bài giảng mạch điện chương 3 ppsx

https://www.youtube.com/watch?v=ss21p9F1qyM https://www.youtube.com/watch?v=LM2G3cunKp4 https://www.youtube.com/watch?v=2NZKeIXqE6Q https://www.youtube.com/watch?v=YidJIZwNAVU https://www.youtube.com/watch?v=iItYjrScGqU https://www.youtube.com/watch?v=Jik50AvBJ2I https://www.youtube.com/watch?v=ZDBfDTEMGaQ https://www.youtube.com/watch?v=tD35a-uzd34 Câu hỏi 1: Thế nào là một đại lượng điều hòa? Câu hỏi 2: Hãy cho biết cách biểu diễn góc lệch pha giữa hai đại lượng điều hòa? Câu hỏi 3: Cho biết các bước giải bài toán xoay chiều bằng số phức?

MẠCH ĐIỆN

CHƯƠNG 3

1.Định nghĩa : Mạch xác lập điều hòa

Một đại lượng f(t) được gọi là điều hòa nếu nó biến thiên theo thời gian theo quy luật sau:

§3.1 QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA





 F sin( t ) )

t (

) t.

(   

f(t): có thể là dòng điện i(t), nguồn sức điện động e(t),

nguồn áp u(t), hoặc nguồn dòng j(t)

FMax : có thể là I0, U0, E0 (là biên độ, hoặc giá trị cực đại)

: góc pha Khi t = 0 ta có pha ban đầu φ

§3.1 QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA

ω: là tần số góc (rad/s)

3.2 Biểu diễn góc lệch pha giữa hai đại lượng điều hòa :

) t

sin(

U

) t.

sin(

I

Muốn biểu diễn góc lệch pha giữa hai đại lượng điều hòa thì

chúng phải có cùng tần số góc , cùng dạng cos hoặc dạng sin

Ví dụ 2-1 : cho hai đại lượng điều hòa có cùng tần số góc  :

(V) và

Hãy biểu diễn góc lệch pha giữa u và i

(A)

 : điện áp nhanh pha hơn dòng điện

 : điện áp trễ pha hơn dòngđiện

 u = i :điện áp cùng pha với dòng điện

: áp và dòng ngược pha nhau

Ta có:

u,i

i u

0

 > 0

u,i

u i

t 0

 < 0

t

u i

 = 0

u,i

i u

3.3 Đáp ứng điều hòa trên các phần tử R, L,

C (Sinusoidal Response of Elements)

uL L Neáu iL  Imsin  t A thì uL  L  Imcos  t V

V ) t

sin(

I X )

t sin(

I L u

Hay L   m   900  L m   900

Kết luận: điện áp u cùng pha so với dòng điện i qua phần tử R.

Kết luận: điện áp u sớm pha 90 0 so với dòng điện i qua phần tử L.

3.3 Đáp ứng điều hòa trên các phần tử R, L,

C (Sinusoidal Response of Elements)

sin(

I X )

t sin(

U C

i

Kết luận: dòng điện i sớm pha 90 0 so với điện áp u qua phần tử C

Giả sử khi đặt điện áp xoay chiều vào mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp, trong mạch sẽ có dòng điện là:

Từ tam giác điện áp ta có:

U I

UC

I

Hình 2-10 Đồ thị vectơ của mạch xoay chiều R-L-C

mắc nối tiếp khi UC>UL và khi UL = UC

i, u :Biểu diễn dòng áp giá trị tức thời

I, U : Biểu diễn giá trị hiệu dụng

I0, U0 : Biểu diễn dòng áp biên độ, cực đại

: Biểu diễn dòng áp bằng số phức

§2.6 BIỂU DIỄN MẠCH ĐIỆN HÌNH SIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIÊN ĐỘ PHỨC

C C C  e j C

C

a

b arctg b

C cos

• Đổi từ dạng mũ sang dạng đại số

Công thức biến đổi: a =

= a + jb

C

; b = sin

dt di I



t idt

I I

i2

max 

I I

- Qui tắc biểu diễn các đại lượng điện điều hòa bằng số phức

→ jω+ Biểu diễn tích phân: →

Dòng điện i(t) = Imax sin(t + i)

+ Biểu diễn đạo hàm:

: biên độ phức

biểu diễn sang

số

phức

umax 

U U

u

φ2

max 

U U

emax 

E E

e

φ2

max 

E E

e(t) = Emax sin(t + e)

2 0

RI 2

1 2

R.I

cos 0

I 0

U 2

1 U.Icos

2 0

X.I 2

1 2

X.I

sin 0

I 0

U 2

1 U.Isin

(VA) 2

Q 2

P U.I

z

R S

Tam giác công suất

• Chú ý: cos = 0,8 (sớm):

cos = 0,8 (trễ) : >0

(W)

(Var )

•Công suất tác dụng :

•Công suất phản kháng:

3.5 Phương pháp giải bài toán xoay chiều

Bước 1: Đổi tất cả các giá trị sang sơ đồ phức

Bước 2: Áp dụng các phương pháp giải mạch đã học ở chương 1 và 2 để giải mạch, nhưng tất cả tính trên sơ đồ phức

Hoặc áp dụng các phép biến đổi tương đương đối với sơ

đồ phức giống như chương I nhưng thay U, I bằng , tổng trở thay bằng trở kháng

Bước 3 : Tính toán số phức Kết quả cuối cùng luôn

đưa về dạng số mũ

Bước 4: Đổi sang giá trị tức thời

,

U I& &

Ví dụ 3.4 Cho mạch điện như hình 3.15

Tính công suất tác dụng của nguồn, tổng công suất tiêu tán trên

tải và uC.

Hình 3.15

3.6 Phối hợp trở kháng giữa tải và nguồn

Để công suất tác dụng trên tải đạt giá trị lớn nhất thì điều kiện là:

• Nếu tải chỉ thay đổi về mođun, góc pha không thay đổi thì để công suất trên tải lớn nhất thì điều kiện là

: Điện áp nguồn

Ví dụ 3.8 Cho mạch điện như hình 3.18

Hãy xác định giá trị của RL để công suất truyền tới RL là cực đại Tính công suất cực đại đó

Hình 3.18

Suy ra : Pmax = RL.I2 = 11,18.(4,6)2 =236W

Z&

3.8 Mạch khuếch đại thuật toán

R 2

R 2

• Mạch khuếch đại đệm ( mạch lặp điện áp)

Hình 3.9

Đặc điểm : Ui = U0

Phương pháp giải bài toán OP-AMP

Bước 1: Chọn nút

Bước 2: Viết phương trình điện thế nút, (chú ý không

viết được phương trình thế nút tại ngõ ra của Amp )

Op-Bước 3: Xét đặc điểm của Op-Amp

Bước 4: Giải hệ phương trình tìm điện thế nút

Bước 5: Tìm I dựa vào định luật Ohm

R 82

Ví dụ 3.13 Cho mạch điện như hình 3.23 Biết Ug =8 V, Tính U và i.

Hình 3.23

G iải

Áp dụng phương pháp thế nút

Theo đặc điểm của Op-amp ta có Ub = Uc

Giải hệ phương trình ta có U = 4 V = Ua ; I= (Ua –U)/5 = 0 A

Hỗ cảm

Hỗ cảm đặc trưng cho tính chất tạo nên từ trường trong một

phần tử khi có dòng điện qua phần tử khác

& & &

& & &

Phương pháp giải bài toán hỗ cảm:

Chuyển sang sơ đồ phức

Hình 3.11

Để giải hỗ cảm áp dụng định luật Kirchhoff 1,2; dòng mắt lưới hoặc định lý Thevenin

Ví dụ 3.14 Cho mạch điện như hình 3.24

Tính i1,i2 và công suất P toàn mạch

Hình 3.24

Biến đổi sơ đồ mạch điện sang sơ đồ phức

Áp dụng định luật Kirchhoff 2

ta có :

i 

CHÚC CÁC EM HỌC TốT