Mô tả:
Nguyễn
g y Công
g Phương
g
Mạch xoay chiều
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nội dung
•
•
•
•
•
•
•
Thông số mạch
Phần tử mạch
Mạch một chiều
Mạch xoay chiều
Mạng hai cửa
Mạch ba pha
Q á ttrình
Quá
ì h quáá độ
Mạch xoay chiều
2
Mạch xoay chiều
ề (1)
•
•
•
Mạch
ạ một
ộ chiều được
ợ dùngg cho đến cuối tk.19
Định nghĩa mạch xoay chiều: có nguồn (áp hoặc dòng)
kích thích hình sin (hoặc cos)
Tại sao lại quan tâm đến xoay chiều?
1. Phổ biến trong tự nhiên
2 Tín
2.
Tí hiệ
hiệu điện
điệ xoay chiều
hiề dễ sản
ả xuất
ất & truyền
t ề dẫn,
dẫ được
đ
dùng rất phổ biến
3. Các tín hiệu chu kỳ được phân tích thành tổng của các sóng
sin → sóng sin đóng vai trò quan trọng trong phân tích tín
hiệu chu kỳ
4. Vi phân & tích phân của sóng sin là các sóng sin → dễ tính
toán
Mạch xoay chiều
3
Mạch xoay chiều
ề (2)
1.
2.
3
3.
4.
5
5.
6.
7
7.
8.
9
9.
Sóng sin
Phản ứng của các phần tử cơ bản
Số phức
Biển diễn sóng sin bằng số phức
Phức hoá các phần tử cơ bản
Phân tích mạch xoay chiều
Cô suất
Công
ất trong
t
mạch
h xoay chiều
hiề
Hỗ cảm
Phâ tích
Phân
tí h mạch
h điệ
điện bằng
bằ máy
á tính
tí h
Mạch xoay chiều
4
Sóng sin (1)
u(t) = Umsinωt
–
–
–
–
Um :
ω:
ωtt :
U :
biên độ của sóng sin
tần số góc (rad/s)
góc
ó
Um
trị hiệu dụng U
2
u(t)
(t)
Um
0
– Um
3π
π
2π
Mạch xoay chiều
ωt
5
u(t)
Um
T 2
0
Sóng sin (2)
3π
π
2π
ωt
– Um
T
2
1
f
T
u(t)
()
Um
0
– Um
3T/2
T/2
T
Mạch xoay chiều
t
6
Sóng sin (3)
u(t) = Umsin(ωt + φ)
• φ: pha ban đầu
• u2 sớm
ớ pha
h so với
ới u1,
hoặc
• u1 chậm pha so với
ới u2
• Nếu φ ≠ 0 → u1 lệch
pha với u2
• Nếu φ = 0 → u1 đồng
pha với u2
Um
u1((t)) = Umsinωt
u2(t) = Umsin(ωt + φ)
0
ωt
u(t)
φ
π
2
2π
– Um
Mạch xoay chiều
7
Sóng sin (4)
u(t)
( ) = Umsin(ωt
( + φ)
t=0
t*
Um
φ
0
t*
t
Quay với vận tốc ω rad/s
Mạch xoay chiều
8
Sóng sin (5)
u(t) = Umsin(ωt + φ)
u1(t) = U1sin(ωt + φ1)
u2(t) = U2sin(ωt + φ2)
u1(t) + u2(t)
Um
U1
φ
φ1
U2
φ2
Biên độ & góc pha là đặc trưng của một sóng sin
Mạch xoay chiều
9
Sóng sin (6)
u1(t) + u2(t)
U1
φ1
U2
φ2
Chú ý: Phép cộng các sóng sin bằng véctơ quay
chỉ
hỉ đú
đúng khi các
á sóng
ó sin
i cóó cùng
ù tần
tầ sốố
Mạch xoay chiều
10
Mạch xoay chiều
ề
1.
2.
3
3.
4.
5
5.
6.
7
7.
8.
9
9.
Sóng sin
Phản ứng của các phần tử cơ bản
Số phức
Biểu diễn sóng sin bằng số phức
Phức hoá các phần tử cơ bản
Phân tích mạch xoay chiều
Cô suất
Công
ất trong
t
mạch
h xoay chiều
hiề
Hỗ cảm
Phâ tích
Phân
tí h mạch
h điệ
điện bằng
bằ máy
á tính
tí h
Mạch xoay chiều
11
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (1)
i
i I m sin t
u R Ri
R
uR
u R RI m sin t U Rm sin t
uR(t)
0
i(t)
φ
ωt
i
uR
i I m sin(t ) u r RI m sin(t )
Mạch xoay chiều
12
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (2)
i
i I m sin t
di
uL L
dt
uL(t)
L
uL
u L LI m cos t LI m sin(t 90o )
U Lm sin(t 90o )
i(t)
uL
0
φ
ωt
i
90o
i I m sin(t ) uL LI m sin(t 90o )
Mạch xoay chiều
13
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (3)
i
C
uC
i I m sin t
1
u I m sin tdt
1
u idt
C
C
Im
Im
o
o
cos t
sin(t 90 ) U m sin(t 90 )
C
C
Mạch xoay chiều
14
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (4)
C
i
uC
Im
i I m sin t uC
sin(t 90o ) U m sin(t 90o )
C
90o
uC(t)
i(t)
ωt
φ0
i I m sin(t ) uC
Im
sin(t 90o )
C
Mạch xoay chiều
i
uC
15
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (5)
i I m sin t
i
uL
i
ur
ur RI m sin t
uC
i
Im
o
u
sin(
i
(
t
90
)
uL LI m sin(
i (t 90 ) C
C
o
Mạch xoay chiều
16
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (6)
i I m sin(t )
i
uL
i
φ
ur
ur RI m sin(
i (t )
i
φ
φ
uC
Im
sin(
i (t 90o )
uL LI m sin(
i (t 90 ) uC
C
o
Mạch xoay chiều
17
VD1
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (7)
i(t)
( ) = 5sin100t A;; r = 200 Ω;; L = 3 H;;
C = 20 μF; u = ?
u u r u L uC
ur rI m sin t 200.5 sin 100t
uL LI m sin(t 900 ) 100.3.5sin(100t 90o )
Im
5
o
o
uC
sin(t 90 )
sin(100
t
90
)
5
100.2.10
C
u 1000sin100t 1500sin(100t 90o ) 2500sin(100t 90o ) V
Mạch xoay chiều
18
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (8)
VD1
i(t)
( ) = 5sin100t A;; r = 200 Ω;; L = 3 H;;
C = 20 μF; u = ?
u 1000sin100t 1500sin(100t 90o ) 2500sin(100t 90o ) V
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
0
20
40
60
80
100
120
Mạch xoay chiều
140
160
180
200
19
VD1
Phản ứng của các phần
ầ tử cơ bản (9)
i(t)
( ) = 5sin100t A;; r = 200 Ω;; L = 3 H;;
C = 20 μF; u = ?
uL
ur
uL + uC
u
u 1000sin100t 1500sin(100t 90o ) 2500sin(100t 90o ) V
uC
1000 2 sin(100t 45o ) V
Mạch xoay chiều
20
- Xem thêm -