Khái niệm “tụ C được nạp điện đầy” có ý nghĩa: là thời điểm kết thúc quá trình nạp điện của tụ khi hiệu điện thế gữa hai đầu bản tụ tăng đến giá trị lớn nhất, điện tích q nạp được trên
Trang 1Tiểu nhóm: 26 BÀI TẬP MẠCH XUNG (CT139)
Họ tên: Chương 3:
Nguyễn Thanh Hùng 1080973 ĐÁP ỨNG CỦA MẠCH RC ĐỐI VỚI
Nguyễn Hữu Lộc 1080921 MỘT CHUỖI XUNG HIỆU THẾ
Trần Vũ Lâm 1080979 HÌNH CHỮ NHẬT
Điểm: Nhận xét:
BÀI LÀM:
Câu hỏi ôn tập:
1 Khái niệm “tụ C được nạp điện đầy” có ý nghĩa: là thời điểm kết thúc quá trình
nạp điện của tụ khi hiệu điện thế gữa hai đầu bản tụ tăng đến giá trị lớn nhất, điện tích q nạp được trên tụ là lớn nhất, khi đó dòng điện nạp cho tụ giảm bằng 0, tụ C không còn nạp điện được nữa
Bài tập
3.2
1.Giải thích sự hoạt động của mạch:
+Lúc t<0: K1 và K2 đều mở.Trong mạch không có dòng điện nên:
+Khi t = 0+: Khóa K1 vừa đóng, khóa K2 vẫn mở
Hình 1
Các tụ C1 và C2 tức khắc được nạp đầy bằng dòng i vì điện trở của khóa K1 không đáng kể Đây là quá trình chuyển một số điện tích dương từ bản cực (-) của
tụ C1 đến bản cực (+) của tụ C2 Hiệu điện thế u2 giữa 2 đầu tụ C2 được xác định bởi mạch phân áp điện dung C1, C2
u2(0+) = C C C E
2 1 1
Trang 2+Lúc 0<t<t0: Khóa K1 đóng, khóa K2 mở Tụ C2 phóng điện qua điện trở R làm u2 giảm theo hàm mũ Do u2 giảm nên uC1 tăng tức là tụ C1 được nạp thêm
u2(t) = C C C E
2 1
1
t
Trong khi đó u1 không đổi vẫn bằng E
+Tại t = t0-: Khóa K1 đóng, K2 mở:
u1 vẫn bằng E
Mạch đạt trạng thái ổn định Khi đó C2 đã xả hết điện và C1 đã nạp điện đầy
+Tại t = t0 : K1 vẫn đang đóng, vừa đóng K2 Mạch điện như hình 2:
u1 không đổi vẫn bằng E
Tụ C1 được nối tắt:
Hình 2
Tụ C2 lập tức được nạp đầy và có giá trị bằng E:
+Lúc t0<t<t1: K1 và K2 đang đóng
u1 vẫn giữ giá trị không đổi bằng E
Mạch giữ trạng thái ổn định : u2(t) = E (12)
+ Lúc t = t1−: Do K1 và K2 đang đóng mà C2 được nạp đầy tức khắc từ lúc bắt đầu đóng K2 nên mạch sẽ đạt trạng thái ổn định từ t0+ đến −
1
t nên:
+Lúc t = t1+: K1 vẫn đóng, vừa mở K2 Mạch điện như hinh1:
u1 vẫn bằng E
Lúc này tụ C1 được nạp đầy và u2 giảm một lượng bằng uC1
uC1, u2 được cho bởi mạch phân áp điện dung C1, C2:
Trang 3uC1(t1 ) = C C C E
2 1
2
u2(t1 ) = C C C E
2 1
1
+Khi t>t1: K1 đóng, K2 mở
Tụ C2 phóng điện qua R cho đến khi hết điện Mạch đạt trạng thái ổn định khi :
Từ các suy luận trên ta có dạng tín hiệu của u1, u2
Hình 3
2.Viết biểu thức của tín hiệu.
+Lúc t<0: K1 và K2 đều mở.Trong mạch không có dòng điện:
+Lúc 0<t<t0: K1 đóng, K2 mở Mạch điện như hình dưới:
Hình 4
Tụ C2 phóng điện qua R nên u2 giảm theo hàm mũ và C1 nạp thêm nên u C1 tăng theo hàm mũ, u2 được xác định bởi mạch phân áp C1, C2:
u2(t) = uC2(t) = E
C C
C
2 1
1
t
với τ=RC2
Từ (20) và (21) ta có thể suy ra giá trị của u1(t) và u2(t) tại các thời điểm t=0+ và t=t0-
Trang 4- Tại t = 0+:
u2(0+) = C C C E
2 1
1
- Tại t = t0-: Mạch đạt trạng thái cân bằng thì:
(vì t0>>τ nên →∞
τ0
t
) +Lúc t0<t<t1: K1 và K2 đóng Mạch điện như hình dưới:
Hình 5
Tụ C1 được nối tắt C2 được nạp đầy một hiệu thế bằng E
Từ (26) và (27) ta có thể suy ra giá trị của u1 và u2 tại các thời điểm t = t0+
và t = t1-
- Tại t = t0+ và t = t1-:
u2(t0+) = u2(t1-) = E (29) +Khi t>t1: K1 đóng, K2 mở Mạch điện như hình 4
Tụ C2 phóng điện qua R, hiệu điện thế u2 giảm theo hàm mũ, u2 được xác định bởi mạch phân áp C1, C2:
u2(t) = E
C C
C
2 1
1
1
t t e
−
Từ (30) và (31) ta có thể suy ra giá trị của u1 và u2 tại các thời điểm t = t1
và khi t→∞
-Tại t = t1 : u1(t1 ) = E (32)
u2(t1+) = E
C C
C
2 1
1
HẾT