Bài giảng mạch điện ii

Hệ số phẩm chất xác định tại tần số cộng hưởng  Nếu điểm cực đơn độc nằm gần trục j thì đáp ứng tần số của mạch tại có xấp xỉ và dải nửa công suất  Khi cộng hưởng PF đơn vị, tổng

Jun-13 105

 Hệ số phẩm chất được định nghĩa

 Với mạch thông dải RLC nối tiếp, cộng hưởng cực đại và cộng hưởng PF đơn vị xảy ra

Dải nửa công suất

Hệ số phẩm chất xác định tại tần số cộng hưởng

 Nếu điểm cực đơn độc

nằm gần trục j thì đáp ứng

tần số của mạch tại

có xấp xỉ

và dải nửa công suất

 Khi cộng hưởng PF đơn vị,

tổng năng lượng trung bình

tích lũy trong từ trường và

điện trường bằng nhau.

Năng lượng tích lũy đỉnh Năng lượng tiêu tán trong 1 chu kì

C14 Biến đổi Laplace và chuỗi Fourier

14.1 Biến đổi Laplace

14.2 Khai triển phân thức đơn giản

14.3 Giải các phương trình LTI

14.4 Phân tích mạch bằng biến đổi Laplace

14.5 Đáp ứng với xung và tích chập

14.6 Chuỗi Fourier

14.7 Đáp ứng mạch với kích thích chu kì

14.1 Biến đổi Laplace

Định nghĩa

 Miền hội tụ, hoành độ hội tụ

 Tín hiệu nhân quả (causal)

 Biến đổi một – một, cặp biến đổi Laplace

14.2 Khai triển phân thức đơn giản

: thặng dư của G(s) tại cực s i

14.2 Khai triển phân thức đơn giản

Ví dụ 14.11

 Dạng

 Các hệ số xác định trực tiếp từ công thức Heaviside

 Có thể thực hiện theo các phương pháp 1 và 2

Bước 3 3 : Khai triển ảnh tìm được thành các phân

thức đơn giản có trong bảng tra.

Bước

Bước 4 4 : Sử dụng bảng tra và các tính chất của

14.3 Giải các phương trình LTI

14.4 Phân tích mạch bằng LT

Bước 1 : Chuyển mạch dạng về dạng Laplace.

Bước 2 : Sử dụng các phương pháp phân tích

mạch trong miền tần số thích hợp để

tìm ảnh Laplace của đáp ứng cần tìm

(chẳng hạn Vo( s )).

Bước

Bước 3 3 : Sử dụng biến đổi Laplace ngược để

xác định đáp ứng trong miền thời gian

Ví dụ 14.19

Biến đổi Laplace ngược cho kết quả cần tìm

Ghi nhớ: Khi phân tích mạch bằng biến đổi Laplace, các

điều kiện đầu đã được đưa vào các phần tử mạch

trong miền tần số (Laplace)

14.5 Đáp ứng xung và tích chập

 Quan hệ vào - ra

với điều kiện đầu

 Chuyển vế trái sang dạng Laplace

Đáp ứng năng lượng dự trữ

 Có thể tìm đáp ứng cưỡng bức của mạch thông qua việc tính tích

chập của đáp ứng xung với đầu vào

Bước 1 1:: Biểu diễn đầu vào bằng tổng các sóng

hình sin tương ứng (chuỗi Fourier).

Biểu diễn dạng sin-cosin

với:

14.6 Chuỗi Fourier

Biểu diễn dạng sin-cosin

Công suất chuẩn hóa – công suất tiêu tán

trung bình của tín hiệu trên điện trở 1 Ω

Định lí Parseval: Công suất chuẩn hóa

suất chuẩn hóa từng thành phần Fourier

của v ( t ).

14.6 Chuỗi Fourier

Biểu diễn dạng biên độ-pha

Trong đó:

và

Biểu diễn dạng biên độ-pha

 TC TC1 1:: Nếu tín hiệu chu kì là hàm số chẵn thì

chuỗi Fourier cũng chỉ bao gồm các thành phần

hàm số chẵn.

 TC TC2 2:: Nếu tín hiệu chu kì là hàm số lẻ thì chuỗi

Fourier cũng chỉ bao gồm các thành phần hàm

số lẻ.

 TC TC3 3:: Nếu tín hiệu chu kì là hàm số đối xứng

nửa chu kì thì chuỗi Fourier cũng chỉ bao gồm

các thành phần hàm số đối xứng nửa chu kì.

Jun-13 141

 Biểu diễn đầu vào ở dạng tổng các sóng

sin (chuỗi Fourier).

14.8 Biến đổi Fourier

Định nghĩa

 Biến đổi Fourier (phân tích Fourier)

 Biến đổi Fourier ngược (tổng hợp Fourier)

14.8 Biến đổi Fourier

Ví dụ 15.6

14.8 Biến đổi Fourier

Quan hệ giữa chuỗi & biến đổi Fourier

trị của biến đổi Fourie tại các tần số rời rạc (nếu

không kể hệ số 1/T)

Jun-13 149

 Các tín hiệu chu kì T trong tự

nhiên và kĩ thuật đều có thể

coi là tổng của các sóng sin có

 Nếu v ( t ) lẻ, an= 0, với n = 0,1,2,…

 Nếu v ( t ) đối xứng nửa sóng, a0

= an= bn= 0, với n = 2,4,6,…

 Phổ một phía của biên độ, pha

và công suất được vẽ với f ≥ 0.

 Định lí Parseval với t.hiệu thực:

Tổng kết chương 14

 Dạng phức của chuỗi Fourier:

 Nếu t.hiệu thực thì:

 Phổ hai phía của biên độ và

pha được vẽ với

 Biến đổi Fourier

C15 Các mạch tương đương (MTĐ)

cho mạng 3 cực và mạng 2 cửa

15.1 Mạch tương đương tổng trở cho mạng 3 cực

15.2 Mạch tương đương tổng dẫn cho mạng 3 cực

15.3 Quan hệ giữa các thông số tổng trở - tổng dẫn

15.4 Mạch tương đương hỗn hợp h cho mạng 3 cực

15.5 Các mạch tương đương cho mạng 2 cửa

15.6 Biến đổi sao – tam giác

Tổng kết C15

15.1 MTĐ tổng trở cho mạng 3 cực

 Từ các phasor dòng điện và điện áp, đặt một cặp là

biến độc lập (các đầu vào), cặp còn lại là biến phụ

thuộc (các đầu ra)

Mạng 3 cực LTI với

các nguồn độc lập

Đầu vào Đầu ra Thông số

Tổng trở z Tổng dẫn y Hỗn hợp h Hỗn hợp g

 Đặt các phasor dòng điện là biến độc lập (các

đầu vào), các phasor điện áp là biến phụ thuộc

(các đầu ra) được xác định theo

15.2 MTĐ tổng dẫn cho mạng 3 cực

vào), các phasor dòng điện là biến phụ thuộc

(các đầu ra) được xác định theo

15.4 MTĐ hỗn hợp h cho mạng 3 cực

là biến độc lập, các phasor điện áp cực 1 và dòng

điện cực 2 là biến phụ thuộc được xác định theo

Các thông số hỗn hợp được xác định qua

15.4 MTĐ hỗn hợp h cho mạng 3 cực

 Mạng hai cửa – dòng điện

Mạng

ba cực Mạng bốn cực

Quan hệ giữa các điện áp oc và dòng điện sc

aaa

15.6 Biến đổi tương đương Y - 

 Mạch sao (Y) có thểbiến đổi thành mạchtam giác () tươngđương và ngược lại

Khái niệm

Từ thông tản 1: l1

Từ thông tản 2: l2

Từ thông móc vòng với cuộn dây

2 sinh ra bởi dòng điện 1: 21

Từ thông móc vòng với cuộn dây

1 sinh ra bởi dòng điện 2: 12

16.1 Hỗ cảm trong miền thời gian

16.1 Hỗ cảm trong miền thời gian

tuyến tính thực

nhằm đưa công suất cực đại ra tải

các thành phần tần số không mong muốn

chức năng kể trên

Các mạch tương đương T và 

Mạch tương đương T Mạch tương đương

Mạch tương đương T Mạch tương đương 

16.3 Máy biến áp lí tưởng

Tổng trở quy đổi

16.3 Máy biến áp lí tưởng

Phân tích mạch có mba lí tưởng - Ví dụ 17.13

Jun-13 181

 Điện áp (tự) cảm ứng

trong một cuộn dây tỉ lệ

với đạo hàm dòng điện

qua cuộn dây đó Hằng số

tỉ lệ - độ tự cảm L Trong

các cuộn dây có liên kết,

xuất hiện thêm thành

 Cuộn dây liên kết biến đổi tổng trở,

 Cuộn dây liên kết tạo ra các hàm truyền dòng điện

và điện áp hữu dụng

 Có thể sử dụng các mạch tương đương T và cho các cuộn dây liên kết

Tổng kết chương 16

 Máy biến áp lí tưởng có:

- Điện trở các cuộn dây bằng

số giữa dòng điện áp thứ

và sơ cấp bằng tỉ số sốvòng dây với dấu ngược lại

 Tổng trở quy đổi với hệ sốbằng bình phương tỉ sốvòng dây

C17 Mạch điện lực 1 pha và 3 pha

17.1 Hệ thống điện 1 pha 3 dây

17.2 Nguồn điện 3 pha

17.3 Phụ tải điện 3 pha

17.4 Hệ thống điện 3 pha

17.5 Công suất tức thời

17.6 Đo công suất

Tổng kết C17

17.1 Hệ thống điện 1 pha 3 dây

 Quy ước trong hệ thống điện:

các phasor dòng điện và điện

HT điện

Phụ tải dân sinh

HT điện

Phụ tải dân sinh

17.2 Nguồn điện 3 pha

 Hầu hết năng lượng điện

ở dạng 3 pha

 Máy phát điện 1 pha tạo

ra nguồn điện hình sin 1

pha

 Máy phát điện 3 pha tạo

ra nguồn điện hình sin 3

pha

17.2 Nguồn điện 3 pha

17.2 Nguồn điện 3 pha

Nguồn nối sao (Y)

 Các đầu cực được nối với

nhau Cấp năng lượng qua

3 hoặc 4 cực

 Nối các đầu cực a’, b’ và c’

với nhau tạo ra điểm trung

tính n

 Quan hệ giữa phasor điện

áp dây (dây-dây) và điện

áp pha (dây-trung tính):

 Hiệu dụng: 3 1/2  1,732

 Pha: Nhanh pha 30 ( abc )

Nguồn nối tam giác ()

 Nối các đầu cực a’-b, b’-c,

và c’-a với nhau tạo ra vòng

kín

 Phasor điện áp dây bằng

phasor điện áp pha tương

ứng

 Quan điểm sử dụng: chỉ cần

biết điện áp dây mà không

cần thiết phải biết cách

thức nối nguồn

17.3 Phụ tải 3 pha

Tải nối sao (Y) đối xứng

 Điện áp pha và điện áp dây

có quan hệ:

 Dòng điện pha bằng dòng

điện dây

 Công suất phức:

17.3 Phụ tải 3 pha

Tải nối tam giác () đối xứng

 Điện áp pha bằng điện áp dây

Ví dụ 18.4

 Giải:

 công suất phức trên tải 1 và 2

 công suất phức toàn hệ thống

17.4 Hệ thống điện 3 pha

Cải thiện hệ số công suất

 Xác định công suất cần bù để

nâng PF tới giá trị cần thiết

 công suất phức cần cải thiện

 công suất phức thiết bị bù

 công suất phức tổng

17.4 Hệ thống điện 3 pha

Ví dụ 18.7

 Hệ thống gồm 2 tải nối vào nguồn 3 pha 440V:

 công suất phức tải 1:

 tải 2 là động cơ đồng bộ - thiết bị bù - có công suất tác dụng

17.5 Công suất tức thời

 Công suất tức thời của hệ thống 3 pha đối xứng là hằng số

và bằng công suất trung bình

 Đo công suất trung bình

bằng wattmeter

 Wattmeter có 1 cuộn dây

dòng (tiết diện dây lớn, ít

vòng) và 1 cuộn dây điện

áp (tiết diện dây nhỏ,

 Phần lớn năng lượng điện

được phát, truyền tải và

tiêu thụ dưới dạng điện

 Đối với cách nối Y:

- Điện áp pha là điện áp dây-trung tính.

- Với thứ tự pha abc , so với điện

áp pha tương ứng, điện áp dây nhanh pha hơn 30 và có giá trị hiệu dụng lớn hơn căn 3 lần.

- Dòng điện dây bằng dòng điện pha

Tổng kết chương 17

 Đối với cách nối :

- Điện áp pha bằng điện áp dây.

- Với thứ tự pha abc , so với dòng

điện pha tương ứng, dòng điện

dây chậm pha hơn 30 và có

giá trị hiệu dụng lớn hơn căn 3

lần.

một tải ba pha đối xứng bất

kỳ là

là góc pha của tổng trở.

một tải ba pha đối xứng nối Y:

một tải ba pha đối xứng nối