Lý Thuyết Mạch Điện I Cơ Sở Lý Thuyết Mạch Điện Đại Học BKHN Thầy Phương

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 5Hình vẽ của các phần tử mạch cơ bản Nguồn áp Nguồn dòng Điện trở Điện dung tụ điện Điện cảm cuộn dây Anh/Mỹ... Điện áp 1• Để

Cơ sở lý thuyết mạch điện

Nguyễn Công Phương

Giới thiệu (1)

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 3

Giới thiệu (2)

KỸ THUẬT ĐIỆN

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 5

Hình vẽ của các phần tử mạch cơ bản

Nguồn áp

Nguồn dòng

Điện trở

Điện dung (tụ điện)

Điện cảm (cuộn dây)

(Anh/Mỹ)

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 7

Sách tham khảo

1. C K Alexander, M N O Sadiku Fundamentals of Electric

Circuits McGraw-Hill, 2001

2. J Bird Electrical Circuit Theory and Technology Newnes, 2003

3. W K Chen The Electrical Engineering Handbook Elsevier, 2004

4 Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Phạm Khắc Chương.

Cơ sở kỹ thuật điện Đại học & trung học chuyên nghiệp, 1971

5. J W Nilsson, S A Riedel Electric Circuits Addison-Wesley,

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 9

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 11

0

Dòng điện (2)

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 13

Dòng điện (3)

VD1 Vẽ i(t)

Điện áp (1)

• Để dịch chuyển điện tử trong dây dẫn theo một hướng, cần có một

công

• Công này do một suất điện động (ví dụ pin) sinh ra

• Suất điện động này gọi là điện áp hoặc hiệu điện thế

• Hiệu điện thế giữa 2 điểm a & b là công cần có để dịch chuyển một điện tích từ a đến b

dq dw

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 15

Điện áp (2)

• Điểm a có điện thế u ab vôn so với điểm b, hoặc

• Điểm a có điện thế cao hơn u ab vôn so với điểm b

• Có hai dạng chính: một chiều & xoay chiều

u ab

dw dt

dw

u dq

dw 

i dt

dq 

ui

p (công suất tức thời)

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 17

Công suất (2)

• Dấu của công suất:

– Dương (+) : phần tử tiêu thụ/hấp thụ công suất

– Âm (–): phần tử sinh/phát công suất

• → xác định dấu của công suất?

q i

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 19

Năng lượng

• Khả năng thực hiện công, đo bằng joule (J)

• Thường dùng đơn vị watt-giờ (Wh), 1 Wh = 3600 J

Tiêu thụ điện của một gia đình (5 người) trong một tháng (kWh)

Tủ lạnh Đèn Bàn là TV Máy giặt Lò vi sóng Máy tính Radio

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 21

Phần tử cơ bản của mạch điện

Nguồn áp (1)

• (lý tưởng) Là một phần tử mạch có khả năng duy trì mộtđiện áp danh định trên 2 cực của đầu ra, điện áp này

không phụ thuộc vào dòng điện chảy giữa 2 cực đó

• Nói cách khác, điện áp không phụ thuộc vào tải

• Điện áp có thể không đổi (một chiều) hoặc biến thiên

(thường là xoay chiều)

• Điện trở trong bằng không (0)

• Ví dụ: ắcquy, pin, máy phát điện

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 23

Nguồn áp (2)

• Chiều của mũi tên ở phía trong vòng tròn biểu diễn chiềutăng của điện áp

u

Nguồn dòng

• (lý tưởng) Là một phần tử mạch có khả năng duy trì mộtdòng điện danh định chảy giữa 2 cực của đầu ra, dòngđiện này không phụ thuộc vào điện trên 2 cực đó

• Nói cách khác, dòng điện không phụ thuộc vào tải

• Dòng điện có thể không đổi (một chiều) hoặc biến thiên(thường là xoay chiều)

• Điện trở trong vô cùng lớn

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 25

Nguồn phụ thuộc

• Nguồn áp phụ thuộc áp: e = feu(u)

• Nguồn áp phụ thuộc dòng: e = fei(i)

• Nguồn dòng phụ thuộc áp: j = fju(u)

• Nguồn dòng phụ thuộc dòng: j = fji(i)

Nguồn áp phụ thuộc Nguồn dòng phụ thuộc

– Nghịch đảo của điện trở

– Đơn vị: siemens (S) hoặc mho

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 27

Điện trở (2)

R

u R

u u ui

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 29

Cuộn dây (1)

• Dây dẫn quấn xung quanh lõi

• Liên quan đến từ trường

• Từ trường biến thiên sinh ra điện áp

• Thông số đặc trưng: điện cảm L, đo bằng henry (H)

• H = Vs/A

• Điện cảm: đặc trưng cho tính chất chống lại sự thay đổicủa dòng điện chảy qua cuộn dây

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 31

Cuộn dây (2)

Cuộn dây (3)

udt L

t

u L

i t

i   

0)

( 

i

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 33

w

)

( 2

1 )

( 2

di L ui

( 

i

u

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 35

Cuộn dây (7)

• Cuộn dây lý tưởng có điện trở bằng không

• Thực tế cuộn dây có một điện trở R w nhỏ

• Có thể mô hình hoá bằng một cuộn dây lý tưởng nối tiếp

với R w

• Chỉ đề cập đến cuộn dây lý tưởng

R w L

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 37

Tụ (1)

• Gồm có 2 tấm dẫn điện (bản cực) phân tách bằng một

lớp cách điện (điện môi)

• Liên quan đến điện trường

• Điện tích biến thiên sinh ra dòng điện giữa hai bản cực

• Thông số đặc trưng: điện dung C, đo bằng farad (F)

• F = C/V

• C là hệ số liên hệ giữa điện tích trên một bản cực &

hiệu điện thế giữa 2 bản cực

Tụ (2)

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 39

i 

) (

idt C

idt C

u( 0)  ( 0)

C

i

u

Tụ (4)

dt

du Cu

i 

t

t

t t

t

Cu udu

C

dt dt

du u C

(  

u

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 41

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 43

• Điện trở & tụ được bán hàng loạt hoặc dạng mạch tíchhợp (IC) → rẻ → được dùng nhiều

• Cuộn dây chỉ bán ở dạng đơn lẻ → đắt → dùng hạn chế

• Cuộn dây & tụ:

– Khả năng dự trữ năng lượng → dùng làm nguồn nhất thời

– Cuộn dây: chống lại biến thiên dòng đột ngột → dùng để dập

hồ quang hoặc tia lửa điện

– Tụ: chống lại biến thiên điện áp đột ngột → dùng để hạn chế

xung

– Nhạy tần → phân tách tần số