Bài giảng Giải tích mạch - Chương 1: Các khái niệm và định luật cơ bản
Giải tích Mạch
Số tín chỉ : 4
Số tiết 75 :
45LT + 15BT
15 TN
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản .
Chương 2: Phân tích mạch ở chế độ xác lập điều hòa.
Chương 3: Phương pháp phân tích mạch - Các mạch
điện đặc biệt.
Chương 4: Phân tích mạch quá độ.
Bài giảng Giải tích Mạch 2015
1
Giáo trình & Tài liệu
Mạch điện 1 & Mạch điện 2
NXB ĐHQG
Phạm thị Cư, Lê Minh Cường, Trương Trọng Tuấn Mỹ
Bài tập Mạch điện 1 & Bài tập Mạch điện 2
NXB ĐHQG
Phạm thị Cư, Lê Minh Cường, Trương Trọng Tuấn Mỹ
E-learning
Bài giảng Giải tích Mạch 2015
2
Đánh giá
Thi viết – không dùng tài liệu
Đánh giá trên lớp: 30%
15% BT + KT trên lớp (không báo trước).
15% GK (45’ – 60’ có báo trước).
Bài thi cuối kỳ: 50% thi viết (90’ – 120’)
Thí nghiệm 20% ( TN 0đ → Điểm tổng kết 0đ )
Bài giảng Giải tích Mạch 2015
3
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.1 Giới hạn và phạm vi ứng dụng của bài toán mạch
1.2 Các phần tử mạch
1.3 Công suất và năng lượng
1.4 Phân loại mạch điện
1.5 Các định luật cơ bản & biến đổi tương đương
Bài giảng Giải tích Mạch 2012
4
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.1 Giới hạn & phạm vi áp dụng bài toán mạch
Mục đích môn học: Phân tích các hiện tượng vật
lý (quá trình điện từ) .
Các dạng bài toán thường dùng:
Mô hình mạch: mô hình chỉ phụ thuộc vào thời
gian X(t). Mô hình tương đối đơn giản.
Mô hình trường: mô hình phụ thuộc vào các biến
không gian X(x,y,z,t). Mô hình này tương đối chính
xác nhưng phức tạp về mặt tính toán.
Bài giảng Giải tích Mạch 2015
5
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Vị trí môn học
ΣI
G G ...G
V
V1
11 12
1n
1
Giải và tìm đáp án
các yêu cầu
ΣIV
G21 G22...G2n V 2
2
=
của bài toán
...
...
...
Vm
Gm1 Gm2...Gm3
ΣI
Vm
Bài giảng Giải tích Mạch 2015
6
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.2 Các phần tử mạch
Mạch điện: là một hệ
gồm các thiết bị điện,
điện tử được gắn kết
với nhau bằng dây dẫn
thành vòng kín trong
đó xảy ra các quá trình
truyền đạt, biến đổi
năng lượng hay các tín
hiệu điện từ.
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Cấu trúc phần tử mạch
PHẦN TỬ 4 CỰC
PHẦN TỬ 2 CỰC PHẦN TỬ 3 CỰC
Các
phần
tử
khác
R, L, C,…
Máy biến áp…
BJT, FET…
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Điện trở
. Đặc trưng cho tổn hao công suất trong mạch điện.
. Quan hệ dòng áp trên 2 cực theo định luật Ohm:
u(t) = Ri(t)
. R : điện trở đơn vị Ohm (Ω)
. Ký hiệu trong sơ đồ
i(t)
R
i(t)
R
u(t)
u(t)
Điện trở tuyến tính
Điện trở phi tuyến
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Điện cảm
. Đặc trưng cho tích phóng năng lượng từ trường.
. Quan hệ dòng áp trên điện cảm tuyến tính:
t
1
diL (t)
iL (t) = uL (t)d +t iL (t0 )
uL (t) = L
∫
L t
0
dt
. L : điện cảm (độ tự cảm) đơn vị Henry (H)
. Ký hiệu trong sơ đồ:
i(t)
L
u(t)
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Điện dung
. Đặc trưng cho tích phóng năng lượng điện trường.
. Quan hệ dòng áp trên điện dung tuyến tính:
t
1
duC (t)
uC (t) = iC (t)d +tuC (t0 )
iC (t) = C
∫
C t
dt
0
. C : điện dung đơn vị Fara (F)
. Ký hiệu trong sơ đồ:
i(t)
C
u(t)
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Hỗ cảm
ψ11
ψ22
. Là hiện tượng xuất hiện từ
trường trong cuộn dây do
dòng điện trong cuộn dây
khác tạo nên.
i1
i2
ψ12
ψ21
u1
u2
L1
L2
dψ11 dψ12
u1 = ± ±
dt dt
ψ11 = L i
1 1
dψ22 dψ21
ψ22 = L2i2
u2 = ±
±
dt dt
ψ21 ψ12
M = =
. Hệ số hỗ cảm M:
i1 i2
M
. Mức độ ghép giữa 2 cuộn dây
xác định thông qua hệ số ghép k.
k =
0 < k <1
L L
1 2
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Hỗ cảm
i1
M i2
L2
di1
di2
dt
di1
dt
u1 = ±L ± M
1
dt
L1
u1
u2
di2
u2 = ±L2 ± M
dt
di1 di2
u1 = +L − M
1
dt
dt
di1
dt
Xét dấu theo vị trí các cực cùng
tên đối với chiều các dòng điện
di2
u2 = −L2 + M
dt
Xét dấu theo chiều dòng điện đang chảy
trong cuộn dây đối với chiều sụt áp
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Nguồn áp
i(t)
Nguồn áp độc lập:
u(t)
e(t)
.Với quan hệ u(t) = e(t)
.Trong đó u(t) không phụ thuộc dòng điện i(t) cung cấp từ
nguồn và chính bằng sức điện động của nguồn.
Nguồn áp phụ thuộc:
.u(t) quan hệ phụ thuộc theo áp
hoặc dòng trên một nhánh khác.
+
u(t)=α.u1(t)=βi2(t)
-
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Nguồn dòng
i(t)
Nguồn dòng độc lập:
u(t)
j(t)
.Với quan hệ i(t) = j(t)
.Trong đó i(t) không phụ thuộc điện áp u(t) .
Nguồn dòng phụ thuộc:
i(t)=α.i1(t)=βu2(t)
.i(t) quan hệ phụ thuộc theo áp
hoặc dòng trên một nhánh khác.
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.3 Công suất và năng lượng
Công suất
p(t) = u(t).i(t)
. Công suất tức thời :
i(t)
p(t) : công suất tức thời đơn vị Watt [W]
u(t) : điện áp tức thời đơn vị Volt [V]
i(t) : dòng điện tức thời đơn vị Amper [A]
Phần tử
u(t)
p(t) > 0: phần tử nhận công suất tại thời điểm đang xét
p(t) < 0: phần tử phát công suất tại thời điểm đang xét
1 t +T
0
.Công suất trung bình
P = p(t)dt [W ]
∫
T
t0
Các phát biểu là ngược lại khi đổi chiều dòng điện hoặc điện áp
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.3 Công suất và năng lượng
Năng lượng
i(t)
Phần tử
u(t)
. Năng lượng được hấp thu bởi phần tử mạch trong
khoảng vô cùng bé dt được xác định bởi:
dW = udq = u.i.dt
. Năng lượng hấp thu bởi mạch trong khoảng thời gian
từ t0 đến t0 +∆t
t+∆t
W = u.i.dt (J)
∫
t
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
Phần tử Công suất
trung bình
Điện trở PR= RI2
Năng lượng
t0 +∆t
WR = R i2dt
∫
t0
Điện dung PC= 0
Điện cảm PL= 0
Hổ cảm PM= 0
1
WC = CuC2
2
1
WL = LiL2
2
1
1
WM = L i2 + L2i22 ± Mi1i2
1 1
2
2
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.4 Phân loại mạch điện
Thông số : tập trung – phân bố.
Trạng thái : dừng – không dừng.
Phần tử mạch: tuyến tính – không tuyến tính.
Chương 1: Các khái niệm & định luật cơ bản
1.5 Các định luật cơ bản & biến đổi tương đương.
Các thuật ngữ :
. Kích thích, tác động: nguồn áp, dòng, tín hiệu vào…
. Đáp ứng: dòng, áp trên các nhánh, tín hiệu ngõ ra.
. Nhánh: tập hợp các phần tử mạch mắc nối tiếp nhau có
cùng dòng điện chảy qua.
. Nút (đỉnh): giao điểm ghép nối các phần tử mạch, giao
điểm các nhánh (qui ước trong bài toán mạch chọn giao
điểm từ 3 nhánh trở lên).
. Vòng: tập hợp nhiều nhánh nối tiếp nhau thành vòng kín.
. Mắt lưới: là vòng nhỏ nhất không chứa vòng nào khác
bên trong nó.
Tải về để xem bản đầy đủ
32 trang
19400
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Giải tích mạch - Chương 1: Các khái niệm và định luật cơ bản", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_giai_tich_mach_chuong_1_cac_khai_niem_va_dinh_luat.pdf
