Ứng dụng phần mềm matlab và phần mềm orcad trong việc giảng dạy môn mạch Điện

GVHD : TRAN TONG GIANE Trong đó L: hệ số tự cảm hay điện cảm Nếu đặc tuyến là một đường cong, ta có cuộn dây phi tuyến hình I.4b Tu điện tuyến tính và tụ điện phi tuyến a Đặc tuyến cu

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PHÀN MÈM MATLAB

VÀ PHÀN MÈM ORCAD TRONG VIỆC GIẢNG DẠY MÔN MẠCH ĐIỆN

GVHD: TRÀN TÙNG GIANG SVTH: NGUYÊN ĐỨC THÀNH

NGUYEN DUY THANH

| SKLOO1212

TP Hồ Chí Minh, tháng 03/2002

MEM ORCAD TRONG VIEC GIANG DAY MON

MACH DIEN

GVHD : TRAN TUNG GIANG

SVTH : NGUYEN DUC THANH 97101619

NGUYEN.DUY THANH 97101645

THANH PHO HO CHf MINH 03-2002

%kk£0lOE

SK yoke be

LOI CAM ON

Với tấm lòng tôn sư trong đạo và tri ân sâu sắc

Chúng em hai thành viên làm để tài này xin ghi nhớ công ơn quí thầy cô

và nhà Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tình chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình học tập tại trường

Với tấm lòng ấy chúng em xin chân thành cắm ơn cô Trần Tùng Giang đã tin tinh giúp dé truyén đạt bổ sung kiến thức và hướng dẫn chúng em làm để

tài này,

Quá đây chúng cm cũng xin chân thành cắm ơn các bạn cùng lớp đã gop y

và cùng cấp một số tái liệu liên quan của để tài

Để bước tới hướng 1ướng lai mới trong xã hội chúng em không thể nào

quên ơn các thay cô đã bướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình học

tập để tạo hành trang bực vào cuộc sống và giúp ích cho xã hội

Xin ghi ơn!

TP.Hó Chí Minh 03/2002

Nguyễn Duy Thanh Nguyễn Đức Thành

Lớp 97 KĐĐ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CÔNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỘC LẬP-~ TỰ DO~ HẠNH PHÚC

TP HO CHI MINH

KHOA DIEN

BỘ MÔN ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Đức Thành

Nguyễn Duy Thanh

(NG DUNG PHAN MBM MATLAB VA PHAN MÊM ORCAD TRONG

VIỆC GIẢNG DAY MON MẠCH ĐIỆN

Giáo viên hướng dã rần Tùng Giang

Ngày giao nhiệm vụ : 1/I!/0cờ{

Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 02/03/2002

BANG NHAN XET LUAN VAN TOT NGHIEP

CUA CAN BO PHAN BIEN SORA ICR ci a aR a Ca a a đcứK

LOINOI DAU

Hiện nay trên thế giới với công nghệ phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung

và của lĩnh vực điện tử nói riêng nó đã tạo ra một trang sử mới cho nhiều lĩnh vực

mà trên hết là lĩnh vực ứng dụng nó vào trong cuộc sống trước tiên, sau đó là ứng

dụng vào môi trường giáo dục Vì vậy, với sự phát triển của các phần mềm tin học

đã giúp ích rất nhiều trong giáo dục và giảng dạy

Matlab là một chương trình rất mạnh về lập trình cũng như là mô phỏng để

chạy một chương trình nào đó Còn Oread là một chương trình vẽ mạch in chuyên

dụng rất hữu ích trong lĩnh vực điện tử Ngoài chế độ vẽ mạch in nó còn cho ta vẽ

các mạch điện ứng dụng trong các môn học một cách dễ dàng và không mấy khó khăn Nó có thể cho ta giao diện với các phần vẽ mạch khác như Psice mà các

chương trình khác ít có khả năng làm được

Trong để tài này chúng em dùng Orcad để trợ giúp về vẽ mạch điện và dùng

lập tình Wong Matlab để giải các bài tập trong môn học Mạch Điện I

Với sự trợ giúp của Matlab và Oread đã tạo nên một bài giảng rất hữu ích trong

giáng dạy và học tập, hai chướng trình này hỗ trợ lẫn nhau và làm nên một bài

giảng sinh động v: dựng Matlab giúp cho học sinh phân biệt cái mạnh của nó

về lập trình so với các chương trình khác Còn Orcad nó sẽ giúp cho học sinh hiểu

sâu hơn và nhiều hơn không chỉ một lĩnh vực lập trình mà còn thêm về bước dau

tìm hiểu về cách tạo một mạch điền bằng chương trình trên máy tính để tiến sâu về

cách vẽ một mạch in cho mình xñ¡ cần thiết,

Putin Van Fit Nghisp GVHD : TRAN TONG GIANG

(SVTH.: AGUYEN BU THANH - NEUYEN DUY THANK 1

Guan Ven Get Nigh GVHD : TRAN TONG GIANG

© Quan hé gitfa dong va ép wé đây có dang: w= LT (1.2)

© Trong d6: L 1a bé sé wy cdim của cuộn đây

3 TỤ ĐIỆN:

© Là phần tử đặc trưng cho hiện tượng tch phóng điện trường

Ký hiệu như hình I.Ic

Đơn vị : Fara (F)

Quan hệ giữa dòng và áp có dạng: i() =C a (1.3)

© Trong dé Cla dién dung cia tu

4 NGUON DIEN:

© _ Là phẩn tử đặc trưng cho hiện tượng nguồn

+ _ Bao gồm 02 loại: phần tử nguồn áp và phần tử nguồn dòng (Hình I.ldvà LIe)

>

a.Điện trở b Cuộn dây c Tụ điện d.Nguén ap e.Nguén dong

Luan Vaan Tet Ng GVHD : TRAN TONG GIANG

=-bu eee

R Trong đó G: gọi là điện dẫn và được 4

Is=l=o”

a2

Simen (S) hoac Q*

b) Điện trở phi tuyến :

Là phần tử điện trở không tuyến tính

Quan hệ giữa dòng và áp có dạng sau :

“rong đó: f¿ là một hầm liên tục

Đặc tuyến V-A không là đường thẳng (I.3)

i

Hình I.3 : Một ví dụ về đặc tuyến V-A của điện trở phi tuyến

e) Cuộn dây tuyến tính và cuộn dây phi tuyến:

Được đặc trưng bởi quan hệ từ thông móc vòng và dòng điện qua cuộn dây:

——ễỄễ

GVHD : TRAN TONG GIANE

Trong đó L: hệ số tự cảm (hay điện cảm )

Nếu đặc tuyến là một đường cong, ta có cuộn dây phi tuyến (hình I.4b)

Tu điện tuyến tính và tụ điện phi tuyến

a Đặc tuyến cuộn đây tuyến tính b.Đặc tuyến cuộn dây phi tuyến

(đồ thị đường cong từ hoá) Hình 1.4:Đás tuyến của cuộn dây

Được đặc trưng bởi quan hệ ¿/Z2 dién tich tích luỹ trên hai đầu tụ

q=fc(u) (1.9) Nếu đặc tuyến là đường thẳng tz e2 tự tuyến tính (hìnhi.5a) trong trường hợp này

q=Cu

Suyra: C=#

u

Với C: điện dung của tụ

Nếu đặc tuyến là đường cong, ta có tụ điện phi tuyến (hình I.5b)

a.Đặc tuyến tụ điện tuyến tỉnh b.Đặc tuyến tụ điện phi tuyến

Hình I.5:Đặc tuyến của tụ điện

6 NGUỒN ĐIỆN ÁP ĐỘC LẬP

Là phần tử hai cực, mà điện áp của nó không phụ thuộc vào giá trị dòng điện cung

cấp từ nguồn và bằng suất điện động nguồn:

(SVTH : NGUYEN OUC THANH- NGUYEN DUY THANH ` 4

GVHD : TRAN TONG GIANG

Hình I.7 nguồn dòng lý tưởng và đặc tuyến ngoài

8 NGUON PHU THUOC (PHAN TU 4 CUC)

Là nguồn mà giá trị của nó phụ thuộc vào giá trị dòng điện và điện áp của các phần

tử khác trong cùng một mạch điện

a) Nguồn dòng phụ thuộc áp:

(VCCS: voltage controlled current source)

Phần tử này phát ra dong dién ip phy thudc vào điện áp u¡theo hệ thức :

ip = gu; (1.14) Với g: điện dẫn, đơn vị là siemen (S) hoặc mho

Guin Van Fit Nght GVHD : TRAN TONG GIANG

b) Nguén áp phụ thuộc dòng:

(CCVS: current controlled voltage source)

Phần tử này phát ra dién 4p up phy thudc vao dong dién i, theo hệ thức:

uạ=rii — (1.15)

Với r: điện trổ, đơn vị là ohm(Q)

e) Nguồn áp phụ thuộc áp :

(VCVS: voltage controlled voltage source)

Phần tử này phát ra điện áp uạ phụ thuộc vào điện áp u; theo hé thifc;

ua=ơu,¡ (1.16)

(CCCS: current controlled current source)

Phần tứ này phát ra đòng dién iy phu thuộc vào dòng điện ¡¡ theo hệ thức:

Suan Van Fit Nghia GVHD : TRAN TONG GIANG

cuôn dây sẽ tạo ra từ thông móc vòng không những chính bản thân nó mà còn cả với

Thong thường: Lị

b) Cực tính của cuộn đây:

Hình I.10 : hai cuộn dây có ghép hỗ cẩm

Theo bình I.10 thì hai dấu chấm được dùng để đánh dấu hai cực cùng tên

Vị trí của hai dấu chấm được xác định từ chiều quấn của hai cuộn dây với qui ước sau:

Nếu hai dòng điện i; và i; cùng đi vào (hoặc đi ra) hai cực có đánh dấu chấm thì từ

thông do chúng gây ra sẽ cùng chiều

e) Dấu của hỗ cẩm :

TTừ định luật Lentz, với qui tắc đánh dấu cực tính như trên, ta có thể suy ra qui tắc sau

để xác định dấu dương (+) hoặc dấu âm (-) trong biểu thức của suất điện động cầm ứng:

evel a suy 1a eq =+M 5 (1.20)

SVTH ; MGUYEN BUG THANH- NGUYEN DUY THANH _- di i4

II CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG:

1 CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRÊN ĐIỆN TRỞ

Công suất tức thời tiêu hao trên điện trở R là:

Pr(t) =

Với R >0 thì Pa(t) luôn dương,

tiêu bao năng lượng

Năng lượng tiêu tần trên điện trở trong khoảng thời gian từ tọ đến to +Át là:

t,*Ải

Wee fide (2.2)

iều này chứng toá rằng trên phần tử điện trở chỉ có

2 CONG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRÊN TỤ ĐIỆN

Công suất tức thời hấp thụ bởi tụ điện là:

dulty

pelt) = u(t).i(t) = Cua — (2.3)

a

Công suất tiêu thụ trên tụ điện

TC u(t po =< Jetu4.e)=0 04)

rs Vậy tụ điện không tiéu thu na:

điện trường

3 CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TREN CUON DAY

Công suất tức thời hấp thụ bởi cuộn dây:

p.(0 =0()40) = L0 2

ong ma chi có hiện tượng tích phóng năng lượng

= suất tiêu thụ trên cuộn dây:

Poe za 0 S2a=# £]04() =0

Vậy cuộn dây cũng không tiêu thụ năng lượng mà chỉ có hiện tông tích phóng năng

lượng từ trường

II, CAC BINH LUAT CO BAN CUA MACH ĐIỆN

1 CAU TAO MACH DIEN

Mach điện được cấu tạo nên bằng kết nối các phần tử với nhau (hình IH L)

Nut: JA mối nối của các nhánh

Nhánh:được cấu tạo bởi các phần tử giữa hai nút

Vòng( lưới) : là một tập hợp các nhánh tạo thành một đường khép kín

utre Van Tet Ng GVHD : TRAN TONG GIANG

Hình III.I cấu tạo mạch điện

Vị dụ E Theo sở đỗ hình TÍI.I ta có

Nitbe

Nhánh: be, cláb, bede

Vong abefa, bedeb, abedef

2 CAC DINH LUAT CO BAN:

Luin Vian Tet Ng GVHD : TRAN TONG GIANG

Vòng bcđeb: Uạ,+ U¿ + Ue=0 (3.4) (vong 2)

Từ phương trình (3.3) và phương trình (3.4) ta thấy định luật kirrchoff 2 có thể phát biểu cách khác:

Phát biểu: tổng đại số các suất điện động trong một vòng kín bằng tổng đại số các sụt

áp trên các phần tử khác

>⁄+U,=E+#E\

vòng - vòng

©) Các bước giải mạch điện dùng 2 định luật kirrchoff:

Bước l: chọn chiêu sủa dòng điện nhánh, chiều mạch vòng

Bước 2: Thành lập tiu-Ï) gsương trình nút

Bước nh lập (n-m+Í; phương trình mạch vòng

Bước 4: Tìm ra lết quả là #zsg điện nhánh

Chú ý: ma sO nut cia mack ø Í2 số mắc lưới của mạch

Ví dụ 2: Cho mạch điện có sơ #2 nữư hình III.3 Tìm dòng điện các nhánh

Chọn chiều dương các dòng điện, chiều mạch vòng như hình vẽ

Ấp dụng định luật kirrchoff 1 tại nút a;

li*+la+lã=0 dd)

Ấp dụng định luật kirrchoff 2

Tại vong (1): 10.1, + 30.2 = 4.5 (2)

Tai vòng (ID: -30.I; + 60.1; = 0 (3)

Giải hê phương trình 1,2,3 ta được:

1, =0,15A, Jạ=0,1A, lạ=0,05A

>_ Chú ý: Nếu dòng điện nhánh nào mang giá trị âm thì chiểu dòng điện thực

tế ngược với chiều dương đã chọn, có trị số bằng trị số tuyệt đối của kết quả đã

Luin Vin Gat Ngh GVHD : TRAN TUNG GIANG

Giải phương tình 1,2, ? dude:

P=P+P;=24 + 60 = 84 W

Công suất tiêu thụ trên các điện trở:

Pạị= 3= 48 W, Pạ¿= 6.lˆ= 24 W, Pgạ= 12.b”= 12 W 'Tổng cồng suất tiều thụ trên các điện trở:

Pa=48+24+12= 84 W

3 BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG MẠCH:

s* Đinh nghĩa: hai phần mạch mạch được gọi là tương đương nếu quan hệ giữa dòng

điện và điện áp trên các cực của hai phần mạch là như nhau

a) Nguôn suất điện động mắc nối tiếp:

Các nguồn suất điện động mắc nối tiếp sẽ tương đương với một nguồn suất điện động, duy nhất có trị số bằng tổng đại số các suất điện động đó:

Duin Vien Tet Neghiifp GVHD : TRAN TONG GIANG

+ Ta cd: Usp= eu= €1 + €2- €3

b) Nguôn dòng mắc song song:

Các nguồn dòng mắc song song sẽ tương đương với một nguồn dòng duy nhất có trị số bằng tổng đại số các nguồn dòng đó

e) Các phần tử điện trở mắc nối tiếp:

Sẽ tương đưông với một phẩn tử điện trở duy nhất có trị số bằng tổng các điện trở các

Lun Vien Til Nighi GVHD : TRAN TONG GIANG

d) Các phần tử điện trở mắc song song:

Sẽ tương đương với phân tử duy nhất có điện dẫn bằng tổng các điện dẫn các thành phần tử đó

Ludn Vain Felt Nghe GVHD ; TRAN TONG GIANG

©) Nguồn suất điện động mắc nối tiếp với một điện trở:

Sẽ tương đương với một nguôn døng mắc song song với điện trở đó và ngược lại (hình IV.7)

Hình IV.7 sự tương đương giữa nguồn suất điện động và nguồn dòng

Ở hình IV.7 a Ta có quan hệ u và ¡ như sau:

So sánh (4.8) và (4.10) ta thấy sự tương đương ở 2 mach sẽ xảy ra nếu:

e=Rj (4.11)

ISVTH : MGOYEN BUC THANH - NGUYEN DUY THANE

Luin Van Fat Noy GVHD : TRAN TONG GIANG

Ba dign ud Ry, Ro, Rs mae binh sao (Y) nhu hình IV.8 a có thể được biến đổi tương

đương thành ba điện ưở R;;, Rz;, #ÿ, mắc tam giác như hình IV.8 b và ngược lại trong đó quan hệ giữa các điện trở như sau:

Luin Van Tot Nyhitp GVHD : TRAN TUNG GIANG

6

‘SVTH : AGUYEN O06 THANH - NGUYEN UY TIANM

Luin Vein Fite Nephi GVHD : THÂN TÙNE 6!4IW

Biến đổi tương nguồn dòng thành ng»2

Ap dụng định luật K2 cho vòng duy

GVHD : TRAN TONG GIANG

CHƯƠNG II: MẠCH XÁC LAP DIEU HOA

1 QUÁ TRÌNH ĐIỀU HỒ:

Một đại lượng f() được gọi là điệu hồ nếu biến thiên theo thời gian quy luật sau:

f(Ð = Em cos(@tL+ @) (2.1.1)

trong đĩ f()) cĩ thể là i(9, u(), e() hoặc tri s6 cla ngudn dong j(1)

Em > 0: biên độ

„>0: tần số gĩc, đơn vị là Rad/s (radian/giây)

òt+ @: gĩc pha tại thời điểm t, đơn vị tính bằng rad hoặc độ

@: Gĩc pha ban đầu, đơn vị là rad hoặc độ

Hình 2.11 Quá trình điều hồ

Đại lượi ại lượng, f= T (2.1.4) 2.1.4

Được gọi là tân số, đơn vị tính là Hertg (H,)

Giả sử cĩ hai dịng điện điều hồ (xoay chiều) cĩ cùng tần số gĩc œ:

1i) = Tm ic0s(@tt@i) la() = Imz€OS(@t+@2)

Với lạ ¡ >0, Iạz > 0 là các biên độ dịng điên cực đại

Đại lượng (0 = @2- @¡ gọi là gĩc lệch pha giữa i¡(Ð và in(t)

Nếu @¿ > @i (@ > 0): ta nĩi ia() nhanh pha hơn i¡(t) một gĩc @

Nếu @› < @¡ (@ < 0): ta nĩi ia(t) chậm pha hơn ï;(t) một gĩc ọ

Nếu @¡ = @; (@ =0): ta nĩi ia(t) cùng pha i¡()

Ví dụ: tính gĩc lệch pha giữa 2 điện áp:

Vy @2sdm pha hon mét géc 70° hay «, tré pha hơn ọ; một gĩc 70”

a gọi là phần thực của C: a=RC

b gọi là phần ảo của C: b= In

2 DANG MU(DANG CUC):

C=1Cle* = IClZa (2.2.2)

modum nen, don vị là radian hoặc độ œ = argC

Ví du: Đổi các số phức sau từ dạng số ra dạng mũ: 4+j3, -4+j3

Cả hai số phức trên có modun như nhau;

(a +7h)(@, +7b,)=(aa, bby) + ab, -4,b))

a,+ jb, _ (a+ ja ib.) _ (aay +b.d,)+ jab, -45)

a, + jb, (a, +7b,Xa,—j,) a; +b

III QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN

TREN CAC PHAN TE R, L, C:

L TREN PHAN TUR:

'Thì trên hai đầu điện trở sẽ điện áp

u(t) = Rigi) a+)

=> ug()= VgucOw(@t+o) (2.3.2)

Trong đó: Vam= Reo

Dién Ap trén hai ddu dién ted va dong dién qua né cing pha véi nhau

'Trên nó sẽ xuất hiện điện áp :

u(t) = L.di(t) / dt =- L@li msin(@tt@)

Hay u(t) = Lol mcos(wt+o+n/2) (2.3.5)

Trong đó Lolu„ = ULx là biên độ cực đại

> u(t) = Unmcos(at+@+n/2) (2.3.6)

SVTH : AGUYEW BUC THANH - NGUYEN DUY THAR 20

GVHD : TRAN TUNG GIANG

Fon py = Ven J2`° 42

Về pha, dòng điện i.(t) nhanh pha hơn điện áp ọ c một góc 7 (hinh 2.3.8)

nin Vein Tat Neha GVHD : TRAN TONG GIANG

4 KHÁI NIỆM VỀ TRỞ KHÁNG VÀ DẪN NẠP :

Tỉ số biên độ phức điện áp và biên độ phức dòng điện chạy qua phần tử mạch R, L

hoặc C gọi là trở kháng của phần tử đó

“Theo định nghĩa trên, trở kháng của :

Tổng quát xét hai cực (được hiểu là một phần tử của mạch diện liên lạc trao đổi tín

hiệu với bên ngoài thông qua hai cực như hình vẽ không nguồn (bên trong không chứa các nguồn áp độc lập và nguồn dòng dộc lập nào) ở chế độ xác lập điều hoà

'Trên hai cực có dòng điện và điện áp hình sin có tần số œ:

i(© =Iaeos(@t+e ¡) với biên độ phức I = Im

ú() = U„eos(ot+o 2) với biên độ phức U = Ua⁄⁄@\

Thì số: Z= T gọi là trở kháng của hai cực:

Y= aa gọi là dẫn nạp của hai cực:

Ngoài ra trở kháng Z có thể biểu diễn dưới dạng đại số và dạng mũ

Trong đó: R(œ ): phần thực gọi là điện trổ

X(@ ): phần ảo gọi là điện kháng

ø: modun trở kháng

' :argumen của trở kháng

—ễễễễễ SVTH : W6UVEN 006 THANH- NGUYEN DUY THANE 22

Nếu X <0, @ <0: điện áp chậm pha hơn dòng điện, ta nói mạch có tính thuần trở

KhiR=0,9=+ = điện áp và dòng điện vuông pha nhau, ta nói mạch không tổn hao

Đơn vị đo của Z, g, R, X là ©

Dẫn nạp Y có thể biểu diển ở dạng đại số và dạng mũ:

Y=G+jB=ye? (2.3.21)

Trong đó: y là modun dẫn nạp

G(@): phần thực được gọi là điện dẫn

B(@): phần ảo được gọi là điện nạp

X: argumen dẫn nạp

^——ỀỄỄỄỀỄỄỄễỆỆỄễễỄ

SVTH : NGUYEN BUC THANH - NGUYEN DUY THANH 23

Latin Van Fat Nghif GVHD : TRAN TONG GIANG

B > 0, a> 0: mach oé tink dung khang

B<0,a<0: mach m khang

Lutn Wier Got Nigh GVHD : TRAN Toe GIANG

thea @

` Ø mạch R,L,C nối ,1a rút ra một số nhận xét:

GO tin sé w = @ y= —== thi K =0, B=0, =0, Z và Y chỉ có phân thực, dòng, v

điện và điện áp cùng ph« zkz, Khí đó mạch có tính thuần trở, ta nói mạch ở trạng,

thái cộng hướng với tần số sa, lá tần số cộng hưởng.(hiện tượng cộng hưởngnốu

tiếp)

O tin @ < wy thi X <0 B >2 ø<9 : ta nói mạch có tính dung kháng

GO tin số œ >o ọ thì X > 0 B < Ø, ø >0 :ta nói mạch có tính cảm kháng

Ở mạch R, L, C mấc song vong ta cũng có một số nhận xét:

Ở tân số ø =0 o Trẽ thì X =0, B =0, =0, Z va Y chỉ có phần thực, dồng điện và điện áp cùng pha nhau khi đó mạch có tính thuần trổ, ta nói mạch ở trạng

thái cộng hưởng song song với tắn số cộng hưởng @ o

O tan sé @ <a 9 thi X <0, B > 0, @ < 0: ta néi mach có tính dung kháng

IV CAC BINH LUAT OHM, KIRCHOFF DANG PHUC:

Với phân tử tu dién p én C: Ze C: Z.=-j J =>U=j—lI S56 444) (244)

Các biểu thức (2.4.1), (2.4.2), (2.4.3), (2.4.4.) có thể xem là sự mở rộng của đại lượng,

ohm trong miễn phức, ta gọi chúng là đại lượng ohm dạng phức

SVTH : AGUYEN BUC THANH - NGUYEN DUY TIAIMF 25

san Vien Tat Neghi¢h GVHD : TRAN TUNG GIANG

2 DINH LUAT KIRCHHOFF DANG PHUC :

'Từ định luật kirchhoff I và 2 đối với các đại lượng điện áp , dòng điện tức thời Tương

tự ta cũng suyra được 2 định luật kirchhoff 1 và 2 đối với các ảnh phức điện áp và dòng

vác nhánh trong một vòng kín bất kỳ bằng 0

vòng

Dấu + trong (2.4.5) và (2.4 9y được xác định tương tự như (3.1) và (3.2) ở chương I

+ Các cách phát biểu khác c¿a dinh luật KI dạng phức và K2 dạng phức tương tự như

ở chương I

Để tiện lợi cho phân tích mạc

phức

Sau đây ta nhận xét vài ví dụ để mính hoạ

Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình 2.4 1 Trm đồng điện nhánh ¡(), i¡(Ð, i2() và điện áp

trên các phần tử @ g¡(), @ z(1).@ (0, œ «t) ở chế độ xác _

nguti ta thutng phifc hod so đồ mạch điện gọi là sơ đỗ

Chuyển sang sơ đồ phức ( hình 2.4.2)

Tan s6 géc cla nguén:@ = 3 rad/s

Biên độ phức của nguén sudt dién dong Scos3t la 520°

GVHD : TRAN TONG GIANG

Viết phương trình K2 cho mắc lưới () và (I])

{ens Ut U=520 5143114 311=5 @ Opa Ut UcH0 =-31i-j3Ïi-j312=0 (5)

Sau đây là một số phép biế:

Tuy nhiên ở đây ta dùng định

dụng Tương tự như mục IV chương I

dạng phức và 2 định luật kirehhoff dạng phức

a) Các nguôn suất điện động mắc nối tiếp:

Sẽ tương đương với nguồn suất điền động có ảnh phức bằng tổng đại số các ảnh suất

c) Các hai cực thụ động mắc nối tiếp :

Có thể được thay thế bằng một 2 cực tương đương có trở kháng bằng tổng các trở

Latin Van Tot Ng GVHD ; TRAN ToWe GIANG PP

đ) Các hai cực thụ động mắc song song:

Có thể thay thế bằng một hai cực tương đương có dẫn nạp bằng tổng các dẫn nạp

thành phần

Y=Yy

Hình 2.4.6: Mắc song song các cực

e) Biển đổi sao =tam giác (Y-4) :

tương tự như chương 1, ba hai cực thụ động mắc sao có thể được thay thế bằng 3 hai cực thụ động Iuấc taơi giác và ngước lại công thức biến đổi như ở chương I

Ÿ ĐỒ THỊ VECTƠ :

a) Đồ thị vectơ dòng điện và điện áp của mạch R, L, C mắc nối tiếp:

(hình 2,5,1) chọn góc pha ban đầu của I bàng 0:

Ủy=R * Ì => Ùg cùng pha vi ƒ và có biên độ R Ï m, vectơ Ứ ạ có trị bằng R*I„ và

góc pha bằng 0

Ù\=j@L*Ï = Ù nhanh pha hơn / một góc 90° và có biên độ @L Ï mạ, vects Ut biéu

diễn Ú ¡ có giá trị bằng @œL1„; và góc pha bằng 90”,

Lagu Van

=———ễễễễễễễ

a) @ >0 (cảm kháng) b)@<0 (dung kháng) e)@=0 (thuần trở)

Hình 2.5.1.a ứng với khi IỬ „I >l Ở cl tức là:

1 o=o9= = Orbe

Vị dụ: Xét lại mạch điện hình 2.4.1; 2.4.2 (trình bầy sau mục(2)) Ta tính được :

1-=joCU = Ic nhanh pha hdn Ứ một góc 90° và có biên độ œCU,

Theo định luật Kị =7 ạ+ Ïu+ 7c = vectơ biểu diễn 7 bằng tổng của 3 vectơ biểu diễn Te, Ti, Te

Lugn Van Fit Nighitp GVHD : TRAW TONG GIANG

————ễễễ——

ổ thị vectơ mạch R, L, C mắc song song

VI CONG SUAT:

1 CONG SUAT TAC DUNG VA CONG SUAT PHAN KHÁNG:

Xét mạch điện như hình 2.6.1 Dòng điện và điện áp ở 2 cực là:

i(t) = Tncos(@ t+ @ 1) (2.6.1)

@(0=Uacos(ot+@¿) (2.6.2)

Công suất tức thời:

p(t) = @ (t)*i(t) = Vint Imcos(@ t+ @ 1)*cos(@t+@2) 2.6.3)

Nếu chiều dương đồng điện và điện áp được chọn như hình 2.6.1.a thi p(t) céng suat

tức thời thu bởi hai cực, còn với chiều dương dòng điện và điện áp như hình vẽ 2.6.1.b

thì p(U) là công suất tức thời mà hai cực cung cấp cho mạch ngoài

Trong đó:

Thành phần không đổi 5 Unkncostos- @;)

Thành phần xoay chiều ; Unlncos(2ct + 2+ 91) biến thiên hình sin với tần số 2œ

bằng 2 lần tần số của điện áp và dòng điện Giá trị trung bình của p(Ð trong một chu kỳ

Đơn vị của P là watt (W)

Công suất phan kháng, ký hiệu là Q, được định nghĩa bởi biểu thức:

SVTH : AGUYEN BUC THANE - NGUYEN DUY THANH 31

Luin Vien Tot Nyhisf GVHD : TRAN TONG GIANG

pt) = 5 Unlycos(2at +29 + Zy=- 5 Unlsin(2at +29) (2.6.9)

Thanh phan không đổi bằng 0, do đó: