Có rất nhiều hiện tượng trong các thiết bị ñiện: Hiện tượng tiêu tán, hiện tượng tích phóng ñiện từ, hiện tượng tạo sóng, phát sóng, khuếch ñại, chỉnh lưu, ñiều chế … nhưng thực tế cho t
Trang 1CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Giáo viên: Ths Nguyễn Việt Sơn
Bộ môn: Kỹ thuật ño và Tin học công nghiệp
C1 - 108 - ðại học Bách Khoa Hà Nội
Trang 2Nội dung chương trình:
Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff.
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
IV Nội dung bài toán mạch.
IV Nội dung bài toán mạch.
Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa.
I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức III Phản ứng của một nhánh với kích thích ñiều hòa.
IV Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
Trang 3CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Nội dung chương trình:
Chương 3: Phương pháp cơ bản tính mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa - Graph Kirhoff
VII Lập phương trình bằng ma trận cấu trúc.
Chương 4: Tính chất cơ bản của mạch ñiện tuyến tính.
I Khái niệm chung
II Tính chất tuyến tính.
III Khái niệm hàm truyền ñạt.
IV Truyền ñạt tương hỗ và không tương hỗ.
Trang 4Nội dung chương trình:
Chương 5: Mạch ñiện tuyến tính có kích thích chu kỳ
I Khái niệm về nguồn kích thích chu kỳ.
II Cách phân tích mạch ñiện tuyến tính có kích thích chu kỳ.
III Trị hiệu dụng - công suất dòng chu kỳ
IV Hàm truyền ñạt và ñặc tính tần số.
IV Hàm truyền ñạt và ñặc tính tần số.
Chương 6: Mạng một cửa Kirhoff tuyến tính.
I Khái niệm về mạng một cửa Kirhoff.
II Phương trình và sơ ñồ tương ñương mạng một cửa có nguồn.
III ðiều kiện ñưa công suất cực ñại ra khỏi mạng một cửa.
Trang 5CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Nội dung chương trình:
Chương 7: Mạng hai cửa tuyến tính
I Khái niệm về mạng hai cửa.
II Mô tả toán học của mạng hai cửa - Phương pháp tính các bộ số ñặc trưng.
III Tính chất mạng 2 cửa tuyến tính tương hỗ.
IV Hàm truyền ñạt dòng - áp Tổng trở vào của mạng hai cửa Vấn ñề hòa hợp nguồn và tải bằng mạng hai cửa.
nguồn và tải bằng mạng hai cửa.
V Mạng hai cửa phi hỗ.
Chương 8: Mạch ñiện 3 pha.
I Khái niệm.
II Mạch 3 pha ñối xứng và không ñối xứng tải tĩnh.
III Tính và ño công suất mạch ñiện 3 pha.
IV Mạch 3 pha có tải ñộng - Phương pháp thành phần ñối xứng
V Một số sự cố trong mạch ñiện 3 pha.
Trang 6Nội dung chương trình:
Chương 9: Khái niệm cơ bản về quá trình quá ñộ trong hệ thống
I Quá trình quá ñộ trong hệ thống.
II Tính liên tục và mở rộng tính khả vi của quá trình.
III Sơ kiện và phương pháp tính sơ kiện.
Chương 10: Các phương pháp tính quá trình quá ñộ trong mạch ñiện tuyến tính.
I Phương pháp tích phân kinh ñiển.
II Phương pháp tích phân Duyamen và hàm Green.
III Phương pháp toán tử Laplace.
Trang 7CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Tài liệu tham khảo:
1 Cơ sở kỹ thuật ñiện 1 & 2 - Nguyễn Bình Thành - Nguyễn Trần Quân - Phạm Khắc
Chương - 1971.
2 Cơ sở kỹ thuật ñiện - Quyển 1 - Bộ môn Kỹ thuật ño và Tin học công nghiệp - 2004
3 Giáo trình lý thuyết mạch ñiện - PGS - TS Lê Văn Bảng - 2005.
3 Giáo trình lý thuyết mạch ñiện - PGS - TS Lê Văn Bảng - 2005.
4 Fundamentals of electric circuits - David A.Bell - Prentice Hall International
Edition - 1990.
5 Electric circuits - Norman Blabanian - Mc Graw Hill - 1994.
6 Methodes d’etudes des circuit electriques - Fancois Mesa - Eyrolles - 1987.
7 An introduction to circuit analysis a system approach - Donald E.Scott - Mc
Graw Hill - 1994.
Trang 8Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
IV Nội dung bài toán mạch.
Trang 9CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
IV Nội dung bài toán mạch.
Trang 10I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
Mạch ñiện gồm một hệ thống các thiết bị nối ghép với nhau cho phép trao ñổi năng lượng và tín hiệu
6000( )
c
m f
Hệ phương trình toán học
Xét sự truyền ñạt năng lượng
giữa các thiết bị ñiện
Hình vẽ mô phỏng thiết bị ñiện
Trang 11CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff.
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
II.1 Nguồn ñiện.
II.2 Phần tử tiêu tán trong mạch ñiện R.
II.3 Kho ñiện ðiện dung C.
II.4 Kho từ ðiện cảm L.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
IV Nội dung bài toán mạch.
Trang 12II Các hiện tượng cơ bản trong mạch Kirhoff.
Mô hình mạch Kirhoff ñược xem xét trên phương diện truyền ñạt năng lượng giữa các thiết bị trongmột mạch ñiện
Có rất nhiều hiện tượng trong các thiết bị ñiện: Hiện tượng tiêu tán, hiện tượng tích phóng ñiện từ, hiện tượng tạo sóng, phát sóng, khuếch ñại, chỉnh lưu, ñiều chế … nhưng thực tế cho thấy thường
tồn tại một nhóm ñủ hiện tượng cơ bản, từ ñó hợp thành mọi hiện tượng khác, ñó là:
Hiện tượng tiêu tán: Năng lượng ñiện từ ñưa vào một vùng và biến chuyển thành những dạng
Hiện tượng tiêu tán: Năng lượng ñiện từ ñưa vào một vùng và biến chuyển thành những dạng
năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng, quang năng … tiêu tán ñi, không hoàn nguyên lại nữa
Ví dụ : Bếp ñiện, bóng ñèn neon, ñộng cơ kéo …
Hiện tượng phát: Là hiện tượng biến các dạng năng lượng khác thành dạng năng lượng ñiện từ.
Hiện tượng phát tương ứng với một nguồn phát
Ví dụ : Pin, acqui, nhà máy thủy ñiện, nhiệt ñiện, cối xay gió …
Hiện tượng tích phóng của kho ñiện: Năng lượng ñiện từ tích vào một vùng tập trung ñiện
trường như lân cận các bản tụ ñiện hoặc ñưa từ vùng ñó trả lại trường ñiện từ
Hiện tượng tích phóng của kho từ: Năng lượng ñiện từ tích vào một vùng tập trung từ trường
như lân cận một cuộn dây có dòng ñiện hoặc ñưa trả từ vùng ñó
Trang 13Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II Các hiện tượng cơ bản trong mạch Kirhoff.
Mô hình mạch Kirhoff nghiên cứu quá trình truyền ñạt năng lượng và tìm cách mô hình hóa cáchiện tượng trao ñổi năng lượng bằng những phần tử sao cho quan hệ giữa các biến trạng thái trênchúng cho phép biểu diễn quá trình truyền ñạt năng lượng tại vùng mà chúng ñược thay thế
Với 4 quá trình năng lượng cơ bản khảo sát ñược trong mạch Kirhoff, mô hình mạch Kirhoff sẽ có
4 phần tử cơ bản, ñó là :
Nguồn ñiện (nguồn suất ñiện ñộng, nguồn dòng)↔ Hiện tượng phát
Phần tử tiêu tán (ñiện trở R, ñiện dẫn g) ↔ Hiện tượng tiêu tán
Phần tử kho ñiện (ñiện dung C) ↔ Hiện tượng tích phóng của kho ñiện
Phần tử kho từ (ñiện cảm L, hỗ cảm M) ↔ Hiện tượng tích phóng của kho từ
Trang 14II.1 Nguồn ñiện.
Trong mô hình mạch Kirhoff, các thiết bị thực hiện quá trình chuyển hóa các dạng năng lượng khác
thành ñiện năng ñược gọi là nguồn ñiện.
Quy ước: Chiều dòng ñiện chảy trong nguồn chảy từ nơi có ñiện áp thấp ñến nơi có ñiện áp cao
Pnguon = u i < 0 phát công suất
Pnguon = u i > 0 nhận công suất
Phân loại:
Phân loại:
Nguồn ñộc lập: Các trạng thái của nguồn (biên ñộ, tần số, hình dáng, góc pha …) chỉ tùy
thuộc vào quy luật riêng của nguồn mà không phụ thuộc vào trạng thái bất kỳ trong mạch
Ví dụ: Nguồn áp, nguồn dòng …
Nguồn lệ thuộc: Các trạng thái của nguồn bị phụ thuộc (ñiều khiển) bởi một trạng thái nào ñó
trong mạch ñiện
Ví dụ: Nguồn áp bị ñiều khiển bởi dòng, nguồn áp bị ñiều khiển bởi áp; nguồn dòng bị ñiều
khiển bởi dòng, nguồn dòng bị ñiều khiển bởi áp …
Trang 15Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II.1 Nguồn ñiện.
Nguồn áp:
ðịnh nghĩa: Nguồn áp e(t) là một phần tử sơ ñồ mạch Kirhoff có ñặc tính duy trì trên hai cực
của nó một hàm ñiện áp, còn gọi là sức ñiện ñộng e(t) xác ñịnh theo thời gian, và không phụ thuộc vào dòng ñiện chảy qua nó
Biến trạng thái: ðiện áp trên hai cực của nguồn ðối với một nguồn áp lý tưởng, giá trị của
ñiện áp trên hai cực của nguồn không phụ thuộc vào giá trị của tải nối với nguồn
Phương trình trạng thái: u(t) = - e(t)
Ký hiệu:
(Chiều của mũi tên là chiều quy ước của dòng ñiện sinh ra bởi nguồn)
Cách nối: Nguồn áp ñược nối trong nhánh của mạch ñiện (tránh ngắn mạch nguồn áp)
i(t) e(t)
u(t) Nguồn lý tưởng (R ng = 0)
Nguồn thực (R ng ≠ 0)
i(t) e(t)
u(t)
R ng
Trang 16II.1 Nguồn ñiện.
Nguồn dòng:
ðịnh nghĩa: Nguồn dòng j(t) là một phần tử sơ ñồ mạch Kirhoff có ñặc tính bơm qua nó một
hàm dòng ñiện i(t) xác ñịnh, không tùy thuộc vào ñiện áp trên hai cực của nó
Biến trạng thái: Dòng ñiện chảy qua nguồn ðối với một nguồn dòng lý tưởng, giá trị của
dòng ñiện sinh ra bởi nguồn không phụ thuộc vào giá trị của tải nối với nguồn
Phương trình trạng thái: i(t) = j(t)
Ký hiệu:
(Chiều của mũi tên là chiều quy ước của dòng ñiện sinh ra bởi nguồn)
Cách nối: Nguồn dòng ñược nối vào hai cặp ñỉnh của mạch ñiện (tránh hở mạch nguồn dòng)
j(t)
i(t)
Nguồn lý tưởng (R ng = ∞)
j(t)
i(t) R ng
Nguồn thực (R ng < ∞)
Trang 17Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II.2 Phần tử tiêu tán - ðiện trở R - ðiện dẫn g.
Hiện tượng: Khi có một dòng ñiện chạy qua một vật dẫn ñiện vật dẫn nóng lên do có sự chuyển hóa ñiện năng thành nhiệt năng Ví dụ: Bếp ñiện, bàn là …
ðịnh nghĩa: ðiện trở là phần tử ño khả năng tiêu tán của vật dẫn.
Biến trạng thái: u(t), i(t).
Phương trình trạng thái: ( )
( )
u t r
i t g
( ) ( )
Trang 18II.3 Kho ñiện - ðiện dung C.
Hiện tượng: Xét 2 vật dẫn ñặt tương ñối gần nhau, có bề mặt ñối nhau rộng và ngăn cách nhau bởi
chân không hoặc chất ñiện môi Nếu ñặt lên chúng một ñiện áp u(t) thì trong lân cận bề mặt vật dẫn
sẽ tập trung một ñiện trường hình thành một kho ñiện
ðịnh nghĩa: ðiện dung C là thông số ñặc trưng cho khả năng phóng - nạp ñiện của kho ñiện.
Biến trạng thái: u(t), i(t).
Phương trình trạng thái: i t( ) = dq t( ) = ∂ ∂q u t( ) i t( )=C du t dt( ) Ký hiệu:
Ký hiệu:
C
u(t) i(t)
q
C const u
Trang 19Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Hiện tượng: Khi một dây dẫn hoặc một cuộn dây có dòng ñiện i(t) chảy qua trong vùng lân cận
của vật dẫn tập trung một từ trường (kho từ)
ðịnh nghĩa: ðiện cảm L là thông số ñặc trưng cho khả năng tích lũy năng lượng từ trường cuộn dây
Biến trạng thái: u(t), i(t).
u t L
dt
=
1 ( ) ( ).
Trang 20II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Hiện tượng tự cảm:
utc(t)
Xét một cuộn dây L, có dòng ñiện biến thiên i(t)
Theo luật Lenx: Dòng ñiện i(t) sinh ra từ thông ψ(t)
biến thiên có chiều chống lại sự biến thiên của dòng ñiện
sinh ra nó (chiều của từ thông ñược xác ñịnh theo quy tắc
vặn nút chai).
Từ thông biến thiên sinh ra một sức ñiện ñộng tự cảm u (t) trên cuộn dây
Ψ(t)
Từ thông biến thiên sinh ra một sức ñiện ñộng tự cảm utc(t) trên cuộn dây
( ) ( )
Ngược lại, xét một cuộn dây L, và tồn tại một từ thông
ψ(t) móc vòng qua cuộn dây
Nếu mạch kín, từ thống ψ(t) sẽ sinh ra một dòng ñiện tự cảm itc(t) biến thiên có chiều chống lại
sự biến thiên của từ thông sinh ra nó (chiều của dòng ñiện tự cảm ñược xác ñịnh theo quy tắc vặn nút chai)
Ψ(t)
Trang 21Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Trang 22II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Tương tự, nếu trong cuộn dây L2 có dòng ñiện biến thiên i2(t) chạy qua sinh ra từ thông
2
( ) ( ) di t
u t L
dt
=
ψ22(t) biến thiên móc vòng qua các vòng dây của L2 sinh ra ñiện áp cảm ứng u22(t)
Một phần của nó ψ12(t) móc vòng qua các vòng dây của cuộn dây L1 sinh ra sức ñiện ñộngcảm ứng u12(t) trên cuộn L1
∂ M12: hệ số hỗ cảm của cuộn L1 do i2 gây ra
ðiện áp tổng trên 2 cuộn dây: u t1( ) u11( )t u12( )t L1.di1 M12 di2
Trang 23Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Cực tính của cuộn dây:
Thực tế, các cuộn dây không có cực tính, tuy nhiên ñể xác ñịnh ñược chiều của các ñiện áp tự cảm và hỗ cảm, người ta ñưa vào khái niệm cực tính của cuộn dây
Trong không gian, việc xác ñịnh chiều của từ thông ñược thực hiện theo quy tắc vặn nút chai: Nếu biết chiều của dòng ñiện so với vị trí của cuộn dây (chảy qua cuộn dây theo chiều thuận hay ngược kim ñồng hồ) thì ta sẽ xác ñịnh ñược chiều ñiện áp cảm ứng
Khi mô hình hóa cuộn dây trong sơ ñồ mạch Kirhoff, chúng ta mất ñi thông tin về không gian
Khi mô hình hóa cuộn dây trong sơ ñồ mạch Kirhoff, chúng ta mất ñi thông tin về không gian (chiều quấn của cuộn dây) ñể xác ñịnh ñược chiều ñiện áp hay từ thông, người ta dùng dấu *
ñể ñánh dấu Vậy ta sẽ biết ñược chiều của dòng ñiện so với vị trí của cuộn dây (chảy từ cực có *
sang cực kia hoặc ngược lại) Chiều ñiện áp tự cảm và ñiện áp hỗ cảm sẽ luôn cùng chiều với
chiều của dòng ñiện sinh ra nó.
Trang 24II.4 Kho từ - ðiện cảm L - Hỗ cảm M.
Ví dụ 2: Tính ñiện áp trên 2 cuộn dây L 1 và L 2 trong các trường hợp sau.
Trang 25CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III.1 Luật Ohm.
III.2 Luật Kirhoff 1 & 2.
III.3 Luật cân bằng công suất.
IV Nội dung bài toán mạch.
Trang 26III.1 Luật Ohm.
Phát biểu: Luật Ohm biểu diễn mối quan hệ giữa hai biến trạng thái dòng ñiện và ñiện áp trên cùng
Ví dụ 1: Xét mạch ñiện nối tiếp như hình vẽ Viết phương trình quan hệ dòng - áp.
ZAB: Tổng trở tương ñương của nhánh AB
YAB: Tổng dẫn tương ñương của nhánh AB
Trang 27Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
III.1 Luật Ohm.
Ví dụ 2: Xét mạch ñiện song song như hình vẽ Viết phương trình quan hệ dòng - áp.
ZAB: Tổng trở tương ñương của nhánh AB
YAB: Tổng dẫn tương ñương của nhánh AB
Trang 28III.2 Luật Kirhoff 1 và Kirhoff 2.
Luật Kirhoff 1: Tổng các dòng ñiện tại một nút bằng không, với quy ước:
Dòng ñiện ñi vào nút mang dấu âm.
Dòng ñiện ñi ra nút mang dấu dương.
Luật Kirhoff 2: Tổng ñiện áp rơi trong một vòng kín bằng tổng các nguồn áp có trong vòng kín ấy,
với quy ước:
k nut
i t =
∑
với quy ước:
ðiện áp (nguồn áp) cùng chiều với chiều của vòng kín thì mang dấu dương
ðiện áp (nguồn áp) ngược chiều với chiều của vòng kín thì mang dấu âm.
Chú ý: Mạch Kirhoff có (n) nhánh và (d) ñỉnh Số phương trình ñủ cho:
Luật Kirhoff 1: (d - 1) phương trình
Luật Kirhoff 2: (n - d +1) phương trình
Tổng: (n) phương trình ñủ số phương trình ñể giải và tính mạch Kirhoff có (n) nhánh
Trang 29Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
III.2 Luật Kirhoff 1 và Kirhoff 2.
Ví dụ: Lập phương trình mạch theo luật Kirhoff 1 và 2 cho mạch ñiện sau.
Trang 30III.3 Luật cân bằng công suất.
Phát biểu: Tổng công suất trong một hệ cô lập bằng không.
k hekin
∑
Trang 31CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 1: Khái niệm về mô hình mạch Kirhoff
I Khái niệm về mô hình trường - mô hình hệ thống.
II Các hiện tượng cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
III Các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
IV Nội dung bài toán mạch.
Trang 32V Nội dung bài toán mạch.
Sơ ñồ mạch Kirhoff mô tả với các biến nhánh cùng các luật K1, K2 và luật Ohm mở rộng ñược sửdụng nhằm nghiên cứu các quá trình năng lượng trên các thiết bị ñiện
Có hai loại bài toán mạch:
Bài toán tổng hợp: Là bài toán cho biết tính quy luật của quan hệ giữa các tín hiệu dòng, áp
hoặc cho biết những nghiệm dòng, áp cần có ứng với những kích thích cụ thể Yêu cầu cần lậpphương trình của hệ hoặc lập sơ ñồ mạch với kết cấu và thông số cụ thể cho phép thực hiện
phương trình của hệ hoặc lập sơ ñồ mạch với kết cấu và thông số cụ thể cho phép thực hiệnñược những quy luật ñó
Bài toán phân tích mạch: Là bài toán cho một thiết bị ñiện hoặc sơ ñồ mạch của nó với kết
cấu và thông số ñã biết, cần lập phương trình mạch, dựa vào ñó khảo sát các hiện tượng vàquan hệ giữa các biến hoặc tìm lời giải về một số biến, dòng áp cụ thể Bài toán phân tích liênquan tới việc khảo sát ñịnh tính, ñịnh lượng một hệ phương trình vi tích phân hoặc giải nghiệm
cụ thể
Chương trình học này chú trọng xét bài toán phân tích và chỉ nêu sơ lược về bài toán tổng hợp
Trang 33CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa.
I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức
III Phản ứng của một nhánh với kích thích ñiều hòa.
IV Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
Trang 34Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa.
I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức
III Phản ứng của một nhánh với kích thích ñiều hòa.
IV Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
Trang 35Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa
I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
Hàm ñiều hòa là các hàm mà biểu diễn toán học của nó có dạng sin hoặc cos của biến thời gian t
Ví dụ: i(t) = Im.sin(ωt + φ) hoặc e(t) = Em.cos(ωt + φ) e(t)
Cặp thông số biên ñộ - pha làm thành một cặp thông số
ñặc trưng của hàm ñiều hòa
Quan hệ: Im = I 2 ; Em = E 2
Góc pha: ωt + φ (rad)
Góc pha ban ñầu: φ [rad] cho biết trạng thái ban ñầu
của hàm ñiều hòa khi t = 0
Tần số góc: ω [rad/s] ño tốc ñộ biến thiên của hàm
= = Nếu các hàm ñiều hòa có cùng tần số thì
chúng ñược phân biệt bởi 2 thông số duynhất: Biên ñộ - Pha ban ñầu.
Trang 36I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
Biểu diễn các hàm ñiều hòa bằng ñồ thị vector:
Mỗi hàm ñiều hòa ñặc trưng bởi 2 thông số: Trị hiệu dụng và góc pha (I, ωt + φ) cho phépbiểu diễn bằng những vector trên mặt phẳng pha:
ðộ dài vector tỷ lệ với trị hiệu dụng của hàm ñiều hòa
Góc giữa vector với trục hoành tỷ lệ với góc pha (ωt + φ)
I 1
ϕ
1
ω1
Nếu các hàm ñiều hòa cùng tần số chúng ñặc trưng bởi cặp thông số trị
hiệu dụng - góc pha ban ñầu (I, φ) Cho phép ta thực hiện các phép toán
Trang 37CƠ SỞ KỸ THUẬT ðIỆN 1
Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa
I Hàm ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.
II Số phức - Biểu diễn hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức
II.1 Khái niệm.
II.1 Khái niệm.
II.2 Các phép toán cơ bản.
III.3 Biểu diễn các hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức.
III Phản ứng của một nhánh với kích thích ñiều hòa.
IV Dạng ảnh phức của các luật cơ bản trong mô hình mạch Kirhoff.
Trang 38II.1 Khái niệm
Nguồn gốc: Giải phương trình bậc 2, có Deltal âm
Số phức là một cặp 2 thành phần, số thực a, và số ảo j.b, với ñịnh nghĩa nó là tổng a + j.b, trong ñó
ϕ ϕ
Trang 39Chương 2: Mạch tuyến tính ở chế ñộ xác lập ñiều hòa
II.2 Các phép toán cơ bản.
V
V V
1 1
V
V V
Trang 40II.3 Biểu diễn các hàm ñiều hòa trong miền ảnh phức.
Các hàm ñiều hòa cùng tần số i(t), e(t), j(t), u(t) ñặc trưng bởi cặp số: Trị hiệu dụng - góc pha ban ñầu có thể diễn chúng bằng những số phức (ảnh phức của hàm ñiều hòa) có: