›
›

Bài giảng Giải tích mạch - Chương 1, Phần 1: Các khái niệm cơ bản - Nguyễn Thanh Nam

Download
Khoa Điện-Điện tử - Đại học Bách khoa ĐHQG HCM  
BK  
Tp.HCM  
BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐiỆN  
31/07/2013  
Chương I  
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  
Chapitre  
1. Nhập môn – các đại lượng cơ bản  
2. Điện dẫn - Mô hình mạch – biến trạng thái  
3. ĐL Ohm - Phần tử mạch  
1
4
2
4. Sơ đồ mạch - định luật Kirchhof  
5. Công suất và năng lượng  
5
3
6. Biến đổi tương đương  
•Ref.  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
MÔ HÌNH “MẠCH”  
DÒNG ĐIỆN I & ĐIỆN ÁP U CÔNG SUẤT  
(TRẠNG THÁI MẠCH ĐIỆN)  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Hiện tượng dẫn Điện Mạch  
điện tích Q, – Điện dẫn Maïch điện  
Vật Daãn Điện vaø Caùch Điện (hiện töôïng Mạch dẫn)  
ª Doøng điện trong kim loaïi   10-8  
ª Doøng điện trong chaát baùn daãn   10-4  
ª Doøng điện trong chaát loûng (ion)  
5 A  
+
-5 A  
ª Daãn điện daïng khí (plasma)  
Cách điện : Không khí khô   1014   106  
u(t)  
-
+
•Dòng điện chỉ tồn tại  
A
B
i(t)  
chạy trong các vật dẫn  
!
T
Traïng thaùi döøng – Maïch thoâng soá taäp trung (A.R.Q.S)  
1
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Bài toán mạch – Mạch điện !  
Các loại mạch (điện):  
– Mạch năng lượng (đối tược của môn GTM)  
– Mạch tính hiệu (Analog), Mạch số (Digital) …  
Giải tích Mạch = Bài toán Phân tích  
– Khảo sát trạng thái (U,I) và chế độ hoạt động !  
– Các hình thái – chủng loại mạch (tuyến tính,…)  
– Các bài toán ứng dụng đặc thù (3 pha, …)  
Bài toán tổng hợp Mạch …  
Bài toán Trường <> Mạch  
– Bài toán đa lĩnh vực, đồng hành …  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Trạng thái : Dòng I & Áp U  
Dòng điện là dòng chuyển động của các hạt mang điện tích – chủ yếu  
là các electrons trong các vật dẫn. Chuyển động này được định hướng  
bởi các lực điện từ - là đối tượng nền tảng của điện học.  
I [A] : Cường độ dòng điện (thường gọi là «dòng điện»)  
là số chỉ lượng điện tích thoát qua một bề mặt (thường nhất là thiết  
diện dây dẫn) trong một đơn vị thời gian i=dq/dt  
trong đó i là cường độ dòng, q là điện tích và t là thời gian.  
•
•
Dòng một chiều (DC) trong các ứng dụng mà nguồn có dạng pin, ắc quy...  
Dòng xoay chiều (AC) phổ biến ở dạng «hình sin» (điện dân dụng) nhưng cũng  
có các dạng như xung vuông, tam giác (trong mạch điện tử).  
5 A  
+
• Quy ước dòng điện  
-5 A  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Trạng thái : Dòng I & Áp U  
Điện áp là đại lượng định hướng trường điện trong vật dẫn (mạch) !  
Trong mạch điện «áp» cũng thường dùng như (thay cho) hiệu điện thế.  
V [V] : Điện thế bằng volts (V), là đại lượng ghi nhận trạng thái điện  
của một điểm trong không gian (năng lượng thế điện tương đối).  
U [V] : Hiệu điện thế giữa hai điểm trong một mạch điện là đại lượng  
xác định mức thay đổi năng lượng thế điện của một đơn vị điện tích  
(trong mạch điện-điện tử). UAB=VA-VB=dW/dq  
với U là điện áp (hiệu điện thế) giữa A-B với điện thế tương ứng VA et VB  
,
và q là luợng điện tích di chuyển từ AB.  
Quy ước !  
i(t)  
u(t)  
-
+
A
B
A
B
Phần tử “hai cực”i(t)  
u(t)  
T
2
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Classement de tension – sécurité électrique  
Abréviations  
TBT  
BTA  
BTB  
HTA  
HTB  
Très Basse  
Tension  
Basse  
Tension A  
Basse  
Tension B  
Haute  
Tension A  
Haute  
Tension B  
Dénominations  
Courant  
alternatif  
≤ 50 volts 50 500 V  
≤ 120 volts 120 750 V  
500 1000V 1000 50kV  
750 1500V 1500 75kV  
> 50 kV  
> 75 kV  
Courant  
continu  
Distance de  
voisinage  
(distance de  
sécurité)  
Aucun  
D ≥ 30 cm  
danger  
D ≥ 30 cm  
D ≥ 2 mètres D ≥ 3 mètres  
Pour une tension alternative supérieure à 250 kilovolts, la  
distance de voisinage passe à 4 mètres  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Công suất P & Năng lượng W  
Trạng thái phụ – kiểm soát (chỉ có trong mạch năng lượng)  
Công suất P và Năng lượng Điện W (~Công)  
uAB = dW/dq  
p = dW/dt = u.i  
i
= dq/dt  
“Hai cực”  
B
i(t)  
+
Tính Công suất (**)  
P(Thu) <> P(Phát)  
A
u(t)  
Tải – Thụ động Thu CS :  
p(t) > 0  
Nguồn – Tích cực Phát CS p(t) < 0  
(và Thu CS [p(t)] > 0)  
ĐHBK – DD2012  
31/07/2013  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
…và Năng lượng  
dW = udq = ui dt(J)  
ª điện trôû:  
ª Tuï điện  
ª Cuoän caûm  
ª Hoã caûm  
Löu yù :  
ª Phaàn töû thuï đoäng : W 0  
R, C, L, M, Bieán aùp, Diod,…  
ª ## Phaàn töû tích cöïc Nguoàn  
3
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
• Charles Augustin COULOMB là một nhà vật lý người Pháp  
(1736-1806). Ông có những nghiên cứu chuyên sâu về điện và từ  
trường trong đó có luật hấp dẫn tĩnh điện mang tên ông – ĐL  
Coulomb.  
• André Marie AMPERE là nhà vật lý người Pháp (1775 -1836)  
với các công trình nghiên cứu trong vật lý, hóa học, toán học  
và khoa học tự nhiên  
• Ông là người đặt nền móng cho điện động học với nhiều định  
luật quan trọng của trường điện từ.  
Alessandro VOLTA, nhà vật lý người Ý (1745-1827), có  
những nghiên cứu quan trọng trong điện học. Ông là  
người phát minh ra khí nhiên kế và loại pin mang tên  
ông (pin Volta).  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Caùc đôn vò điện cô baûn  
Charge (q,Q)  
C
: Coulomb [A.s]  
E
l
the charge is currently considered at fundamental electric unit  
that basing on the charge of electron  
: e = 1,6 10-19 [C]  
e
c
t
r
i
c
i
t
Current (intensity) (i,I)  
A
: Ampere [C/s]  
Electric current is a movement of charge  
current though an element (a wire)  
: i = dq/dt  
Current density though an oriented surface (3D current) :  
J
Voltage (u,U) (tension, potential)  
V
: Volt [J/C]  
The work in joules done in moving each  
coulomb of charge across the element is  
called the voltage across the element.  
: u = dW/dq  
Power (p,P)  
W
: Watt [A.V = J/s] p = u.i  
y
Electric energie (W)  
kWh  
: Kilowatt hour = 1000.3600 J  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Caùc đôn vò điện  
Resistor (r,R)  
: Ohm [V/A]  
U = R.I  
I = G.U  
E
l
e
c
t
r
i
c
i
Conductor (g,G)  
S
: Siemen [-1]  
resistivity [/m] and  
conductivity [S/m] for 3D localy  
Capacitor (C) : Farad, [A.s/V=C/V]  
Electric Permittivity (Absolute/of vacuum) o= 8,85 10-12 [F/m]  
Inductor (L) : Henry, [V.s/A = Wb/A]  
Magnetic Permeability (Absolute/of vacuum) o= 410-7 [H/m]  
Mutual Induction (M)  
J = E  
F
Q = C.U  
H
= L.I  
Light speed  
c = (o o)-1 = 3.10 8 m/s  
Frequence (of oscillation) (f) Hz: Hertz [1/s]  
t
y
Angular Frequence  
Period  
: = 2f [rad/s]  
: T = 1/f [s]  
4
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Định luật Ohm : Quan hệ dòng-áp  
Mô tả đặc tính phần tử mạch  
(Phương trình trạng thái phần tử mạch)  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Trạng thái cục bộ - Vùng năng lượng !  
ĐL Ohm : Quan hệ giữa trạng thái dòng và áp  
trên một phần “cục bộ” của mạch = phần tử mạch  
“Phần tử” = Một vùng có ứng xử năng lượng đồng nhất  
Phần tử “hai cực”  
+ u(t)  
i(t)  
-
+
A
B
+
i(t)  
A
B
T
u(t)  
UAB =VA-VB = R.I ( J = .E )  
Traïng thaùi döøng – Maïch thoâng soá taäp trung (A.R.Q.S)  
Chiều theo quy ước  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Mô tả của phần tử hai cực (thực)  
i
Đặc tuyến Volt-Ampère u(i) hoặc i(u)  
Io  
Ri=u  
M
– Đặc tuyến tĩnh - Tuyến tính & Phi tuyến  
– Nguồn “không đổi” - Chế độ tĩnh (hằng)  
Uo  
u
– Xét riêng rẽ tại điểm làm việc (Uo,Io)  
i
gd=di/du  
- Thông số tĩnh (Ro=Uo/Io)  
Đặc tuyến động - Nguồn biến đổi  
– Đáp ứng với kích thích hình sin tần số thấp  
Thông số động (gd=di/du) tại điểm làm việc  
– Tín hiệu biến đổi chậm -> đặc tuyến tĩnh  
u
Treân ví duï điện trôû R  
–
Đáp ứng với kích thích xung, đột biến  
i
Haøm đôn trò - đa trò  
Hiện töôïng “treã” hay “nhôù”  
u
5
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử mạch  
Phần tử hai cực lý tưởng cơ bản  
Phân loại theo ứng xử năng lượng (đồng nhất)  
Mô tả bởi 1 quan hệ tối giản giữa u và i.  
Điện trở R - điện dẫn  
Phần tử tụ điện C - điện cảm L  
Phần tử nguồn độc lập lý tưởng E,J  
Nguồn phụ thuộc (có điều khiển)  
Hỗ cảm – Biến áp lý tưởng – Op_Amp  
Không tuyến tính - Diod  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử hai cực lý tưởng cơ bản  
Điện trở - tiêu tán năng lượng điện từ (nhiệt, cơ, hóa,...)  
–
Phương trình trạng thái : u=r.i hoặc i=g.u  
Thông số : Điện trở R [], điện dẫn G =1/r [S]  
–
Cuộn cảm - trao đổi năng lượng với trường từ B(H)  
– Phương trình trạng thái : u = L.di/dt  
– Thông số : điện cảm L [H]  
Tụ điện - trao đổi năng lượng với trường điện D(E)  
– Phương trình trạng thái : i = C.du/dt  
– Thông số : điện dung C [F]  
Nguồn độc lập - cung cấp công suất vô hạn  
– Nguồn (điện) áp - sức điện động : u = E hoặc u = e(t) [V]  
– Nguồn dòng - (dòng động cơ): i = J hoặc i = J(t) [(t)] [A]  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Biểu diễn phần tử trên sơ đồ mạch  
T
điện trôû R :  
Cuoän caûm :  
Tuï điện C :  
Nguoàn aùp :  
E, e(t)  
+
–
Nguoàn doøng :  
, (t)  
J, J(t)  
Tieáp đaát  
(Noái) maùt  
6
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
i
Điện trở - Điện dẫn  
Phần tử điện trở thực  
u
Trong khoảng làm việc, đặc tính khá gần với điện trở lý tưởng  
Hiện phổ biến 3 công nghệ : gốm nung, phân lớp và dây quấn  
Biểu diễn thông số làm việc - Dùng các vạch màu  
(xem bảng vạch quy ước) có thể xác định được :  
– Giá trị danh định - điện trở r []  
– Dung sai / độ chính xác, phần lớn quyết định bởi công nghệ  
– Công suất - nhiệt năng có thể giải phóng mà không hư điện  
R
trở => Kích thước của điện trở  
Điều kiện làm việc khác:  
– Nhiệt độ (khoảng làm việc) – ít phụ thuộc (?!)  
– Tần số - Nhìn chung ở tần số “thấp”  
ĐHBK – DD2012  
31/07/2013  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
Điện trở - Bảng vạch màu  
5 hay 6 vaïch  
RRRxs[T]  
4 vaïch : RRxs  
Vaïch maøu  
Baïc  
Vaøng  
Soá  
(-2)  
(-1)  
0
1
2
Soá nhaân Sai leäch Heä soá nhieät  
(10-6 oC )  
/
0.01  
0
1
10%  
5%  
aùnh kim  
Ñen  
Naâu  
Ñoû  
200  
100  
50  
10  
100  
1K  
1%  
2%  
Cam  
3
15  
Vaøng  
Xanh luïc  
Xam lam  
Tím  
4
5
6
7
10 K  
100 K  
1 M  
25  
0.50%  
0.25%  
0.10%  
10  
5
10 M  
Xaùm  
8
1
Traéng  
9
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử tụ điện  
Điện dung C  
Đặc tuyến cách điện  
q =f(u) hay D=f(E)  
Lý tưởng C = Q / U (hằng)  
Phần tử tụ điện thực  
Caùch điện  
Kim loaïi  
– Các lọai tụ điện : tụ quấn (giấy,  
màng), tụ (xếp) lớp và tụ hóa  
(điện phân)  
Ngoài giá trị điện dung và dung sai  
ta cần chú ý tới Umax, Ri điện trở  
cách điện và đáp ứng với tần số  
7
ĐHBK – DD2012  
                                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử điện cảm (Hỗ cảm)  
Điện caûm  
L
Đặc tuyến từ hóa  
=f(i) hoặc B=f(H)  
Lý tưởng L = /i (haèng)  
Phần tử điện cảm thực  
– Lọai không có lõi sắt  
– Lọai có lõi sắt từ  
Loõi  
Daây daãn  
L
Rp  
Cp  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Các phần tử nguồn  
Nguồn độc lập - mô hình lý tưởng công suất vô hạn  
Nguồn điện áp lưới đối với người sử dụng  
– Nguồn áp : u(t) = e(t) + 0. i(t)  
– Nguồn dòng : i(t) = J(t) + 0. u(t)  
Nguồn phụ thuộc  
– Giá trị của áp (dòng) phụ thuộc vào một đại lượng  
dòng / áp ở một vị trí khác của mạch  
(khác với dòng áp qua nhánh có nguồn)  
– Dùng chủ yếu để mô phỏng các phần tử thực (bán dẫn)  
– Có 04 loại nguồn phụ thuộc (lý tưởng) :  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
(Phương trình trạng thái – ĐL Ohm …)  
Mô tả các Phần tử “Đặc biệt” (Mới)  
Nguồn phụ thuộc (có điều khiển),  
Mô hình nguồn thực  
Hỗ cảm, Biến áp lý tưởng  
Khuếch đại thuật toán (Op_Amp)  
Các loại Diod  
8
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Các phần tử nguồn - nhiều cực  
Có 04 loại nguồn phụ thuộc (lý tưởng) :  
u’  
. VCVS : Voltage-Controlled Voltage source:  
Nguoàn aùp phuï thuoäâc aùp  
. VCCS : Voltage-Controlled Current source:  
Nguoàn doøng phuï thuoäâc aùp  
u’  
u’  
. CCVS : Current-Controlled Voltage source:  
’  
Nguoàn aùp phuï thuoäâc doøng  
. CCCS : Current-Controlled Current source:  
Nguoàn doøng phuï thuoäâc doøng  
i’  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử nguồn thực - ptử tích cực  
Phần tử tích cực - đặc tuyến Volt-Ampère không qua điểm [0,0]  
Nguồn lưới hình sin 220 V : e(t) = 220.2 cos(100t);  
Pin / ắcquy - Công suất hữu hạn  
– Nguồn điện không đổi, điện áp khá ổn định, hạn chế về dòng;  
– Có thể nhận công suất (khi nạp điện).  
Động cơ điện - máy phát điện  
– Điện năng cơ năng;  
i
i
u
u
Mô hình nguồn thực:  
J
e
e
r
i
r
i
g
g
J
u
u
Moâ hình Norton  
Moâ hình töông đöông Theùveùnin  
ĐHBK – DD2012  
31/07/2013  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
Hỗ cảm (cuộn cảm tương hỗ)  
f12  
f21  
f11  
f22  
u1  
u2  
Cuộn cảm dòng  
f1 = f11 + f12  
f2 = f21 + f22  
f ij  
9
ĐHBK – DD2012  
                                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Hỗ cảm  
+
i1  
i2  
+
M
u1  
u2  
-
-
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Biến áp lý tưởng  
Phần tử  
mô hình  
(Mạch Điện tử)  
Không là biến áp – từ !  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử điện tử …  
i1 1: n i2  
Biến áp lý tưởng  
u1  
u2  
– Chuyển đổi điện áp - kể cả DC  
(và hoàn toàn không tổn hao)  
i1  
i2  
n.u1  
-n.i2  
– Quan hệ u2 = n.u1  
u1  
u2  
i1  
và i1 = n.i2  
hay u2:u1 = i1:i2 = n:1  
(p1 = p2 )  
u2  
n
u1  
u2  
n
Moâ hình  
maïch  
Chỉ có 02 biến trạng thái độc lập  
10  
ĐHBK – DD2012  
                                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phần tử điện tử …  
Khuếch đại thuật toán (Op-Amp)  
Là một phần tử mạch tích cực có 03 cổng  
Ngõ vào thuận V+ (i+=0)  
Moâ hình  
maïch  
Ngõ vào đảo dấu V- (nghịch) (i–=0)  
và Ngõ ra Vout (Vs) (i+ + i– is [KCL !?])  
i
+
Quan hệ lý tưởng  
chế độ tuyến tính  
+
V+  
i-  
Vs  
-
V-  
= V+ – V–= 0  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Diod – Phần tử phi tuyến  
Tiếp điểm p-n, Diod  
– Diod là một ví dụ về điện trở phi tuyến  
i
Im  
Ở chế độ nắn dòng (xanh lục)  
{}  
-Um  
– Lý tưởng: chỉ cho dòng điện chạy  
theo một chiều pn (và không tổn hao)  
{M}  
u
– Thực tế thường dùng mô hình  
“tuyến tính hóa từng đọan”  
rd=du/di  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Diod – Phần tử phi tuyến  
Diod Zener  
i
– Làm việc ở đoạn đặc tuyến nghịch (cam)  
Im  
– Cấu trúc đặc biệt cho phép dòng Iz khá lớn  
khi U<-UZ  
{}  
-Um  
u
{M}  
ổn áp, bảo vệ quá điện áp  
u
11  
ĐHBK – DD2012  
                                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Phân loại và …  
Các phần tử “có điều khiển”  
– Các tác nhân điều khiển  
T1 > T2 > T3 > T4  
i
• Không điện : Nhiệt độ, ánh sáng, …  
• Dòng, Áp-Thế điện Phần tử phụ thuộc  
– Mô tả bằng 1 họ các đặc tuyến !  
Phân loại bài toán …  
u
– Hai cực và nhiều cực – có ptử đặc biệt  
– Đặc tính ptử : Tuyến tính / Phi tuyến  
– Có tác nhân điều khiển (ngoài bài toán kết nối) …  
– Các phần tử : Thụ động & Tích cực  
Mô hình phần tử thực Một đoạn mạch tạo thành từ  
nhiều phần tử lý tưởng / phần tử mô tả đặc biệt …  
Tùy thuộc nhiều vào trạng thái làm việc chính !  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Định luật Kichhoff  
Sự kết nối các trạng thái cho một sự  
lưu thông “mạch chảy”  
ĐHBK – DD2012  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Biểu diễn trên sơ đồ mạch điện  
Sơ đồ biểu diển sự kết nối các phần tử trong mạch  
5   
. Nhánh (u,i)  
. Dây dẫn (i)  
Nhánh  
Mắt lưới  
0,1  
F
. Nút/đỉnh (V),  
(Tập cắt)  
Trung tính & Đất  
Nút  
0,1F  
5   
J(t)  
. Mắt lưới (Vòng kín)  
6   
6   
e(t)  
Vòng kín  
Tập cắt  
•N nhaùnh & N-d+1 Maét löôùi  
•Nuùt goác & d-1 Nuùt  
12  
ĐHBK –  
DD2012  
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                                                 
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
31/07/2013  
Luật kết nối – Các Định luật Kirchhoff  
1. ĐL Kirchhoff về dòng điện (về nút)  
(KCL,K1) – bảo toàn điện tích nút  
I1  
I4  
I2  
I3  
I1+I4+I5 = I2+I3  
kik = 0  
I5  
Tổng các dòng điện đi vào một nút bằng với tổng các  
dòng đi ra khỏi cùng nút ấy  
U1  
2. ĐL Kirchhoff về áp (vòng kín)  
(KVL,K2) – Bảo toàn thế năng  
U3  
U2  
U1+U3 – U4 – U2 = 0  
kuk = 0  
U4  
Tổng đại số các sụt áp (hiệu điện thế) dọc theo một vòng kín  
(mắt lưới) bất kỳ đều phải bằng không.  
ĐHBK – DD2012  
31/07/2013  
Ts. NguyễnThanh Nam, “Giải tích Mạch”  
BK  
Tp.HCM  
• Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) là một nhà vật lý người Đức đã có những  
đóng góp to lớn về các khái niệm trong điện động học, phổ học, mô hình lý  
thuyết của sự đàn hồi và sự phát nhiệt của vật đen.  
• Công trình được biết đến nhiều nhất của ông là 02 định luật Kirchhoff trong  
mạch điện – tuy nhiên những đóng góp lớn nhất của ông cho khoa học phải kế  
đến những phát minh nền tảng cho khái niệm quang phổ (cùng với Robert  
Bunsen) .  
13  
pdf 13 trang Thùy Anh 14840 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Giải tích mạch - Chương 1, Phần 1: Các khái niệm cơ bản - Nguyễn Thanh Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_giai_tich_mach_chuong_1_cac_khai_niem_co_ban_nguye.pdf