›
›

Giáo trình Thiết kế mạch điện tử - Phan Như Quân

pdf 66 trang hapham 2680
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thiết kế mạch điện tử - Phan Như Quân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thiet_ke_mach_dien_tu_phan_nhu_quan.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thiết kế mạch điện tử - Phan Như Quân

  1.   Giáo trình Thiết kế mạch điện tử ThS. Phan Như Quân
  2. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Chương 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1. Mạch Điện (circuit): mạch điện gồm cĩ: nguồn, tải và dây dẫn điện 1.1.2. Nhánh (branch): một đoạn mạch gồm những phần tử ghép nối tiếp nhau. 1.1.3. Nút (node): điểm giao nhau của 3 nhánh trở lên 1.1.4. Vịng (ring): một lối đi khép kín qua các nhánh Ví dụ 1 : 1.1.5. Nguồn (power, supply, source): các thiết bị điện để biến đổi các năng lượng khác sang điện năng 1.1.6. Tải (load): các thiết bị điện dùng để biến đổi điện năng ra các dạng năng lượng khác 1.1.7. Dây dẫn (conductor): là dây kim loại dùng để truyền tải từ nguồn đến tải 1.1.8. Điện thế (voltage): UA, UB, VA, VB, A, B, 1.1.9. Hiệu điện thế : UAB=UA-UB=VA-VB= A- B 1.1.10. Dịng điện (current): dịng chuyển dời cĩ hướng của các hạt mang điện (electron, lỗ trống) Biểu diễn hàm điều hịa của dịng điện như sau : i t I0 sin  t A Trong đĩ : - I0 : là biên độ, giá trị cực đại của dịng điện (A) I - I 0 : là giá trị hiệu dụng (A) 2 2 -  2 f rad / s : Tần số gĩc T - f(,) Hetz Hz : tần số (số chu kỳ T trong 1 giây) - T(sec ond , s ) : Chu kỳ tín hiệu (thời gian lặp lại) - .(,)t radiant rad : gĩc pha - (,)radiant rad : pha ban đầu Trang 1
  3. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Lưu ý Khi đầu bài cho giá trị điện áp, dịng điện ta phải hiểu đĩ là giá trị hiệu dụng. Khi nào đầu bài cho giá trị biên độ thì phải đầu bài sẽ nêu giá trị biên độ. 1.1.11. Chiều dịng điện : Tùy ý chọn. Khi giải ra thấy giá trị âm thì kết luận dịng điện cĩ chiều ngược với chiều đã chọn Vídụ 2 : R1 R3 I1 I2 R2 R4 E Giả sử giai ra được : IA2 5 , ta kết luận I2 cĩ chiều ngược với chiều đã chọn 1.2 MƠ HÌNH MẠCH ĐIỆN 1.2.1. Điện trở (Resistor: R (ohm, )) : Đặc trưng cho hiện tượng tiêu tán năng lượng biến điện năng thành nhiệt năng. u R i 1.2.2. Điện cảm (Inductive L (Henry, H)): Đặc trưng cho hiện tượng tích/phĩng năng lượng từ trường. di u L L dt LI 2 Năng lượng từ trường: W L 2 1.2.3. Điện dung (Capacitor C (Fara, F)) : Đặc trưng cho hiện tượng tích/phĩng năng lượng điện trường. du i t C C C dt 1 Hay u t i t dt CCC CU 2 Năng lượng điện trường : W C 2 Trang 2
  4. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân 1.2.4. Nguồn độc lập. 1.2.4.1. Nguồn áp, nguồn sức điện động độc lập : u(t), e(t) Qui định chiều Đối với nguồn áp U : từ dương sang âm Qui định chiều Đối với nguồn sức điện động E: từ âm sang dương 1.2.4.2. Nguồn dịng độc lập : Dịng điện của nĩ khơng phụ thuộc vào điện áp trên 2 cực nguồn. 1.3. PHẦN TỬ 4 CỰC 1.3.1. Nguồn phụ thuộc 1.3.1.1. Nguồn dịng phụ thuộc dịng : i2 o o i1  i1 i2 =  i1 o o 1.3.1.2. Nguồn dịng phụ thuộc áp : 1.3.1.3. Nguồn áp phụ thuộc áp : 1.3.1.4. Nguồn áp phụ thuộc dịng : 1.4. ĐỊNH LUẬT OHM 1.4.1. Định luật ohm UUAB Nếu UA>UB dịng điện I chảy từ A sang B: I 0 R Trang 3
  5. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân UUBA Nếu UA<UB dịng điện I chảy từ B sang A: I 0 R UUAB Nếu UA=UB (đẳng áp) khơng cĩ dịng điện I: I 0 R 1.4.2. Ví dụ Cho mạch điện sau, tìm I Giải: 12VV 10 I 2 mA 1k 1.5. ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF Node 1.5.1. Định luật Kirchhoff 1:   i 0  là dấu, cĩ thể qui ước tùy ý: vào (+), ra (-) hoặc vào (-) ra (+) i1+ i4 – i2 – i3 = 0 Chú ý : Nếu mạch cĩ d nút thì ta được d-1 phương trình K1 1.5.2. Định luật Kirchhoff 2: Ring Ring Ring  EURI     Chú ý : - Nếu mạch cĩ d nút, n nhánh thì ta cĩ n-d+1 phương trìng K2 - Lưu ý chiều của nguồn sức điện động từ (-) sang (+) và chiều nguồn áp từ (+) sang (-) - Định luật Kirchhoff 2 khơng viết được cho vịng cĩ nguồn dịng Ví dụ 3 : Viết phương trình K1, K2 cho mạch sau : K1 : I1 – I2 – I3 = 0 (1) Trang 4
  6. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân K : 2 U10 U30 4,5 10 I1 + 30 I2 = 4,5 (2) Tương tự : 60 I3 – 30 I2 = 0 (3) Ví dụ 4: Viết phương trình K1, K2 cho bởi mạch sau : K1A : I6 - I1 - I2 = 0 K1B : I1 - I4 – I3 = 0 K1C : I2 + I3 + I5 = 0 K2 : R1I1 –E1 + R3I3 - R2I2 = 0 R4I4 –E5 + R5I5 – R3I3 = 0 R2I2 –R5I5 + E5 – E6 +R6I6 = 0 Hoặc cách khác : R1I1 + R3I3 - R2I2 = E1 R4I4 + R5I5 – R3I3 = E5 R2I2 –R5I5 + R6I6 = E6 – E5 Ví dụ 5 : K1 : I4 + I3 – I1 – I2 = 0 K2 : -3I1 + 6I2 = 0 -12I3 – 6I2 = -24 Trang 5
  7. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân 1.6. PHÉP BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG Chú ý : Khi mạch điện chỉ cĩ 1 nguồn thì dùng phương pháp biến đổi tương đương 1.6.1. Phân dịng 1.6.2. Phân áp 1.6.3. Biến đổi nguồn áp sang nguồn dịng 1.6.4. Biến đổi nguồn dịng sang nguồn áp 1.6.5. Biến đổi Y→ và →Y:  : Trang 6
  8. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Ví dụ 6 : Tính I, I1, I2 = ? R1 30 / /60 20  Ví dụ 7 : Tính dịng các nhánh, U ? Trang 7
  9. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân R1 6 / /12 4  R2 R 1 nt8 12  R3 16 nt 8 24  RRR4 2/ / 3 8  R5 R 4 nt24 32  R6 R 5 nt32 16  Rtd R6 nt4 20  U IA 3 Rtd 32 IIA3 1.5 32 R5 R3 IIA2 3 1 RR3 2 6 1 IIA 1 2 6 12 3 IIIA4 3 2 0.5 UIV 4 16 8 Ví dụ 8 : Tính dịng các nhánh ? Tính U ? R1 (2 nt 1) / /6 2  R2 R 1 nt2 4  RR3 2 / /12 3  Rtd R3 nt2 5  U IA 4 Rtd R2 IIA2 1 R2 12 Trang 8
  10. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân IIIA3 1 2 3 6 IIA 2 4 3 6 3 UIV 4 1 2 Ví dụ 9 :Tính dịng điện I trong mạch : R1 R4 b 6 2 a R3 6 R2 R5 R6 6 c 2 2 I _ + U=6V Biến đổi abc  R13 R4 2 R12 2 2 R23 R5 R6 2 2 2 I _ + U=6V 6 RRR 2  12 13 23 3 2 2 2 2 R 2  2 2 2 2 2 Rtđ = 2 + 2 + 2 = 6 6 I = 1A 6 Ví dụ 10: Tính I1, I2, I3 R3 I3 I1 I2 12 5A R1 R2 + U=6V 3 6 _ Trang 9
  11. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân R3 I3 Ia 12 5A R1//R2 + U=6V 3//6=2 _ R3 I3 2 12 + 10V + U=6V _ _ 24 10 IA 1 3 2 12 IAa 1 5 6 6 6 IA 4 1 6 3 6 3 IA 2 2 6 3 Ví dụ 11 : Tính u1, u2, u3 = ? Trang 10
  12. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Ví dụ 12 : 1.7. CƠNG SUẤT 1.7.1. Cơng suất tiêu thụ (cĩ ích) P (power) (Watt, W) - Đối với điện 1 chiều: U 2 PUIRIW () 2 R 2 2 PPPRIRI 1 2 1 . 1 2 . 2 - Đối với điện xoay chiều:  PUI . .cos , trong đĩ UI, +Nếu mạch chỉ cĩ R (thuần trở): 0 Suy ra PUI . +Nếu mạch chỉ cĩ L (thuần cảm): Cho i(t)=I0sint (A) di uL L Li' LI0 cos  t LI 0  sin  t di 2 Trang 11
  13. Simpo PDFCh Mergeương 1. and Khái Split niệm Unregistered cơ bản Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Gĩc lệch pha giữa i(t) và u(t) là 900. Và u(t) nhanh pha hơn i(i) Suy ra P=0 +Nếu mạch chỉ cĩ C (thuần dung): Cho u(t)=U0sint (A) du iC C Cu' CU0 cos  t CU 0  sin  t di 2 Gĩc lệch pha giữa i(t) và u(t) là -900. Và u(t) chậm pha hơn i(i) Suy ra P=0 +Nếu mạch cĩ R, L, C (giả sử UL > UC) PUI . .cos Trong đĩ: UUZZ arctgLCLC arctg URR U R cos R UZ 1.7.2. Cơng suất phản kháng (vơ ích) Q (VAR) Q U. I .sin X . I2 ( VAR ) trong đĩ X cĩ thể là XL=L, cĩ thể là XC =1/C 1.7.3. Cơng suất biểu kiến (dự kiến, tồn phần) S (VA) S U I P2 Q 2 () VA P cos S Q sin S Trang 12
  14. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Chương 2. MẠCH XÁC LẬP ĐIỀU HỊA 2.1. QUÁ TRÌNH ĐIỀU HỒ Biểu diễn hàm điều hịa của dịng điện như sau : i t I0 sin  t A Trong đĩ : - I0 : là biên độ, giá trị cực đại của dịng điện (A) I - I 0 : là giá trị hiệu dụng (A) 2 2 -  2 f rad / s : Tần số gĩc T - f (Hertz, Hz): tần số (số chu kỳ T trong 1 giây) - T (s) : Chu kỳ tín hiệu (thời gian lặp lại) - t+ (rad) : gĩc pha - (rad) : pha ban đầu Ví dụ: cho 2 hàm điều hồ cùng tần số gĩc ω: i t I0 sin  t i A u t U0 sin  t u V i u : được gọi là gĩc lệch pha giữa i(t) và u(t). Nếu >0 : i(t) nhanh sớm pha hơn u(t) Nếu <0 : i(t) nhanh trễ pha hơn u(t) Nếu =0 : i(t) cùng pha u(t) Nếu = : i(t) và u(t) ngược pha nhau Nếu = /2 : i(t) và u(t) vuơng pha nhau 2.2 BIỂU DIỄN BẰNG SỐ PHỨC 2.2.1. Khái niệm số phức (complex) I (Image: ảo) c b  Re (Real: thực) 0 a c = a + jb Trong đĩ a: phần thực (real) b : phần ảo (image) j2 = -1 c a2 b 2 : độ lớn. b  arctg : argument a Trang 13
  15. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 2.2.2. Biểu diễn số phức 2.2.2.1. hàm đại số c = a + jb 2.2.2.2. hàm mũ c c e j 2.2.2.3. hàm lượng giác (áp dụng định lý Euler) c c cos j sin  2.2.2.4. dạng gĩc c c  Một số biễu diễn cơ bản hàm điều hịa về dạng phức . 1. i t Imcos  t I I m  . 2. i t Imsin  t I I m  2 1 cos 2 t i t Imcos  t I m 3. 2 2 . 1 I I m 2 2 2 2 1 cos 2 t i t Imsin  t I m 4. 2 2 . 1 I I m 2 2 2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH FX-570MS VỚI SỐ PHỨC Bước 1: Chuyển sang chế độ số phức: ON – MODE – 2 Bước 2 : Nhập số liệu Ví dụ1: Chuyển 3+4j sang dạng gĩc: 3 + 4 ENG shift + = (dừng lại quan sát kết quả modul 5) shift = (dừng lại quan sát kết quả gĩc 53.13) Kết quả 553.13 Ví dụ 2: chuyển 2-2j sang dạng gĩc : 2 – 2 ENG shift + = (dừng lại quan sát kết quả modul 2.828) shift = (dừng lại quan sát kết quả gĩc -45) Kết quả 2.828-45 Ví dụ 3: Chuyển ngược lại ví dụ 1 5 shift (-) 53.13 = (dừng lại quan sát kết quả số thực 3) shift = (dừng lại quan sát kết quả số ảo 3.99) Trang 14
  16. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Kết quả 3+3.99i Ví dụ 4: Chuyển ngược lại ví dụ 1 2.828 shift (-) - 45 = (dừng lại quan sát kết quả số thực 1.99) shift = (dừng lại quan sát kết quả số ảo -1.99) Kết quả 1.99-1.99i (≈2-2i) Ví dụ 5: Biểu diễn số phức sau sang 3 dạng cịn lại: c = 1+j Giải c 12 1 2 2 1  arctg 450 1 Suy ra: c 2 e j45 c 2 cos 45 j sin 45 c 2  45 Ví dụ 6: Biểu diễn số phức sau sang 3 dạng cịn lại: c = 1-j Giải c 12 1 2 2 1  arctg 450 1 Suy ra: c 2 e j 45 c 2 cos 45 j sin 45 c 2  45 Ví dụ 7: Biểu diễn số phức sau sang 3 dạng cịn lại: c = 1 Giải Ta cĩ: c = 1 + 0j c 12 0 2 1 0  arctg 00 1 Suy ra: c 1 e j0 1 c 1 cos 0 j sin 0 c 1  0 1 Ví dụ 8: Biểu diễn số phức sau sang 3 dạng cịn lại: c = j Giải Ta cĩ: c = j = 0+1j c 02 1 2 1 1  arctg 900 0 Suy ra: c 1 e j90 c 1 cos90 j sin 90 c 1  90 Ví dụ 9: Biểu diễn số phức sau sang 3 dạng cịn lại: c = -j Trang 15
  17. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Giải Ta cĩ: c = -j = 0-1j c 02 1 2 1 1  arctg 900 0 Suy ra: c 1 e j 90 c 1 cos 90 j sin 90 c 1  90 Ví dụ 10: i = 5 sin( 2t + 300 ) (A) . o I = 5e j30 530 0 . I = 5 (cos 30o + jsin30o ) = 4,33 + 2,5j Đổi ngược lại : c = 4,332 2,52 5 2,5  = arctg = 30o 4,33 i = 5 sin (2t + 30o ) Ví dụ 11 : u = 10 2 cos (2t – 60o ) . o o) U hd 10 cos( 60 ) j sin( 60 5 8,66 j 2.2.3. Các phép tốn số phức Ví dụ 12 : Cho c1=2-3j c2=3+2j tìm c = c1+c2 c = c1-c2 c = c1×c2 c = c1/c2 giải: c = (2-3j) + (3+2j) = 5-j c = (2-3j) - (3+2j) = -1-5j c = (2-3j) (3+2j) = 6+4j-9j+6 = 12-5j 2 3j 2 3j 3 2 j 13 j c j 3 2j 3 2 j 3 2 j 13 Lưu ý: nhân, chia số phức với dạng gĩc: a a   b b a b   a b   Trang 16
  18. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Ví dụ 13 : 5 10 j 11,18 63o 2,2 116o 3 4 j 553o (2+6j).18 21o 6,371o.1821o 113,471o 21o 113,450 o o o o o o (10 5 j).2030 11,1863 .2030 223,693 223,693 o 765o 7e j65 10 5 j 2030 o 10 5 j 17,3 10 j 27,3 15 j 31,1528 o 2.3 QUAN HỆ U,I TRÊN R-L-C TRỞ KHÁNG VÀ DẪN NẠP : 1. Quan Hệ U, I Trên R : i = Io sinwt  i 0 uR = R i = R .Io sinwt Uo = R . Io uR = Uo sinwt  u 0 Trong mạch thuần trở thì dịng và áp cùng pha Biểu diễn bằng số phức : o jo I I o e I o o o U R U o RI o R I RI. 2 PRI . 2 o 2 2. Quan Hệ U, I Trên L : i = Io sinwt  i 0 di o uL = L L.I o cos wt L.I o sin(wt 90 ) d t đặt : ULO = LwIo XL = Lw 0 UL = ULO sin(wt + 90 ),  u 0 Trong mạch thuần cảm thì áp nhanh pha hơn dịng 1 gĩc 2 biểu diễn bằng số phức : o o o U L jLw I jX L . I RL = 0 Trong mạch thuần cảm khơng cĩ hiện tượng tiêu tán năng lượng mà chỉ cĩ hiện tượng tích phĩng năng lượng từ trường. Đặc trưng bởi cơng suất phản kháng Trang 17
  19. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 2 2 I o X L QL = XL.I = (VAR) 2 i C1 3. Quan Hệ U, I Trên C : Uc i = Io sinwt  i 0 1 1 I u idt o sin(wt 90o ) c c c w I 1 u o X co cw cw c o o U c U co sin(wt 90 )  o 90 Trong mạch thuần dung thì áp chậm pha hơn dịng 1 gĩc 900 Biểu diễn bằng số phức : o I I o o o o j90o jI o I U c U e jX I co cw c jcw 2 Qc X c .I 4. Trở Kháng : o o Trở kháng Z là tỉ số giữa U và I o U Z = o I i = Io sinwt  i 0 u = uR + uL + uc o o o o U U R U L U c 0 o o o o U R I jX L I jX c I IR j X L X c  đặt X = XL - Xc o o U I R jX o U R jX Z o I vậy Z = R + jX =  ZRX 2 2 : trở kháng X   arctg u i R ký hiệu : Trang 18
  20. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 2.5 GIẢI MẠCH XOAY CHIỀU BẰNG SỐ PHỨC : Bước 1:chuyển sang sơ đồ phức: i(t) I R R u(t) U iL(t) jL L IL uL(t) U L 1 iC(t) jC C IC u (t) C U C U + U + - - u(t)=U0 sin(t+ )(V) UUV 0  () Bước 2: Giải mạch bình thường với số phức Bước 3: Chuyển số phức về miền thời gian VD4 : Giải : Trang 19
  21. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân B1 : chuyển sang phức : B2: tính tốn trên sơ đồ phức : Cách 1: dng K1, K2 : o K1 :  I 0 o o K2 : U  E o o o o (U U c U L ) E  R  cách 2 : phương pháp biến đổi tương đương : Cách 1 : o o o K1 : I I1 I 2 0 o o o o o o K2 : I (3 3 j) I 1 50 Giải ra tìm được I, I 1 , I 2 o o 3 j I 2 (3 3 j) I 1 0 Cách 2 : biến đổi tương đương : Z1 = 3 + 3j (3 3 j)( 3 j) Z2 = 3 3 j 3 3 j 3 j 0 Z td 3 3 j 1 4 3 j 5 37 o 50 0 I 137 0 (A) 5 37 0 B3 : biến đổi sang giá trị tức thời : i 1cos(3t 37 0 ) o o I.( 3 j) 0 I 1 1 53 3 3 j 3 j 0 i1 1cos(3t 53 ) o 0 3 3 j o I 2 137 . 282 3 3 j 3 j 0 i2 2 cos(3t 82 ) 0 0 0 0 U R1 I .1 137 .1 137 Trang 20
  22. Simpo PDFChương Merge 2. and Mạch Split xác Unregistered lập điều hịa Version - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 0 u R1 1cos(3t 37 ) 0 0 0 0 0 U L 3 j. I 1 390 .1 53 337 0 u L 3cos(3t 37 ) 0 0 0 0 U c 3 j.I 2 3 90 . 282 3 2 8 0 u c 3 2 cos(3t 8 ) 0 Pnguồn =U.I cos 5.1.cos( 37 ) 2w 2 2 4.1 Ptt = R .I 2w td 2 Tổng cơng suất phát tại nguồn bằng tổng cơng suất thu Q = U.I sin 5.1.sin( 37 0 ) 1,5(V A) Trang 21
  23. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Chương 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN 3.1. PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT : Khi bắt đầu giải mạch ta sẽ chọn 1 nút trong mạch và gọi là nút gốc cĩ điện thế bằng khơng (cĩ thể chọn tuỳ ý, như thường chọn nút cĩ nhiều nhánh nối tới nhất làm nút gốc). Nội dung phương pháp : - Chọn các nút , điện thế các nút - Viết phương trình thế nút : điện thế tại một nút nhân với tổng các nghịch đảo R nối tới nút, trừ cho điện thế nút kia ( nối giữa hai nút ) nhân tổng các nghịch đảo R giữa hai nút = nguồn dịng đi vào mang dấu dương , đi ra mang dấu âm - Giải hệ phương trình tìm điện thế nút - Tìm dịng các nhánh theo định luật ohm Ví dụ 1 : - Chọn một nút trong mạch làm nút gốc ( thường nút cĩ nhiều nhánh tới ) - Nút gốc Uo = 0 - Điện thế nút a : Ua - Điện thế nút b : Ub - Điện thế của một nút là điện áp của nút đĩ so với nút gốc Uao = Ua – Uo = Ua Ubo = Ub – Uo = Ub Uab = Ua – Ub Uab là điện áp giữa hai nút a và b Khi mạch cĩ d nút thì ta cĩ d-1 phương trình thế nút K1a : J1 = I1 + I3 U a U ab U a U a U b J1 = R1 R3 R1 R 3 Phương trình thế nút tại a : 1 1 U b U a ( ) J 1 (1) R1 R3 R3 K1b : U b j2 I 3 I 2 mà I 2 R2 Trang 22
  24. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân U a U b U b U a I 3 I 3 R3 R3 1 1 U a J 2 U b ( ) (2) R2 R3 R3 Giải (1) và (2) tìm được Ua , Ub I1, I2, I3 Ví dụ 2 : Giải mạch sau dùng phương pháp thế nút : 1 1 1 U ( ) U ( ) 5 6 U U U a 4 4 b 4 1 a b U U 1 1 1 2 b U b ( ) U a ( ) 3 5 U U 4 2 4 b a Giải hệ tìm được UUa, b Ví dụ 3 : Giải mạch sau dùng phương pháp thế nút : Trang 23
  25. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 0 0 0 1 1 1 1 0 0 U U a ( ) U b 20 a 5 9 12 j 2 2 I 1 2 5 0 0 1 1 1 0 U b ( ) U a 2 30 2 4 2 j 2 Ví dụ 4 : Tính P2  =? Giải : 0 1 1 0 1 U a ( ) U b 2 4 2 2 0 0 1 1 1 u1 U b ( ) U a 2 4 2 2 U1 = Ua 3 Ub U a 2 (1) 4 2 3 UUa a Ub (2) 4 2 2 3 (2) => Ua = U 4 b 9 U Thay vào (1)  U b 2 16 b 2 Trang 24
  26. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân U b 32(V ) U a 24(V ) U 24 I a 6(A) 2 4 4 I1 6 2 4(A) 2 P(2) 4 2 32(w) Ví dụ 5 :Áp dụng phương pháp thế nút giải tìm Ua,Ub ? 1 1 1 U 20 U ( ) a 6 b 6 4 2 2 6 U 3V a U b 8V u U b 8V Chú ý: 3V là nguồn lý tưởng, khơng cĩ điện trở trong của nguồn. Khi áp dụng phương pháp thế nút thì nút gốc chọn ở cực âm của nguồn lý tưởng. 3.2. PHƯƠNG PHÁP DỊNG MẮC LƯỚI Theo phương pháp này, mỗi mắt lưới ta gán cho nĩ một biến (dịng điện khép mạch trong mắt lưới đĩ) gọi là dịng mắt lưới. Chiều của dịng điện mắt lưới cĩ thể cho tuỳ ý, nhưng thường ta chọn chúng cùng chiều với nhau (cùng chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại) Nội dung phương pháp : Bước 1 : ẩn số là những dịng điện mắc lưới tức là những dịng điện tưởng tượng coi như chạy khép kín theo các lối đi của vịng độc lập : nếu mạch cĩ d nút , n nhánh thì ( n- d + 1 ) vịng độc lập => số dịng mắt lưới tương ứng và giả thiết chiều. Ia và Ib là dịng mắc lưới Trang 25
  27. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Bước 2 : viết định luật k2 cho dịng mắc lưới : một vế là tổng đại số các suất điện động cĩ trong vịng đĩ. Vế kia là tổng đại số các điện áp rơi trên mỗi nhánh của lối đi vịng gây bởi tất cả các dịng điện mắc lưới chạy qua. E I (R R ) R I 1 a 1 3 3 b E I (R R ) R I 2 b 2 3 3 a Bước 3 : Giải hệ phương trình tìm dịng mắc lưới. Bước 4 : Tìm dịng điện nhánh bằng tổng đại số các dịng mắc lưới chạy qua. I I 1 a I I I I I 3 a b 2 b Ví dụ 6: Áp dụng phương pháp dịng mắt lưới tìm Ia, Ib, Ic ? E1 E2 I a (R1 R2 R3 ) I b R3 I c R2 E I (R R R ) R I R I 5 b 3 4 5 3 a 5 c E6 E1 I c (R1 R4 R6 ) R1 I a R4 I b Ví dụ 7: Tìm Ia, Ib, Ic =? Trang 26
  28. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Cách 1 : i = (8 + 6 + 16 ) =152 – 32 120 12 => i = 4(A) 30 3 Cách 2 : Ia =19A Ic = 2A i (6 + 8 +16 ) – 19.8 + 2.16 = 0 120 => i 4A 30 Ví dụ 8 : Tìm Ia, Ib, Ic Ia = -2A Ic = 5A 38 = Ib (4 + 1+ 3 ) -Ia (4 +1 ) + Ic (1 + 3 ) 8 38 = Ib .8 + 10 + 20 Ib = 1(A) 8 I = Ib + Ic = 1 + 5 = 6(A) Trang 27
  29. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 3.4. PHƯƠNG PHÁP XẾP CHỒNG Nguyên lý : Trong mạch gồm nhiều nguồn, dịng điện qua một nhánh bằng tổng đại số các dịng điện qua nhánh đĩ do tác dụng riêng rẽ của từng nguồn, các nguồn khác xem như bằng 0. E1 + E2 = I.R Cho từng nguồn tác động : E1 tác động : E2=0 E2 tác động : E1 = 0 E1 + E2 = R.( I1 + I2 ) Ví dụ 9 : dùng phương pháp xếp chồng tìm dịng điện I ? Nguồn 38 V tác động ( các nguồn cịn lại cho bằng 0 ) 38 I1 A 8 Trang 28
  30. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Nguồn 5A tác động : 20 I 2 A 8 Nguồn 2A tác động : 3.4. ĐỊNH LÝ THE’VENIN - NORTON Ví dụ 10 : Tính dịng điện I dùng định lý Thevenin ? 3.4.1. Định lý thevenin : nội dung định lý : Bước 1 : tách bỏ nhánh cần tính dịng áp ra khỏi mạch Bước 2 : Tính Uab = Uhở = Uth. Trang 29
  31. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân U ab U a U b U b 2 2 4V 1 1 12 U ( ) 1 a 6 3 6 U a 6V vậy : U ab 2V Bước 3 : triệt tiêu tất cả các nguồn độc lập tính Rtđ nhìn từ cửa ab : 6 3 R 2 4 td 6 6 Bước 4 : thành lập sơ đồ tương đương thevenin Bước 5 :gắn nhánh cần tính vào mạch tương đương thevenin, tính dịng áp : 2 I 0,4(A) 4 1 3.4.2. Định Lý Norton: Bước 1 : Tách bỏ nhánh cần tính dịng nhánh ra khỏi mạch : Bước 2 : tính I ngắn mạch : a trùng với b. dùng K1 1 1 1 12 U ( ) 1 2 b 6 3 2 6 U b 5(v) 5 I 2,5(A) b 3 Ingắn = 2,5 – 2 = 0,5(A) Bước 3 : giống bước 3 ở trên Rtd 4 Trang 30
  32. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân Bước 4 : thành lập sơ đồ tương đương Norton : Bước 5 : giống bước 5 ở trên 0,5 4 I 0,4(A) 4 1 Chú ý : Định lý Thevenin và Nortorn cĩ thể biến đổi tương được Ví dụ 11 : Tính IR khi R= 6  Tính R để Pmax =? Giải : 9Ia 12 6 Ia 2A U ab U 3 2 3 6V 6 3 R 2 td 6 3 Trang 31
  33. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân 6 3 I (A) R 8 4 Để cơng suất lớn nhất thì R Rtd 2 6 3 I R (A) 4 2 6 9 P 2 ( ) 2 W max 4 2 3.5. ĐỊNH LÝ CHUYỂN VỊ NGUỒN Định lý chuyển vị nguồn áp Dịng điện trong các nhánh khơng thay đổi khi ta mắc nối tiếp thêm các nguồn áp bằng nhau vào các nhánh của 1 nút. Ví dụ + U - I3 I3 I1 I1 U U I4 I4 + - - + I2 I2 - + U + U + U - - Trang 32
  34. Simpo PDFChương Merge 3. and Các Split phương Unregistered pháp phân Versiontích mạch - Biên soạn: ThS. Phan Như Quân + U - I3 U U I1 I4 + - - + I2 Định lý chuyển vị nguồn dịng Điện áp trên các nhánh khơng thay đổi khi ta mắc song song thêm các nguồn dịng bằng nhau vào các nhánh của 1 vịng Ví dụ: Z1 Z1 J Z3 Z3 J J J J J Z2 Z2 Z1 J Z3 J J Z2 Trang 33
  35. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Chương 4. MẠCH ĐIỆN 3 PHA 4.1. KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.1. Máy phát điện 3 pha và vấn đề truyền tải điện năng đi xa Hình 4.1.1.1. Sơ đồ nguyên lý nhà máy phát điện và vấn đề truyền tải điện năng đi xa Hình 4.1.1.2. Sơ đồ minh họa tai nạn điện xảy ra khi chân người chạm đất Hình 4.1.1.3. Sơ đồ minh họa an tồn điện khi chân người cách điện với đất Trang 34
  36. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Mạch điện ba pha bao gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải và các phụ tải ba pha. Để tạo ra nguồn điện ba pha, ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha Mỗi một pha trong mạch 3 pha được ký hiệu là A, B, C hay a, b, c. Điện áp tương ứng trên mỗi pha lệch nhau một gĩc 120o, được viết dưới dạng điều hịa và dạng số phức như sau : j ea E0 sin  . t → Ea E0 e 2 2 2 j j 1 3 e Esin . t → E E e 3 E e3 E j b 0 b0 a a 3 2 2 4 4 4 j j 1 3 e Esin . t → E E e 3 E e3 E j c 0 c0 a a 3 2 2 Nguồn điện gồm ba sức điện động sin cùng biên độ, cùng tần số, lệch nhau về pha 2π/3 gọi là nguồn ba pha đối xứng. 4.2. CÁCH ĐẤU NỐI DÂY 4.2.1. Nguồn đấu sao: Cĩ 2 cách đấu sao: 3 dây và 4 dây A A ea ea B B eb eb C C ec ec N (a) nối sao 3 đầu (b) nối sao 4 đầu Hình Nguồn đấu hình sao UAB, UBC, UCA : điện áp dây và điện áp giữa 2 pha bất kỳ (Ud) UAN, UBN, UCN : điện áp pha (Up) là điện áp giữa 1 pha bất kỳ với điểm trung tính hay dây trung tính. . . UCN UCA . UAB 30% . . UAN UBN . UBC Trang 35
  37. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Theo giản đồ vectơ Nếu chọn = 0 cho pha A, ta cĩ : UAN = Upm sin t o UBN = Upm sin (t –120 ) o Vậy : UAB =UAN-UNB= Upm [sin t – sin (t – 120 )] o o = 2Upm cos (t – 60 ) sin 60 o UAB = 3 Upm sin (t – 30 ) (*) (*) Chứng tỏ : 3 Upm = Udm Hay : UUd 3 p 4.2.2. Nguồn đấu tam giác Tính chất đặc biệt của hệ thống 3 đối xứng là tổng của 3 dịng hay áp đối xứng, dịch pha nhau một gĩc 120o, tại mỗi thời điểm bất kỳ đều bằng khơng : A U CA U AB B U BC C Hình nguồn đấu tam giác Vì vậy, cĩ thể đưa ra khả năng nối đầu cuối của cuộn dây này với đầu vào cuộn dây kia như hình vẽ trên, để tạo thành đấu tam giác. Điện áp pha UAB, UBC, UCA là giống như điện áp giữa 2 pha bất kỳ, nên : U d U p Trang 36
  38. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân 4.2.3. Tải đối xứng đấu tam giác I A A I AB ZCA I CA ZAB I B C B Z BC I BC I C I A , I B , I C : dịng điện dây. I AB , I BC , I CA : dịng điện pha K1A : IIIA AB CA Tải đối xứng nên : j120 ICA I AB e j120 3 3 Hay: IA I AB 1 e I AB j 2 2 1 3 j90 j 120 j 30 IA I AB j3 j I AB 3 e e I AB 3 e 2 2 IId 3 p 4.2.4. Tải đối xứng đấu sao I B I B I A A I A A B B Z ZA B O O ZC I C C I C C (a) Tải đấu Y 3 dây (b) Tải đấu Y 4 dây Trang 37
  39. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Trường hợp này ta thấy ngay: I d I p 4.2.5. Đồ thị vector nguồn đấu sao tải đấu tam giác A A AB I CA I ZCA ZAB N C B ZBC I BC B C Kirchoff tại A,B,C: IIIA AB CA IIIB BC AB IIIC CA BC o Nguồn đối xứng lệch pha 120 ở mỗi pha nên:U AN U BN U CN 0 .Và U AB U AN U BN U BC U BN U CN U CA U CN U AN Ta xây dựng được giản đồ vectơ như hình vẽ. Trang 38
  40. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân BC I . UAN I C I CA I A . . UAB UCA I AB I CA . UCN . . UBC UBN I BC I AB I B Nguồn đấu sao : UAB, UBC, UCA: điện áp dây UAN, UBN, UCN: điện áp pha U d 3U p Tải đấu tam giác : I A , I B , I C : dịng điện dây. I AB , I BC , I CA : dịng điện pha I d I p 3 Trang 39
  41. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân 4.3. CƠNG SUẤT TÁC DỤNG CỦA HỆ THỐNG 3 PHA Xét hệ thống 3, 4 dây nguồn và tải đấu Y Za A IA I Zb B B N 0 Zc C IC Xét pha A : uAN (t) = U0 sin t iA (t) = I0 sin (t - ) : gĩc lệnh pha giữa uA(t) và iA(t) Cơng suất tức thời : pA (t) = uAN (t) × iA (t) = U0 I0 [sin t . sin (t - )] pA(t) = ½ U0 I0 [cos - cos (2t - )] Cơng suất tác dụng là cơng suất trung bình của pA(t) trong 1 chu kỳ T: 1 T P p t dt AA T 0 Thành phần khơng theo thời gian: ½. U0.I0. cos Nguồn và tải đối xứng nên cơng suất ở cả 3 pha: 3 P = 3PA = U0.I0.cos 2 Với U0 = 2 ×U I0 = 2 ×I Vậy p = 3 Up Ip cos (*) Đấu sao : Up = Ud / 3 , Ip = Id Đấu tam giác : Up = Ud , Ip = Id / 3 . Nên (*) được viết theo cả 2 cách đấu : Trang 40
  42. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân 3 P U I cos 3 d d Tĩm lại: Cơng suất tác dụng P. P P3 p PA PB Pc A : gĩc lệch pha giữa dịng và áp pha PA U A I A cos A 2 PA RA I A Mạch 3 pha đối xứng : PA PB PC P1p U P I P cos PPUI 31PPP 3 cos 2 PUIRI 3d d cos 3 P P Cơng suất phản kháng QQQQ ABC QUIAAAA sin 2 QXIAAA Mạch 3 pha đối xứng : QQQQUIABCPPP sin 2 QQUI 3P 3 P P sin 3 UI d d sin 3 XIPtg P P Cơng suất biểu kiến 2 2 SPQUI 3 d d P cos S 4.4. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH 3 PHA ĐỐI XỨNG Phải tính dịng áp cả 3 pha nhưng do tính đối xứng ta chỉ cần tính dịng áp trên một pha rồi suy ra hai pha cịn lại. Trang 41
  43. Simpo PDFChương Merge 4. and Mạch Split điện Unregistered 3 pha Version - soạn: ThS. Phan Như Quân Ví dụ 1 : A1 = 34,6 A Tải mắc đối xứng , R=11 Tính chỉ số A2 = ? volkế = ? U dnguon ?, P Giải : Mắc tam giác : I 3I d p U d U p 34,6 I P 20A 3 A2 20A VIRV P 20 11 220 UUUVd P nguon 220 P 3 R I2 3 11 20 2 13, 2 Kw Ví dụ 2 : Nguồn đối xứng Ud = 30 V. cung cấp cho tải hình sao đối xứng cĩ P = 1200 Kw. cos 0,8. Tính dịng dây và trở kháng pha của tải. Giải : Ghi nhớ: Đối với hệ thống 3 pha đối xứng (đấu sao, hay tam giác): ta luơn cĩ: PUIUI 3p p cos 3 d d cos P 1200.103 IId P 3Ud cos 3 3000,8 IIAd P 2886,75( ) 2 PIRR 3 PPP Trang 42
  44. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - BÀI TẬP CHƯƠNG 1 Bài 1 : Cho mạch điện như hình 1.4. Biết I1 =1A, xác định dòng điện trong các nhánh và công suất cung cấp bởi nguồn dòng 2A. 2A 2 6 I4 I5 4 1 6 I1 I3 I2 - + 48V + 40V + 10V - - Hình 1.4 Giải 2A 2 6 I4 B I5 C A 4 1 V2 6 V1 I1 I3 I2 - + 48V + 40V + 10V - - K1A: II1 2 4 0 IIA4 1 2 1 2 3 K2V1: 4III1 2 4 1 3 40 48 IIIA3 4 1 2 4 8 4 6 8 2 K1B: III4 3 5 0 IIIA5 4 3 3 2 5 K2V2: 1III3 6 5 6 2 10 40 50 6III 50 6 5023018 2 3 5 IA2 18/ 6 3 Cách khác: K1C: II5 2 2 0 IIA2 5 2 5 2 3 Trang 1
  45. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 2: Trong mạch điện hình 1.5. Xác định E để nguồn áp 16V cung cấp công suất 32W. 2 4A 1 + 16V 3 1 - E + 9 3 - Hình 1.5 Giải 2 A I1 4A I2 1 V1 + 16V - 1 I3 3 C B I4 I5 I6 E + V3 9 V2 3 - P 32 IA 2 1 16V 16 K1A: II1 2 4 0 IIA2 1 4 2 4 6 K2V1: 2III1 2 5 16 IIIA5 2 1 2 16 4 6 16 6 K1B: III1 5 6 0 IIIA6 1 5 2 6 4 , dịng I6 cĩ chiều ngược lại với chiều đã chọn K2V2: III5 3 6 9 4 0 II 3 6 12 IA 5 6 2 4 9 9 K1C: IIII3 2 5 4 0 IIIIA3 2 5 4 6 6 2 2 K2V3: 3IIE3 9 4 EV 6 18 24 Trang 2
  46. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 3 : Cho mạch điện như hình vẽ I 2 I2 12 I4 4 I3 I1 4 8 + 16 30V - 3 6 Hãy tính các dịng điện I, I1, I2, I3, I4 ? Giải Biến đổi tương đương: I 2 I2 12 I4 I3 I1 4 + 16 8nt4=12 30V - 3//6=2 I 2 I2 12 I4 I3 I1 + 16 4nt2=6 8nt4=12 30V - I 2 I2 12 I1 + 16 6//12=4 30V - Trang 3
  47. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - I 2 I2 I1 4nt12=16 + 16 30V - I 2 + 16//16=8 30V - 30 IA 3( ) 2 8 Phân dịng: 16 16 IIA 3 1.5( ) 1 16 16 16 16 IIIA2 1 3 1.5 1.5( ) Phân dịng: 12 12 IIA 1.5 1( ) 3 2 12 6 18 IIIA4 2 3 1.5 1 0.5( ) Bài 4 : Cho mạch điện như hình vẽ : a/ Tính dịng điện I, I2, I3 ? b/ Tính U1, U2, U3 ? Trang 4
  48. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 5 : Cho mạng điện như hình vẽ. a/ Tính dịng I1, I2, I3, I4 ? b/ Tính U ? Bài 6 : Cho mạng điện như hình vẽ. a/ Tính dịng I, I1, I2, I3, I4 ? b/ Tính U ? Bài 7 : cho mạch điện như hình vẽ : 2 18 21 12 8 6 6 Tính dịng điện I ? Trang 5
  49. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 8 :Dùng phép biến đổi tương đương, tìm i1 ở mạch hình 1.16. Bài 9: cho mạch điện như hình vẽ Xác định Ix trên mạch hình 1.3a và hình 1.3b. Bài 10 : Cho mạch điện hình 1.12. Xác định R để cho I = 5A. Bài 11 : Xác định u và i1 trên mạch hình 1.13. Trang 6
  50. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 12 : Tìm áp u trên mạch điện hình 1.14. Bài 13 :Xác định uo ở mạch hình 1.15. Bài 14 : Dùng phép biến đổi tương đương tìm dòng các nhánh ở mạch điện hình 1.17 Bài 15: Xác định u và công suất tiêu tán trên điện trở 8 ở mạch điện hình 1.8. 1 Ω Trang 7
  51. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 16: U Tìm hệ số khuếch đại k 0 ở mạch điện hình 1.9. E Bài 17: Tính i và u ở mạch điện hình 1.10 theo E và . o α Bài 18 :Tìm uo ở mạch điện hình 1.19. Bài 19 : Cho mạch điện như hình vẽ. 5 3 I b 1 - Uab 6 2 I + 2 a 10V I 1 Trang 8
  52. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - a/ Tìm Rtđ, I ? b/ Tính I1, I2, Uab ? BÀI TẬP CHƯƠNG 2 Bài 20 : Một mạch điện mắc nối tiếp và mắc song song được minh họa như hình sau 8 j 10 I 2 3 2 j I 1 9 6 j  0 I 3 V1 =10 0 U a/ Tính dịng I1 , I 2 , I3 ? b/ Tính điện áp U ? Giải V 10 0 I 1 2.78  33.7( A ) 2.31 1.54 j ( A ) 1 3 2j 3.6  33.7 9 6j 9 6 j II 2.78  33.7 2 1 9 6j 10 8 j 19 2 j 10.82 33.7 I 2.78  33.7 1.57  73.41( A ) 0.45 1.5 j ( A ) 2 19.1 6.01 108 j 12.838.66  IIA 2.78  33.7 1.68  1.04( ) 3 1 9 6j 10 8 j 19.1  6 Cách khác: I3 I 1 I 2 2.31 1.54 j 0.45 1.5 j 1.86 0.04 j 1.68  1.36( A ) U I1 Z I 1 10 8 j // 9 6 j nt 3 2 j 10 8j 9 6 j U 2.78  33.7 3 2 j 10 8j 9 6 j 138 12 j U 2.78  33.7 3 2 j 19 2 j 13812 j 5344 j 19156 j U 2.78  33.7 2.78  33.7 19 2j 19 2 j 199 16.34 UV 2.78  33.7 28.96  23.37() 19.1 6.01 Trang 9
  53. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 21 : Cho mạch điện sau : với u( t ) 10sin t I 4 j 4 j 4 U 10  00 12 uc 4 j  a/ Tìm dịng i() t ? b/ Tìm điện áp uc () t ? c/ Tính cơng suất P tồn mạch? Giải Z 12 // 4 j 4 4 j nt 4 j  12 // 4 4 j 3 4 j  U 10 0 10  0 IA 2  53.13( ) 1 Z3 4 j 5  53.13 i() t 2sin t 53.13 A 12 12 IIA 2  53.13 1.5  53.13( ) c 12 4j 4 4 j 16 Uc I c 4 j 1.5  53.13  4 90  6 143.13( V ) uc t 6sin t 143.13 ( V ) UI 10 2 PW 1 cos53.13 0.6 3 2 2 Bài 22 : Cho mạch điện như hình vẽ : Tính I1, I2, I3 ? Trang 10
  54. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 23 : Cho mạch điện như hình vẽ : B C A I2 I 1 D a/ Tìm dịng điện I ? b/ Tính cơng suất P3 ? Bài 24 : Cho mạch điện như hình vẽ : 6 1 A I B 2A 12V + 3 1A 2 - Tính dịng điện I dùng định lý Thevenin ? Giải Bước 1: Hở mạch (cắt bỏ nhánh cần xét) 6 A B 2A 12V + 3 1A 2 - Bước 2: Tính UTh=Uhở mạch = UAB A B 6 2A 3 1A 2 12/6=2A A B 2A 6//3=2 2 1+2=3A AA  UUUUVTh AB A B 3 2 2 2 10( ) Bước 3: Tính RTh=RAB (ngắn mạch nguồn áp, hở mạch nguồn dịng độc lập) Trang 11
  55. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 6 A B 3 2 RTh 6 // 3 nt 2 4(  ) Bước 4: Vẽ mạch tương đương The’venil Rth=4 A Uth=10V + - B Bước 5: Gắn nhánh cắt bỏ vào Rth=4 A I Uth=10V + 1 - B U 10 IA Th 2 RTh 1 4 1 Bài 25 : Cho mạch điện như hình vẽ : I I 30 10 1 2 10A 5 20 100V Tính dịng điện I1, I2 ? Trang 12
  56. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 26 : Cho mạch điện như hình vẽ : 10 4 j I I 2 I1 3 E 5 j  Biết E = 50 V (hiệu dụng) a/ Tính I , I1 , I 2 ? b/ Kiểm tra lại sự cân bằng cơng suất tác dụng? Bài 27 : Cho mạch điện như hình vẽ : 2 3 8 j  I1 I3 I2 3 50 00 50 00 5 j a/ Tính I1 , I2 , I 3 ? b/ Kiểm tra lại sự cân bằng cơng suất tác dụng ? Bài 28 : hãy xác định L trong mạch điện sau : I 11.81  7.120 I1 I2 15 10 -15j 220 00 L 220 0 220  0 I 10.37  45( A ) 7.33 7.33 j ( A ) 2 15 15 j 15 2 45 I1 I I 2 11.81  7.12 10.37  45 11.72 1.46 j 7.33 7.33 j ( A ) I1 4.39 8.77 j 9.81  63.41( A ) U 220 0 Z 22.43  63.41  10 20 j  10 X 9.81 63.41 L I1 Trang 13
  57. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ta cĩ X 20 XLLH  L L   BÀI TẬP CHƯƠNG 3 Bài 29 : Hãy tìm I1 và I2 cho bởi mạch sau: I1 I2 Bài 30 : hãy tính cơng suất tồn phần cung cấp bởi mạch điện sau : I 20 200 20j 200 00 -40j 40 Bài 31 : Cho mạch điện như hình vẽ. 1 20 10 5 2 Tính dịng điện chạy qua các điện trở ? Trang 14
  58. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Giải 20 IA 2 1 10 20 10 9 IA 1 2 1 20 50 10 IA 2 3 20 10 IA 2 4 5 10 IA 5 5 2 Bài 32 : Cho mạch điện như hình vẽ. a 8V + U1 12mA 2k 6k 2U1 ( mA ) - b Tính điện áp U1 ? Ua 8V 1 1 U UU( ) a 2 12 b 2 6 2 1 UUb (3 1) 3.8 121 72 4UU 12 48 b 1 UUU1 a b 4UU 12(8 ) 48 b b UVb 3 UUUV1 a b 8 5 3 Bài 33 : Cho mạng điện sau: 12 j C I 6 100 00 (Hiệu dụng) Tần số f 50 hz a/ Tìm giá trị C để V và I cùng pha ? b/ Tính cơng suất P tồn mạch ứng với C vừa tìm được? Trang 15
  59. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 34 : Cho mạng điện tác động bởi các dịng điện như hình vẽ. b a I 2 4 U 8 8 U 2 1 a/ Tìm điện áp U1 ? b/ Tìm điện áp U2? c/ Tìm dịng I chạy qua điện trở 2  giải a/ 1 1 1 U a 20 UUa( ) b 10 5 4 2 2 U 20 b 1 1 1 1 UUb( ) a 5 2 8 8 2 UU1 a 20 (V), UU2 b 20 (V) 3 1 UU 5 c/ Dịng chạy qua điện trở 2  : 4a 2 b UUa b 20 20 1 6 I 0 (A) UUa b 5 2 2 2 8 3UUa 2 b 20 4UUa 6 b 40 bài 35 : Dùng định lý Thevenin giải bài tốn sau : 8V I 4A 12 12 2 R 5 a/ Tính I khi R  2 b/ Tính R để PRmax ? Tìm PRmx Trang 16
  60. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 36 : Cho mạch điện như hình vẽ. a/ Tính i(t), i1(t), i2(t) ? b/ tính Pnguồn, P3  ? Bài 37 : Cho mạch điện như hình vẽ. a/ Tìm dịng điện I2 , I3 ? b/ Tìm điện áp U ? Bài 38 : cho mạch điện như hình vẽ I 10 I 1 1 2 25A 4 20A 2 10 20V Tìm dịng điện I1, I2 ? Bài 39 : Dùng định lý Thevenin tìm dịng điện I trong mạch: 10 I 20 5 10 V 4 8 Trang 17
  61. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 40: Dùng định lý Thevenin giải bài tốn sau : 8 2 I 4 R 35 V 10 10 a/ Tính I khi R 4  b/ Tính R để PRmax ? Tìm PRmx Câu 41 : Cho mạch điện như hình vẽ. a/ Tìm dịng điện I2 , I3 ? b/ Tìm điện áp U ? Giải : 1 1 1 1 1 20 UU( ) ( ) 6 b6 4 2 a 2 6 6 UVa 3 Ub 8 V u U b 8 V UU 11 IA a b 2 2 2 U IA b 2 3 4 Trang 18
  62. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - BÀI TẬP CHƯƠNG 4 Bài 41 : Máy phát điện 3 pha đối xứng, Cung cấp cho 2 tải đối xứng. Tải 1 mắc tam giác cĩ trở kháng pha Z1 2 3 j (  ) . Tải 2 mắc sao cĩ Z2 3 2 j (  ) . Biết Ud 380 V. a/ Tính dịng điện chạy trong các tải ? Tính dịng điện dây chính ? b/ Tính cơng suất tồn mạch ? Bài 42 : Máy phát điện 3 pha đối xứng, cĩ điện áp dây Ud 1000V. Cung cấp cho 3 tải đối xứng. Tải 1 mắc tam giác cĩ Id1 50 A, cos 1 0.8. Tải 2 mắc tam giác cĩ P2 70kW, cos 2 0.866. Tải 3 mắc sao cĩ X 3 6  , R3 1  . a/ Tính dịng điện chạy trong các tải ? Tính dịng điện dây chính ? b/ Tính cơng suất của các tải ? Bài 43: Cho mạch điện như hình vẽ : 4 a/ Tính I1, I2 ? b/ Tính P2 ? Bài 44 : Cho mạch điện như hình vẽ : Trang 19
  63. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Tìm dịng điện I dùng phương pháp xếp chồng ? Bài 45 : cho mạch điện 3 pha đối xứng, tải mắc tam giác : A = 34,6 A 1 Tải mắc đối xứng , R=11  Tính chỉ số A = ? volkế = ? 2 U ?, cơng suất P? dnguon Bài 46 : nguồn 3 pha đối xứng, Ud = 300V, cung cấp cho tải hình sao đối xứng cĩ P = 1200KW. Cĩ cos 0,8 . Tính dịng điện dây và trở kháng pha của tải ? Bài 47: Tính I1 và I2 ? I1 I2 Bài 48: Tìm dịng điện I ? II. PHỤ LỤC II : PHẦN BÀI TẬP TỰ HỌC : - Bài tự học mơn mạch điện 1 nhằm giúp sinh viên, nâng cao tính tự giác học tập, rèn luyện tính độc lập xử lý cơng việc, ứng dụng kiến thức vào thực tế thơng qua hình thức bài tự học như sau :  Sinh viên sẽ được chia nhĩm để làm bài tự học. mỗi nhĩm cĩ thể từ 3 - 5 sinh viên tùy mức độ của bài tự học.  Sinh viên sẽ làm mạch thực tế, nghiên cứu tài liệu liên quan mơn học, mơ phỏng (mạch cĩ thể do giáo viên gợi ý hoặc sinh viên tự tìm kiếm ) Bài 1 : Nghiên cứu Mathlab mơ phỏng phân tích một số bài tập mạch điện. Trang 20
  64. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 2 : Làm mạch đèn giáng sinh theo gợi ý như sau : Bài 3 : Mạch điện tạo xung 1khz Bài 4 : Làm mạch đèn ngủ mini Trang 21
  65. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bài 5 : Mạch dịch Led dùng IC 4017 Bài 6 : Mạch quảng cáo sáng dần lên rồi tắt dần xuống : Trang 22
  66. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Trang 23