

➢ Phương trình mô tả mạch là hệ phương trình đại số phi tuyến

Phương pháp đồ thị (1)

▪ Ví dụ 1: cho mạch điện với nguồn một chiều

E=18 V, R1=6  Đặc tính R2 cho trên đồ thị

6 I(A)

U(V)

R2

• Đặc tính phi tuyến được biểu diễn dưới dạng đồ thị

• Nghiệm được suy ra từ các phép tính (cộng, trừ) trên đồ thị, dựa trên các phương trình Kirchhoff,…

6 I(A)

U(V)

R 2

0 2 4

6 I(A)

U(V)

R2 ºU2(I) E=18V

6I

E=18V, R1=6

Phương pháp đồ thị (3)

-Cộng đường 6I và đường

U2(I), được đường: 6I+U2(I)

- Dóng từ M sang trục I, tìm

được nghiệm I~1,3A

-Cho đường 6I+U2(I) cắt

đường U=18 V tại điểm M

→ Có sai số?

0 2 4

6 I(A)

6 I(A)

U(V)

6 12 18

R 2

0 2 4

6 I(A)

▪ Ví dụ 2: cho J=2 A, R1=6  Đặc tính R2 cho trên đồ thị Tìm điện áp trên

R1? Dòng các nhánh?

0 2 4 6 I(A)

6 I(A)

Công suất phát: Pphat=J.Uab=15 W

Công suất thu: P1=R1.I12=9,375 W

P2=I2.Uab=5,625 W

Thử với cộng đồ thị?

( ) ( ) ( )

123

k I2(A) UAB(V) I3(A) I1(A) E1(V)

Bằng phương pháp nội suy

tuyến tính, hoặc trên đồ thị (I2-E1)

30

1 3

1 3

27,5-7,5I

1,74

Tìm được I2=1,74A

(1) 2

(2) 2

(3) 2

▪ Nếu trong mạch có nhiều nguồn?

2

I 3

I

R2

R3

E3

Chỉ để một nguồn “trôi nổi” trong quá trình tính toán

(coi như biến cần tìm), các nguồn khác giữ nguyên.

1

0 1 2 1

0 0 2 0

1 1 2 0

1 2 3

a b

I

Tính dòng điện I4

a b

Phương pháp lặp (1)

❑ Phương pháp lặp

▪ Phương trình mô tả mạch dưới dạng:

Xuất phát từ giá trị ban đầu

12V; 10 ( ) 5 0,3

Tại I(0) =1A: Điều kiện hội tụ thỏa mãn

Nhưng: I (1) =2-0,4.1 2 =1,6A: Điều kiện hội tụ không thỏa mãn (phép biến đổi không co).

➢ Giải pháp: Đổi biến

R R

Biến đổi tương đương cho các cụm phần tử tuyến tính:

Mạng một cửa, hai cửa, tổng trở vào,…trước khi thực hiện phép lặp.

R 2

Phương pháp lặp (6)

ho Th

ngan

U R

I

=

22 1 12 2

21 1 11

v

a R a R

3 4

A Th

C

4 2

+

I 3

▪ Có thể áp dụng các phép biến đổi

tương đương cho nhóm các phần tử

tuyến tính để đơn giản hóa mạch nếu

Có thể biến đổi tương đương bộ số thành

sơ đồ tương đương hình T, Π, Thevenin-Norton,…

11 12

21 22

y y Y

E1= 45 V; J2= 2 A; R 1= 20 ;

R3= 50 ; Cho đặc tính của R2:

Tính dòng điện qua I2 và công

suất của nguồn J2?

1 2 2 3

1 1 2 1

3 3 2

1 2

,

, , ,

1 2 2 3

1 1 2 1

3 3 2

1 2