Bài giảng Mạch điện: Phần 2 ĐH Phạm Văn Đồng

(NB) Tiếp nội dung phần 1 Bài giảng Mạch điện: Phần 2 cung cấp những kiến thức còn lại được trình bày như sau: Các phương pháp phân tích mạch điện, Mạch điện 3 pha, Mạng hai cửa, Phân tích mạch trong miền thời gian.

Trang 46

Chương 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN

Chương 4 sẽ trình bày các phương pháp để giải mạch điện tuyến tính phức tạp (có nhiều nguồn) ở chế độ xác lập hình sin trong trường hợp mạch điện không có hỗ cảm Mỗi phương pháp có các ưu điểm và nhược điểm nhất định Việc lựa chọn phương pháp giải nào sẽ phụ thuộc vào từng bài toán cụ thể

1 có tổng trở tương ứng là: Z1, Z2, Z3,…, Zn Chiều của dòng điện được chọn tùy ý

- Đối với nhánh có nguồn sức điện động, nên chọn chiều của dòng điện nhánh trùng với chiều của nguồn sức điện động

- Đối với nhánh không có nguồn sức điện động, chiều dòng điện nhánh được chọn tùy ý

* Bước 2: Viết (d - 1) phương trình theo định luật Kirchhoff 1 cho (d - 1) nút

Các phương trình này được viết dưới dạng phức có dạng:

nut k

Qui ước: Dòng điện có chiều đi vào nút mang dấu dương Dòng điện có chiều

đi ra khỏi nút mang dấu âm

* Bước 3: Viết n – (d - 1) phương trình theo định luật Kirchhoff 2 cho n – (d -

1) vòng độc lập tuyến tính nhau Các phương trình này được viết dưới dạng phức có dạng:



 

vong k vong

Qui ước: - Chọn 1 chiều tùy ý làm chiều dương của vòng

- Chiều của điện áp và chiều của sức điện động nào cùng chiều với vòng thì mang dấu dương, nếu ngược chiều với vòng thì mang dấu âm

* Bước 4: Giải hệ n phương trình, tìm được n giá trị dòng điện ở dạng số

phức Sau đó chuyển qua miền thời gian

Chú ý: Đối với mạch điện 1 chiều, nếu giải ra được giá trị dòng điện dương: Chiều thực tế của dòng điện là chiều đã chọn; nếu giải ra được giá trị dòng điện âm: Chiều thực tế của dòng điện ngược chiều đã chọn

Ví dụ 4.1 Cho mạch điện như hình vẽ 4.1 Hãy xác định dòng điện qua các

nhánh bằng phương pháp dòng điện nhánh Biết các tổng trở trong mạch

) ( 30 50

Giải:

Gọi dòng điện chạy qua các

nhánh là: I1,I2,I3 có chiều được qui

ước như hình 4.2

Mạch điện trên có d = 2 nút nên

ta viết được d – 1 = 1 phương trình

theo định luật Kirchhoff 1 cho 1 nút

Theo định luật Kirchhoff 1, ta có:

- Nút A: I1I2I30

Mạch điện có d = 2 nút, n = 3 nhánh nên ta viết được n – (d - 1) = 2 phương trình độc lập tuyến tính theo định luật Kirchhoff 2 cho 2 vòng Chọn chiều dương các vòng như hình 4.2

Theo định luật Kirchhoff 2, ta có:

1 3 3 1 1

3 2 1

0

E Z I Z I

E Z I Z I

I I I

100)

.3050(

)(0100

100)

.3050(

)(0

0 3

2

0 3

1

3 2 1

c I

I j

b I

I j

a I

I I

100 30

2

j

I I

100 30 100 )

30 50 (

100 0 100

3 3 0

I j

Trang 48

) 30 50 (

30 100 ) 30 50 (

100 1

) 30 50 (

100 )

30 50 (

3

j j

I j

j) 2,3029 2,38187647

,19411,3

)(84,217672

,02854,07121,

0

) 30 50 (

100 30 100

.2.4528,0)

) 84 , 21 sin(

2 7672 , 0 )

* Bước 1: Giả sử mạch điện có d nút, n nhánh Lúc đó ta xác định được n – (d

- 1) mạch vòng độc lập tuyến tính nhau Mỗi mạch vòng có 1 dòng điện vòng tương ứng đi qua là:

* Bước 2: Lập hệ gồm [n – (d - 1)] phương trình theo định luật Kirchhoff 2

cho n – (d - 1) vòng

* Bước 3 : Giải hệ phương trình trên ta được n – (d - 1) giá trị dòng điện vòng

* Bước 4 : Gọi tên và chọn chiều các dòng điện nhánh trong mạch

* Bước 5 : Xếp chồng các giá trị dòng điện vòng, ta được các giá trị dòng điện

nhánh Cụ thể là: InhanhIvongk

- Nếu dòng điện vòng cùng chiều với dòng điện nhánh thì mang dấu dương

- Nếu dòng điện vòng ngược chiều với dòng điện nhánh thì mang dấu âm

Mạch điện có n = 2 nút, d = 3 nhánh Theo định luật Kirchhoff 2 ta viết được

n – (d - 1) = 2 phương trình độc lập tuyến tính nhau

Giả sử chọn chiều dương của 2

mạch vòng là tùy ý như hình 4.4 Dòng

điện trong mạch vòng là I 1,I 2 có chiều

dương cùng chiều với chiều dương của

vòng

Theo định luật Kirchhoff 2, ta có:

- Vòng 1: .( 1 3) 3 E1

2 1

1 3 3

1

E).(

E.).(

2 1

2 1

Z I Z Z I

v v

v v

30100)100

3050.(

100

0100100.)100.3050.(

2 1

2 1

j I

I

I j

I

v v

v v

30100)

.30150(.100

0100

100)

.30150(

2 1

2 1

v v

v v

I j I

I I

85,320,4528

80,136952,0

2 1

4.3 Phương pháp điện thế điểm nút

* Bước 1: Xét mạch điện có d nút Chọn 1 nút tùy, giả sử điện thế tại nút đó

bằng 0 Còn lại d – 1 nút, chọn điện thế các nút đó làm ẩn là V 1,

1

V  ,…,V d1

* Bước 2: Lập hệ phương trình theo điện thế các nút Dạng tổng quát của hệ

phương trình điện thế nút như sau:

1 ) 1 )(

1 ( 3

3 ) 1 ( 2 2 ) 1 ( 1 1 ) 1 (

3 3

1 ) 1 ( 3 3

33 2 32 1 31

2 2

1 ) 1 ( 2 3

23 2 22 1 21

1 1

1 ) 1 ( 1 3

13 2 12 1 11

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

d k d

k k d

d d d

d d

k k

k d

d

k k

k d

d

k k

k d

d

J Y

E V

Y V

Y V Y V Y

J Y

E V

Y V

Y V Y V Y

J Y

E V

Y V

Y V Y V Y

J Y

E V

Y V

Y V Y V Y

k Y

E 

- Nếu nguồn dòng đó đi vào nút i thì mang dấu dương

- Nếu nguồn dòng đó rời khỏi nút i thì sẽ mang dấu âm

* Bước 6: Giải hệ phương trình trên ta được (d - 1) giá trị điện thế tại (d - 1)

nút

* Bước 7: Gọi tên và chọn chiều các dòng điện nhánh trong mạch Từ đó suy

ra giá trị dòng điện trên các nhánh Cụ thể:

- Nhánh không có nguồn như hình 4.6

Z

V V

I M N 

( Nên chọn chiều dương của dòng điện

cùng chiều với chiều dương của nguồn sức

11V Y k V k

Y   =>

11

1 1

Y

V Y V

k k

Y

V Y V

V U

k k

Ví dụ 4.3 Cho mạch điện như hình vẽ 4.8 Hãy tìm điện thế các nút của mạch

điện Sau đó tìm dòng điện trên các nhánh? Biết: 0

1 2 12 1 11

.

.

.

.

k k

k k

Y E V

Y V Y

Y E V

Y V Y

Z Z Z

10

1 10

1 5

1 1 1 1

4 3 1

1 , 0 1

Z Z Z

10

1 10

1 5

1 1 1 1

5 3 2

j j

Z

E E

5

0 100

0

1 1 1

0

2 2 2

2 , 0 2 , 0 ( 1 , 0

) ( 20

1 , 0 ).

2 , 0 2 , 0 (

2 1

2 1

b V

j V

a j V

V j

20 ).

2 , 0 2 , 0 (

2 2

60 40

2 2 ( 200 ).

2 2

Tính dòng điện trên các nhánh theo điện thế V1, V2 là:

) ( 84 , 68 23 , 10 54 , 9 692 , 3

1

1 1

Z

E V

I         

) ( 47 , 58 88 , 15 54 , 13 308 ,

2

2 2

Z

E V

I        

) ( 3 , 101 844

, 7 692 , 7 539 ,

3

2 1

Z

V V

I          

) ( 44 , 19 547 , 5 846 , 1 23 ,

trên các nhánh trong mạch điện hình 4.9

bằng phương pháp điện thế nút Biết

11V Y k.E k

Trong đó:

3 2 1 11

1 1 1

Z Z Z

2 2 1 1 1

.

Z

E Z

E E

3 2 1

1

Z Z Z

E Y V

k k

Dòng điện trên các nhánh là:

0 1

1 1 2

1     0 , 6752  j 0 , 1658  0 , 6952  13 , 80

Z

E V V

0 2

2 1 2

2     0 , 037  j 0 , 4513  0 , 4528   85 , 32

Z

E V V

0 3

2 1

3    0 , 7122  j 0 , 286  0 , 7672   21 , 84

Z

V V

- Dòng điện tổng qua các nhánh bằng tổng đại số các dòng điện qua nhánh đó

do tác động riêng lẻ của từng nguồn

- Điện áp tổng trên nhánh cũng bằng tổng đại số các điện áp trên nhánh do tác động riêng lẻ của từng nguồn

Phương pháp giải mạch điện theo nguyên lý xếp chồng:

* Bước 1: Thiết lập sơ đồ chỉ có 1 nguồn tác động Tính dòng điện và điện áp

do nguồn này gây nên (Muốn loại bỏ nguồn áp thì nối tắt nguồn áp, muốn loại bỏ nguồn dòng thì hở mạch nguồn dòng)

* Bước 2: Lặp lại bước 1 cho nguồn tiếp theo…

* Bước 3: Cộng đại số tất cả các giá trị dòng điện, điện áp do từng nguồn tác

động riêng lẻ, ta được kết quả

Ví dụ 4.5 Cho mạch điện

như hình 4.10 Hãy xác định giá

trị dòng điện trên các nhánh trong

Trang 54

3

424

2.4RR

R.RR

//

RR

3 2

3 2 3

43RR

R123 1 23    

Dòng điện I '1 là: 28,85(A)

13

3753/13

125R

E'I

4.13

375R

R

R.'I'I

3 2

3 1

2.13

375R

R

R.'I'I

3 2

2 1

4.3RR

R.RR

//

RR

3 1

3 1 3 1

12RR

R123 13 2    

Dòng điện I ''2 là: 24,23(A)

7/26

90R

E''I

4.23,24RR

R.''I''I

3 1

3 2

3.23,24R

R

R.''I''I

3 1

1 2

Dòng điện tổng trên các nhánh do 2 nguồn tác động là:

I’’1 I’’3 I’’2

E2

R2

Hình 4.11b

)A(523,2423,19''I'I

)A(2038,1062,9''I'I

- Xét tác động của nguồn sức điện động

E (hở mạch nguồn dòng), lúc đó sơ đồ tương

đương với hình 4.12a

42

12R

R

E'

I'I

2 1 2

4.4RR

R.I

"

I

2 1

Hình 4.12.b

Trang 56

3

442

2.4RR

R.I

"

I

2 1

82'I

42'I

2R

.I

U1  1 1   (V)

3

404.3

10R.I

U2  2 2   (V)

CÂU HỎI ÔN TẬP

4.1 Viết biểu thức của định luật Kirchhoff 1 dưới dạng phức

4.2 Viết biểu thức của định luật Kirchhoff 2 dưới dạng phức

4.3 Nêu các bước cần tiến hành khi giải một mạch điện bằng phương pháp dòng điện nhánh

4.5 Nêu các bước cần tiến hành khi giải một mạch điện bằng phương pháp dòng điện vòng

4.6 Nêu các bước cần tiến hành khi giải một mạch điện bằng phương pháp điện thế điểm nút

BT 4.2 Cho sơ đồ mạch điện như hình 4.2 Biết: E1 = E2 = 12V, E4 = E6 = 15V, R2 = 4, R3 = 10, R4 = 5, R5 = 5, R6 = 2,5 Hãy tìm dòng điện trong các nhánh bằng phương pháp điện thế điểm nút

BT 4.3 Cho sơ đồ mạch như

hình 4.3 Hãy xác định dòng

điện trên các nhánh biết: R1= R2

= 8, R3 = 3,125,

)45sin(

2

4

Trang 58

Chương 5 MẠCH ĐIỆN BA PHA

Chương 5 sẽ trình bày các khái niệm cơ bản về mạch điện 3 pha và các phương pháp dùng để phân tích các mạch điện 3 pha đơn giản

5.1 Khái niệm chung về mạch điện 3 pha

- Định nghĩa: Mạch điện 3 pha là mạch điện gồm nguồn điện năng 3 pha, phụ tải 3 pha và đường dây truyền tải

Nguồn điện năng 3 pha là 3 nguồn sức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau 1 góc  nào đó

Trong thực tế, người ta sử dụng nguồn điện năng 3 pha là 3 nguồn sức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau 1 góc 1200 Nguồn 3 pha như vậy gọi là nguồn 3 pha đối xứng

Kí hiệu các nguồn sức điện động 3 pha đối xứng là:

) sin(

2 ) sin(

)

) 120 sin(

2 ) sin(

)

) 120 sin(

2 ) sin(

)

Trong đó: 2.f là tần số góc (rad/s)

Đồ thị hình sin của các nguồn sức điện động 3 pha đối xứng như hình 5.1

Biểu diễn các sức điện động dưới dạng phức là:

Mỗi 1 nguồn sức điện động là 1 pha của mạch 3 pha Nối mạch 3 pha với 6 dây đến phụ tải gọi là mạch 3 pha 6 dây như hình 5.3 Trong thực tế, sử dụng mạch

3 pha 6 dây không kinh tế nên người ta chỉ sử dụng mạch 3 pha 3 dây hoặc mạch 3 pha 4 dây tùy thuộc vào cách nối mạch Có 2 cách nối mạch 3 pha là nối sao và nối tam giác

* Qui ước: Một sợi dây có 2 đầu tận cùng là 1 điểm đầu và 1 điểm cuối Điểm

đầu là A, B, C và điểm cuối là X, Y, Z

- Chiều của dòng điện chạy trong các pha của nguồn là từ điểm cuối (X, Y, Z) đến điểm đầu (A, B, C)

- Chiều của dòng điện chạy trong các pha của phụ tải là từ điểm đầu (A, B, C) đến điểm cuối (X, Y, Z)

Điểm đầu và điểm cuối trong các pha của nguồn và các pha của phụ tải không được qui ước 1 cách tùy tiện mà phải qui ước sao cho:

+ Sức điện động trong các pha của nguồn phải đối xứng: EAEBEC 0

+ Dòng điện trong các pha của phụ tải cũng phải đối xứng: IAIBIC 0

* Khái niệm phụ tải 3 pha đối xứng:

Hình 5.2 Giản đồ vectơ của nguồn sức điện động 3 pha đối xứng

Hình 5.3 Mạch điện 3 pha 6 dây nối sao – sao

Trang 60

Phụ tải 3 pha đối xứng là phụ tải có tổng trở phức của 3 pha bằng nhau, tức là:

C B

Z  

* Khái niệm mạch 3 pha đối xứng: Mạch điện 3 pha đối xứng là mạch điện có nguồn, phụ tải và tổng trở đường dây đối xứng nhau Nếu mạch điện không hội đủ 3 điều kiện trên gọi là mạch điện 3 pha không đối xứng

5.2 Mạch điện 3 pha đối xứng nối sao – sao (Y-Y)

5.2.1 Khái niệm

Cách nối hình sao của nguồn hay phụ tải là nối 3 điểm cuối (XYZ hoặc

X’Y’Z’) lại với nhau thành điểm trung tính như hình 5.4

Trong đó: O là điểm trung tính nguồn, O’ là điểm trung tính tải

OO’ là dây trung tính (có thể có hoặc không có)

AA’,BB’,CC’ là các dây pha

5.2.2 Các thông số của mạch điện 3 pha

- Điện áp pha U p: là điện áp giữa đầu và cuối 1 pha nào đó, chính là điện áp giữa dây pha và dây trung tính Kí hiệu: UA UB UC

Chú ý: Nếu xét đến tổng trở đường dây thì sẽ có điện áp pha nguồn và điện áp pha tải là khác nhau

- Điện áp dây U d: là điện áp giữa 2 dây pha Kí hiệu: UAB UBC UCA

- Dòng điện pha I p: là dòng điện chạy trong các pha của nguồn (hoặc của phụ tải), tức dòng điện chạy giữa dây pha và dây trung tính Kí hiệu: IA'O',IB'O',IC'O'

- Dòng điện dây I d: là dòng điện chạy trong các dây pha Kí hiệu: I A,I B,I C

I

' O ' B

I

' O ' C

I

5.2.3 Mối quan hệ giữa 4 đại lượng I d, I p, U d, U p

a) Tìm mối quan hệ giữa U d,

A B A

U         

)( C

B C B

U        

)( A

C A C

0

30

.

3 A j

3 B j

p

U  

Vậy khi đấu mạch điện hình sao – sao (Y - Y) đối xứng thì điện áp dây bằng

3 lần điện áp pha và nhanh pha hơn điện áp pha 1 góc 300

b) Tìm mối quan hệ giữa Id, Ip

Từ sơ đồ mạch ta thấy: IA IA 'O', IB  IB 'O', IC IC 'O' Hay Id Ip

Vậy đối với mạch điện 3 pha đối xứng nối sao – sao thì:

0

30

.

5.2.4 Công suất trong mạch điện 3 pha đối xứng sao - sao

- Công suất tác dụng của từng pha:



cos

Trang 62



cos

)(

cos

C

X R

R Z

Công suất tác dụng 3 pha:



cos 3

)(

|

|sin

C L

C L C

L

X X R

X X Z

X X

3

- Công suất toàn phần (hay công suất biểu kiến) của mạch là:

d d p

S

Q

- Công suất biểu kiến phức:

)sin.(cos

e e I U e

S e

S      

 ( ) U.e ju.I.eji U I* (5.6) Vậy: PRe{S~}; QIm{S~}

Ví dụ 5.1 Cho 1 máy phát điện 3 pha đối xứng như hình 5.6 có sức điện động

Z

Z A  B  C  8  6 () nối theo sơ đồ hình sao không có dây trung tính

Hãy tính các dòng điện dây,

dòng điện pha của nguồn và phụ tải

Tính công suất tác dụng và công suất

phản kháng mỗi pha của nguồn

Giải:

Điện áp giữa 2 điểm trung tính nguồn và tải là:

03

).(

E Y

o o k k O

87 , 36 22 2 , 13 6 , 17 6

64 , 8 23 , 20 6

8

120 220

0

30 05 , 381 120

220 0

0

9005,381120

220120

0

15005,3810

220120

0220

j I

E Q j P

S A  A A  A A    38722904 j (VA)

).64,823,20.(

120220

j I

E Q j P

S B  B  B  B B     38722904 j (VA)

) 84 , 21 63 , 2 (

120 220

.

j I

E Q j P

S C  C  C  C C    38722904 j (VA)

Vậy công suất biểu kiến của nguồn 3 pha là:

) 2904 3872

S S

S  A B  C    11616  j 8712 (VA)

- Công suất tác dụng của nguồn 3 pha là: PRe{S~}11611 (W)

- Công suất phản kháng của nguồn 3 pha: QIm{S~}18712 (VAr)

5.3 Mạch điện 3 pha đối xứng nối tam giác ( - )

5.3.1 Khái niệm

Cách nối hình tam giác của nguồn hay phụ tải là nối điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia như hình 5.7

Trang 64

Hệ thống sức điện động là 3 pha đối xứng nên: EAEBEC 0

Tải 3 pha là đối xứng nên: Z Z Z Z

A C C

Sơ đồ tương đương của mạch này được biểu diễn trên hình 5.8

5.3.2 Mối quan hệ giữa 4 đại lượng I d, I p, U d, U p

a) Tìm mối quan hệ giữa U d, U p

Từ sơ đồ ta thấy: Ud Up

b) Tìm mối quan hệ giữa I d, I p

- Dòng điện dây Idchính là: IA, IB, IC

- Dòng điện pha Ipchính là: IA ' B ' , IB ' C ', IC ' A '

I

' C ' B

I

' A ' C

I

Hình 5.8 Sơ đồ tương đương của mạch ( - )

Tại đỉnh A’, ta có:

' ' C A B

I    Tại đỉnh B’, ta có:

I    Xét tam giác OAB trên hình

5.9, ta có:

OA OA

OI

OB 2  2 cos 300  3

Nghĩa là: I A  3.I 'B'

Tương tự: I B  3 I 'C'; I C  3 I C A' hay I d  3.I p

Từ hình vẽ ta thấy: IA, IB, IC chậm pha tương ứng với IA'B', IB'C', IC'A' 1 góc

300 Vậy chuyển về số phức ta được:

0

30 ' '

3 B j

30 ' '

3 C j

30 ' '

.

3 j p

5.3.3 Công suất mạch điện 3 pha nối hình tam giác

- Công suất tác dụng của từng pha:



cos

C

Công suất tác dụng 3 pha là: P3pha3.U p.I p.cos 3.U d.I d.cos

- Công suất phản kháng của từng pha:



sin

C B

I

' '

A C

I

' ' B A

I



' '

C B

I



' '

A C

Trang 66



sin

C

Công suất phản kháng 3 pha là: Q3pha3.U p.I p.sin 3.U d.I d.sin

- Công suất toàn phần (hay công suất biểu kiến) của mạch là:

d d p

p

S3  2  2 3  3 .Mối quan hệ giữa các loại công suất là: PS cos



sin

.

.

.e S e U I e e U e I e U I

S j  j u i  j u j i  j u j i   

Vậy: PRe{S~}, QIm{S~}

Ví dụ 5.2 Cho mạch điện 3 pha nối tam giác như hình 5.10 Tải 3 pha nối tam

giác có tổng trở Z = 24 + 18.j () Đường dây 3 pha có tổng trở Zd = 1+ j () Cho hệ thống điện áp dây 3 pha đối xứng U AB, U BC, U CA với 0

Để giải bài toán này ta biến đổi

sơ đồ ( - ) thành sơ đồ tương

I

' C ' B

I

' A ' C

Tải tam giác được biến thành tải hình sao tương đương có tổng trở là:

j j

Z

3

18 24 3 '      ()

30

.

30 39 , 219

3

0 380

3

3

, 219 'B  

0

9039,219'C 

Đối với mạch 3 pha đối xứng nối hình sao, ta thấy: U O'O 0

Dòng điện trong các dây pha là:

) 6 8 ( ) 1 (

30 39 , 219 '

0

A j

j j

Z Z

E I

875 , 187 242

, 19

2

125,52242,19

0 3

2 ' '  C A j  333,27119,0

'

18 24

1 27 , 333

2 ' '  B j  11,10982,13

3

~3

' ' '

Trang 68

5.4 Mạch điện 3 pha đối xứng có nhiều tải

Xét mạch điện 3 pha đối xứng có nhiều tải như hình 5.12

Để tính mạch điện này, ta chuyển về mạch điện 3 pha đối xứng nối hình sao tương đương như hình 5.13 Trong đó:

3

' 2 2

Z

Z Đối với mạch 3 pha đối xứng nối hình sao, nếu ta nối các điểm trung tính này lại với nhau thì dòng điện trong dây trung tính phải bằng 0, tức ta có:

2 2 2

I

C

I

1 C

I

2 B

I

1 B

I

2 A

I

1 A

I

2 N

I

1 N

I

N

I

Hình 5.13

Xét pha A như hình 5.14

Tổng trở tương đương của mạch là:

2 2 1

2 2 1 1

'

) ' (

Z Z Z

Z Z Z Z Z

d

d d

Z

E I



 

Dòng điện I A1 là:

2 2 1

2 2 1

'

'

Z Z Z

Z Z I I

d

d A A

1 2

'

.

Z Z Z

Z I

I

d A

Từ IA ta suy ra: IB, IC; Từ IA1 ta suy ra: IB1, IC1; Từ IA2 ta suy ra: IB2, IC2

CÂU HỎI ÔN TẬP

5.1 Nêu khái niệm nguồn điện 3 pha đối xứng Vẽ giản đồ vectơ của một hệ thống EA,EB,EC đối xứng

5.2 Chứng minh rằng một hệ thống sức điện động 3 pha đối xứng thì:

0EE

Hãy xác định các giá trị dòng điện dây

BT 5.4 Cho mạch điện 3 pha

như hình 5.4 Biết nguồn 3 pha đối

công suất phản kháng toàn mạch

BT 5.5 Một nguồn 3 pha cân bằng đấu sao với 0

Trang 72

BT 5.6 Cho mạch điện 3 pha đối xứng có Ud = 220V cung cấp cho 2 tải như

sơ đồ hình 5.6

- Tải 1 nối hình sao có R1 = 4, X1 = 3

- Tải 2 là động cơ có P2 = 7 kW, cos = 0,6, hiệu suất  = 0,9 nối thành hình tam giác

a Tính dòng điện trong các pha của tải

b Tính dòng điện trên các đường dây Id, Id1, Id2

c Tính công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất biểu kiến trên toàn mạch

d Hãy kiểm tra định luật bảo toàn công suất trên mạch

Chương 6 MẠNG 4 CỰC (2 CỬA)

Chương 6 sẽ trình bày các khái niệm cơ bản về mạng hai cửa, các tính chất của mạng hai cửa, 6 bộ thông số cơ bản của mạng hai cửa và cách tính toán các bộ thông số của 1 mạng hai cửa bất kỳ

6.1 Khái niệm chung về mạng 4 cực

Khái niệm: Một hệ thống được gọi là mạng 2 cửa (hay mạng 4 cực) khi nó thỏa mãn điều kiện về các cửa, tức là:

1 1

'

'

I I

I I

12 11 2

1 2

1

.

I

I z z

z z I

I Z U

12 11

z z

z z

2 12 1 11 1

.

.

I z I z U

I z I z U

1 12

0 1

2 21

2 22

(): tổng trở vào của cửa 2 khi hở mạch cửa 1

Ví dụ 6.1 Cho mạng 2 cửa như hình

2 1 0 1

Z I

1 12

Z I I

U z

.

2 1

1 2 0 1

I

I Z I

2 22

I

I Z I

U z

) (

) //(

2 1

2 1

2 1

0 1

1 11

Z Z

Z Z Z Z

Z Z I

U z

n d n

n d n n

d n I





) ( 47 , 2 882 , 3 6 6 2 2 10

10 ) 6 6 ( )

(

.

1 2

2 1 0

2

1 12

j

j Z

Z Z

Z Z I

U z

n d n

n n

I





) ( 47 , 2 882 , 13 4

18

10 ) 6 6 ( ) (

.

1 2

2 1 0

1

2 21

j Z

Z Z

Z Z I

U z

n d n

n n I





) ( 176 , 1 706 , 4 4

18

10 ) 2 2 6 6 ( ) (

).

(

1 2

2 1

0 2

2 22

j j

Z Z Z

Z Z Z I

U z

n d n

n d n

12 11 2

1 2

1

.

U

U y y

y y U

U Y I

12 11

y y

y y

2 12 1 11 1

.

.

U y U y I

U y U y I

1 12

2 21

2 22

2 12 1 11 1

.

.

U h I h I

U h I h U

12 11 2

1 2

1

.

U

I h h

h h U

I H I

12 11

h h

h h

H gọi là ma trận hỗn hợp thuận

* Xác định các tham số của ma trận hỗn hợp thuận [H] như sau:

0 1

1 12

0 1

2 22

2 12 1 11 1

.

.

I g U g U

I g U g I

12 11 2

1 2

1

.

I

U g g

g g I

U G U

12 11

g g

g g

G gọi là ma trận hỗn hợp ngược

* Xác định các tham số của ma trận hỗn hợp ngược [G] như sau:

0 1

1 11

2 21

2 22

2 12 2 11 1

.

.

I a U a I

I a U a U

12 11 2

2 1

1

.

I

U a a

a a I

U A I

12 11

a a

a a

A gọi là ma trận truyền đạt thuận

* Xác định các tham số của ma trận truyền đạt thuận [A] như sau:

0 2

1 11

1 12

1 21

Các thông số truyền đạt thuận aik

được xác định như sau:

j

j Z

Z Z Z

I

Z Z I U

U a

2 2

) (

2

2 1 2

1

2 1 1 0 2

1 11

.

1 1

1 1 0 2

1 12

Z I I

U a

1 1

. 2 2

1 1 0 2

1 21

2

S j Z

Z I

I U

I a

1 1 0 2

1 22

I a

1 12 1 11 2

.

.

I b U b I

I b U b U

12 11 1

1 2

2

.

I

U b b

b b I

U B I

12 11

b b

b b

B gọi là ma trận truyền đạt ngược

* Xác định các tham số của ma trận truyền đạt ngược [B] như sau:

0 1

2 11

2 12

6.3.1 Ghép nối tiếp - nối tiếp

Để biểu diễn các mối quan hệ của các đại lượng trong hệ thống, ta chọn tham

2 12 1 11 1

' ' ' ' '

' ' ' ' '

I z I z U

I z I z U

1

I

1

'' I

2

I

2

' I

2

'' I

12 11 2

1

'

' ' '

' ' '

'

I

I z z

z z U

'I.'Z

2 12 1 11 1

'' '' '' '' ''

'' '' '' '' ''

I z I z U

I z I z U

12 11 2

1

'

' ' '

' ' '

'

I

I z z

z z U

I

I Z

1 1 1

' '

' '

U U U

U U U

1 1 1

'' '

'' '

I I I

I I I

12 12 11 11 2

2

1 1

' ' ' '

' ' ' ' '

'

' '

I

I z z z z

z z z z U

U

U U

I

I Z Z

1 2

1

.

' '

I

I Z I

I Z Z U

6.3.2 Ghép song song - song song

Để biểu diễn các mối quan hệ của các đại lượng trong hệ thống, ta chọn tham

2 12 1 11 1

' ' ' ' '

' ' ' ' '

U y U y I

U y U y I

1

I

1

'' I

2

I

2

' I

2

'' I