Slide bài giảng: cơ sở kỹ thuật điện 1

C

Ơ S

Ở KỸ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

Giáo viên: Ths. Nguy

ễn Vi

ệt S

ơ

n

B

ộ môn:

Kỹ thu

ật

ño và Tin h

ọc công nghi

ệ

p

C1 - 108 - ðại h

ọc Bách Khoa Hà N

ộ

i

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

N

ội dung chương trình:

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff.

I. Khái ni

ệm v

ề mô hình trường - mô hình h

ệ th

ống.

II. Các hi

ện tượng c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

III. Các lu

ật c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

IV. N

ội dung bài toán

m

ạch.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

2

IV. N

ội dung bài toán

m

ạch.

Chương 2: M

ạch tuy

ến tính

ở chế ñộ xác l

ậ

p

ñiều hòa.

I. Hàm

ñiều hòa và các ñại lượng ñặc trưng.

II. S

ố ph

ức - Bi

ểu di

ễn hàm

ñiều hòa trong mi

ề

n

ảnh ph

ứ

c

III. Ph

ả

n

ứng c

ủa m

ột nhánh v

ới kích thích

ñiều hòa.

IV. D

ạng

ảnh ph

ức c

ủa các lu

ật c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

N

ội dung chương trình:

Chương 3: Phương pháp c

ơ

b

ản tính m

ạch tuy

ến tính

ở chế ñộ xác l

ậ

p

ñiều hòa - Graph Kirhoff

I. Phương pháp dòng nhánh.

II. Phương pháp th

ế nút.

III. Phương pháp dòng vòng.

IV. Khái ni

ệm v

ề graph Kirhoff.

V. Các ñịnh lý

v

ề lậ

p phương trình Kirhoff.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

3

V. Các ñịnh lý

v

ề lậ

p phương trình Kirhoff.

VI. Ma tr

ận c

ấu trúc A, B.

VII. L

ập phương trình b

ằng ma tr

ận c

ấu trúc.

Chương 4: Tính ch

ất c

ơ

b

ản c

ủa m

ạch

ñiện tuy

ến tính.

I. Khái ni

ệm chung.

II. Tính ch

ất tuy

ến tính.

III. Khái ni

ệm hàm truy

ề

n ñạt.

IV. Truy

ề

n ñạt tương h

ỗ và không tương h

ỗ.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

N

ội dung chương trình:

Chương 5: M

ạch

ñiện tuy

ến tính có kích thích chu kỳ

I. Khái ni

ệm v

ề ngu

ồn kích thích chu k

ỳ.

II. Cách phân tích m

ạch

ñiện tuy

ến tính có kích thích chu k

ỳ.

III. Trị hi

ệu dụng - công su

ất dòng chu k

ỳ

IV. Hàm truy

ề

n ñạ

t và ñặ

c tính

t

ầ

n

s

ố.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

4

IV. Hàm truy

ề

n ñạ

t và ñặ

c tính

t

ầ

n

s

ố.

Chương 6: M

ạng m

ột c

ửa Kirhoff tuy

ến tính.

I. Khái ni

ệm v

ề

m

ạng m

ột c

ửa Kirhoff.

II. Phương trình và sơ ñồ

tương ñương m

ạng m

ột c

ửa có ngu

ồn.

III.

ðiều ki

ệ

n ñưa công su

ất c

ự

c ñại ra kh

ỏi m

ạng m

ột c

ửa.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

N

ội dung chương trình:

Chương 7: M

ạng hai c

ửa tuy

ến tính

I. Khái ni

ệm v

ề

m

ạng hai c

ửa.

II. Mô t

ả toán h

ọc c

ủa m

ạng hai c

ửa - Phương pháp tính các b

ộ

số ñặc trưng.

III. Tính ch

ất m

ạng 2 c

ửa tuy

ến tính tương h

ỗ.

IV. Hàm truy

ề

n ñạt dòng - áp. T

ổng tr

ở vào c

ủa m

ạng hai c

ửa. V

ấ

n ñề hòa h

ợp

ngu

ồ

n và

t

ải b

ằng

m

ạng hai

c

ử

a.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

5

ngu

ồ

n và

t

ải b

ằng

m

ạng hai

c

ử

a.

V. M

ạng hai c

ửa phi h

ỗ.

Chương 8: M

ạch

ñiện 3 pha.

I. Khái ni

ệm.

II. M

ạch 3 pha ñối x

ứng và không ñối x

ứng t

ải tĩnh.

III. Tính và

ño công su

ất m

ạch

ñiện 3 pha.

IV. M

ạch 3 pha có t

ải ñộng - Phương pháp thành ph

ầ

n ñối x

ứng

V. M

ột s

ố

s

ự

c

ố trong m

ạch

ñiện 3 pha.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

N

ội dung chương trình:

Chương 9: Khái ni

ệm c

ơ

b

ản v

ề quá trình quá ñộ trong h

ệ th

ống

I. Quá trình quá ñộ trong h

ệ th

ống.

II. Tính liên t

ục và m

ở

r

ộng tính kh

ả vi c

ủa quá trình.

III. S

ơ ki

ện và phương pháp tính s

ơ ki

ện.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

6

Chương 10: Các phương pháp tính quá trình quá ñộ trong m

ạch

ñiện tuy

ến tính.

I. Phương pháp tích phân kinh

ñiển.

II. Phương pháp tích phân Duyamen và hàm Green.

III. Phương pháp toán t

ử Laplace.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

Tài li

ệu tham kh

ảo:

1.

C

ơ

s

ở

kỹ thu

ậ

t

ñiện 1 & 2 - Nguy

ễn Bình Thành - Nguy

ễn Tr

ần Quân - Ph

ạm Kh

ắ

c

Chương - 1971.

2.

C

ơ

s

ở

kỹ thu

ậ

t

ñiệ

n - Quy

ển 1 - B

ộ môn Kỹ thu

ậ

t

ño và Tin h

ọc công nghi

ệp - 2004

3. Giáo trình lý thuy

ế

t

m

ạch

ñiệ

n

- PGS

- TS. Lê

V

ă

n

B

ảng

- 2005.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

7

3. Giáo trình lý thuy

ế

t

m

ạch

ñiệ

n

- PGS

- TS. Lê

V

ă

n

B

ảng

- 2005.

4. Fundamentals of electric circuits - David A.Bell - Prentice Hall International

Edition - 1990.

5. Electric circuits - Norman Blabanian - Mc Graw Hill - 1994.

6. Methodes d’etudes des circuit electriques - Fancois Mesa - Eyrolles - 1987.

7. An introduction to circuit analysis a system approach - Donald E.Scott - Mc

Graw Hill - 1994.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

I. Khái ni

ệm v

ề mô hình trường - mô hình h

ệ th

ống.

II. Các hi

ệ

n

tượng

c

ơ

b

ả

n trong mô hình

m

ạch Kirhoff.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

8

II. Các hi

ệ

n

tượng

c

ơ

b

ả

n trong mô hình

m

ạch Kirhoff.

III. Các lu

ật c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

IV. N

ội dung bài toán m

ạch.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

I. Khái ni

ệm v

ề mô hình trường - mô hình h

ệ th

ống.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1

9

II. Các hi

ện tượng c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

III. Các lu

ật c

ơ

b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

IV. N

ội dung bài toán m

ạch.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

I. Khái ni

ệm v

ề mô hình trường - mô hình h

ệ th

ống.

M

ạch

ñiện g

ồm m

ột h

ệ th

ống các thi

ết bị n

ối ghép v

ới nhau cho phép trao ñổi n

ăng lượng và tín

hi

ệu.

6000( )

c

m

f

λ = =

E(x, y, z, t), H(x,y,z,t) …

Thi

ết bị ñiệ

n

Mô hình h

ệ th

ống Mô hình trường

u(t), i(t), p(t) …

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 10

S

ơ ñồ m

ạch Mô hình m

ạ

M

ạch hóa Lu

ật ch

(n

ăng lượng) Kirhoff

Mô hình m

ạch

tín hi

ệ

u

H

ệ phương trình

toán h

ọ

c

gtb >> gmoi truong

H

ữu h

ạn các tr

ạng thái.

l <<

λ

Lu

ật Kirhoff 1, 2

Lu

ật b

ảo toàn công su

ất

Lu

ật Ohm

Xét s

ự truy

ề

n ñạt n

ăng lượng

gi

ữa các thi

ết bị ñiệ

n

Hình v

ẽ mô ph

ỏng

thi

ết bị ñiệ

n

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

C

Ơ S

Ở K

Ỹ THU

ẬT

ð

I

ỆN 1

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff.

I. Khái ni

ệm v

ề mô hình trường - mô hình h

ệ th

ống.

II. Các hi

ện tượng c

ơ b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

II.1. Ngu

ồn

ñ

i

ện.

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 11

II.2. Ph

ần t

ử tiêu tán trong m

ạch

ñ

i

ện R.

II.3. Kho

ñ

i

ện.

ð

i

ện dung C.

II.4. Kho t

ừ. ð

i

ện c

ảm L.

III. Các lu

ật c

ơ b

ản trong mô hình m

ạch Kirhoff.

IV. N

ội dung bài toán m

ạch.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

II. Các hi

ện tượng c

ơ

b

ản trong m

ạch Kirhoff.

Mô hình m

ạch Kirhoff ñược xem xét trên phương di

ện truy

ề

n ñạt n

ăng lượng gi

ữa các thi

ết bị trong

m

ột m

ạch

ñiện.

Có r

ất nhi

ều hi

ện tượng trong các thi

ết bị ñiện: Hi

ện tượng tiêu tán, hi

ện tượng tích phóng

ñiện t

ừ,

hi

ện tượng t

ạo sóng, phát sóng, khu

ếch ñại, chỉnh l

ưu,

ñiều ch

ế

… nh

ưng th

ực t

ế cho th

ấy thường

tồn t

ại m

ột nhóm ñủ hi

ện tượng c

ơ

b

ản, từ ñó h

ợp thành m

ọi hi

ện tượng khác,

ñó là:

Hi

ệ

n

tượng tiêu tán: N

ăng lượng

ñiệ

n từ ñư

a vào

m

ột vùng và bi

ế

n chuy

ể

n thành nh

ững

d

ạng

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 12

Hi

ệ

n

tượng tiêu tán: N

ăng lượng

ñiệ

n từ ñư

a vào

m

ột vùng và bi

ế

n chuy

ể

n thành nh

ững

d

ạng

n

ăng lượng khác nh

ư nhi

ệt n

ăng, c

ơ

n

ăng, quang n

ăng … tiêu tán

ñi, không hoàn nguyên l

ại n

ữa.

Ví dụ : B

ế

p

ñiện, bóng

ñèn neon, ñộng c

ơ kéo …

Hi

ện tượng phát: Là hi

ện tượng bi

ến các d

ạng n

ăng lượng khác thành d

ạng n

ăng lượng

ñiện t

ừ.

Hi

ện tượng phát tương

ứng v

ới m

ột ngu

ồn phát.

Ví dụ : Pin, acqui, nhà máy th

ủ

y

ñiện, nhi

ệt ñiện, c

ối xay gió …

Hi

ện tượng tích phóng c

ủa kho

ñiện:

N

ăng lượng

ñiện t

ừ tích vào m

ột vùng t

ập trung

ñiệ

n

trường nh

ư lân c

ận các b

ản tụ ñiện ho

ặ

c ñưa t

ừ vùng

ñó tr

ả lại trường

ñiện t

ừ.

Hi

ện tượng tích phóng c

ủa kho t

ừ: N

ăng lượng

ñiện t

ừ tích vào m

ột vùng t

ập trung t

ừ trường

nh

ư lân c

ận m

ột cu

ộn dây có dòng

ñiện ho

ặ

c ñưa tr

ả từ vùng

ñó.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

II. Các hi

ện tượng c

ơ

b

ản trong m

ạch Kirhoff.

Mô hình m

ạch Kirhoff nghiên c

ứu quá trình truy

ề

n ñạt n

ăng lượng và tìm cách mô hình hóa các

hi

ện tượng trao ñổi n

ăng lượng b

ằng nh

ững ph

ần t

ử sao cho quan h

ệ gi

ữa các bi

ến tr

ạng thái trên

chúng cho phép bi

ểu di

ễn quá trình truy

ề

n ñạt n

ăng lượng t

ại vùng mà chúng ñược thay th

ế.

V

ới 4 quá trình n

ăng lượng c

ơ

b

ản kh

ảo sát ñược trong m

ạch Kirhoff, mô hình m

ạch Kirhoff s

ẽ có

4 ph

ần t

ử

c

ơ

b

ản,

ñó là :

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 13

Ngu

ồ

n

ñiệ

n (ngu

ồn su

ất ñiệ

n ñộng, ngu

ồn dòng)

↔ Hi

ện tượng phát

Ph

ần t

ử tiêu tán (ñiện tr

ở R,

ñiện d

ẫn g)

↔ Hi

ện tượng tiêu tán

Ph

ần t

ử kho

ñiệ

n (ñiện dung C)

↔ Hi

ện tượng tích phóng c

ủa kho

ñiệ

n

Ph

ần t

ử kho t

ừ (ñiện c

ảm L, h

ỗ

c

ảm M)

↔ Hi

ện tượng tích phóng c

ủa kho t

ừ

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

II.1. Ngu

ồ

n

ñ

i

ện.

Trong mô hình m

ạch Kirhoff, các thi

ết bị th

ực hi

ện quá trình chuy

ển hóa các d

ạng n

ăng lượng khác

thành

ñiện n

ăng ñược g

ọi là ngu

ồ

n

ñiệ

n.

Quy ước: Chi

ều dòng

ñiện ch

ảy trong ngu

ồn ch

ảy t

ừ

n

ơi có

ñiện áp th

ấp ñến n

ơi có

ñiện áp cao.

Pnguon = u . i < 0

phát công su

ất

Pnguon = u . i > 0

nh

ận công su

ất

Phân lo

ại:

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 14

Phân lo

ại:

Ngu

ồ

n ñộc l

ậ

p: Các tr

ạng thái c

ủa ngu

ồn (biên ñộ, t

ần s

ố, hình dáng, góc pha …) chỉ tùy

thu

ộc vào quy lu

ật riêng c

ủa ngu

ồn mà không ph

ụ thu

ộc vào tr

ạng thái b

ất k

ỳ trong m

ạch.

Ví dụ: Ngu

ồn áp, ngu

ồn dòng …

Ngu

ồn l

ệ thu

ộ

c: Các tr

ạng thái c

ủa ngu

ồn bị ph

ụ thu

ộc (

ñiều khi

ển) b

ởi m

ột tr

ạng thái nào

ñ

ó

trong m

ạch

ñiện.

Ví dụ: Ngu

ồn áp bị ñiều khi

ển b

ởi dòng, ngu

ồn áp bị ñiều khi

ển b

ởi áp; ngu

ồn dòng bị ñiề

u

khi

ển b

ởi dòng, ngu

ồn dòng bị ñiều khi

ển b

ởi áp …

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark

Chương 1: Khái ni

ệm v

ề mô hình m

ạch Kirhoff

II.1. Ngu

ồ

n

ñ

i

ện.

Ngu

ồn áp:

ðịnh ngh

ĩa: Ngu

ồn áp e(t) là m

ột ph

ần t

ử s

ơ ñồ m

ạch Kirhoff có ñặc tính duy trì trên hai c

ực

c

ủa nó m

ột hàm

ñiện áp, còn g

ọi là s

ức

ñiện ñộng e(t) xác ñịnh theo th

ời gian, và không ph

ụ

thu

ộc vào dòng

ñiện ch

ảy qua nó.

Bi

ến tr

ạng thái:

ðiện áp trên hai c

ực c

ủa ngu

ồn. ðối v

ới m

ột ngu

ồn áp lý tưởng, giá trị c

ủa

Cơ s

ở kỹ thu

ật ñiện 1 15

ñiện áp trên hai c

ực c

ủa ngu

ồn không ph

ụ thu

ộc vào giá trị c

ủa t

ải n

ối v

ới ngu

ồn.

Phương trình tr

ạng thái: u(t) = - e(t)

Ký hi

ệu:

(Chi

ều c

ủa m

ũi tên là chi

ều quy ước c

ủa dòng

ñiện sinh ra b

ởi ngu

ồ

n)

Cách n

ối: Ngu

ồn áp ñược n

ối trong nhánh c

ủa m

ạch

ñiện (tránh ng

ắn m

ạch ngu

ồn áp)

i(t) e(t)

u(t)

Ngu

ồn lý tưởng

(Rng = 0)

Ngu

ồn th

ực

(Rng

≠ 0)

i(t) e(t)

u(t)

Rng

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark