mach xoay chieu 2015b mk 349

Nguyễn Công Phương

Mạch xoay chiều
Cơ sở lý thuyết mạch điện


Nội dung
I. Thông số mạch
II. Phần tử mạch
III. Mạch một chiều
IV. Mạch xoay chiều
V. Mạng hai cửa
VI. Mạch ba pha
VII.Quá trình q độ
VIII.Khuếch đại thuật tốn
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

2


Mạch xoay chiều (1)
•
•
•

Mạch một chiều được dùng cho đến cuối tk.19
Định nghĩa mạch xoay chiều: có nguồn (áp hoặc dịng)
kích thích hình sin (hoặc cos)
Phương pháp giải: dùng số phức

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

3


Mạch xoay chiều (2)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Sóng sin
Phản ứng của các phần tử cơ bản
Số phức
Biển diễn sóng sin bằng số phức
Phức hố các phần tử cơ bản
Phân tích mạch xoay chiều
Cơng suất trong mạch xoay chiều
Hỗ cảm
Phân tích mạch điện bằng máy tính
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

4


Sóng sin (1)

u(t) = Umsinωt
–
–
–
–

Um :
ω:
ωt :
U :

biên độ của sóng sin
tần số góc (rad/s)
góc
Um
trị hiệu dụng U 

2

u(t)
Um

0

– Um

3π

π
2π

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

t
6


Sóng sin (3)
u(t) = Umsin(ωt + φ)
• φ: pha ban đầu
• u2 sớm pha so với u1,
hoặc
• u1 chậm pha so với 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
2π

– Um

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

8


Sóng sin (5)
u(t) = Umsin(ωt + φ)

u1(t) = U1sin(ωt + φ1)
u2(t) = U2sin(ωt + φ2)

u1(t) + u2(t)
Um

φ

U1

φ1

U2

φ2
Biên độ & góc pha là đặc trưng của một sóng sin
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

9


Sóng sin (6)
u1(t) + u2(t)

U1

φ1

U2

φ2
Chú ý: Phép cộng các sóng sin bằng véctơ quay
chỉ đúng khi các sóng sin có cùng tần số
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

10


Mạch xoay chiều
1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.
8.
9.

Sóng sin
Phản ứng của các phần tử cơ bản
Số phức
Biểu diễn sóng sin bằng số phức
Phức hố các phần tử cơ bản
Phân tích mạch xoay chiều
Cơng suất trong mạch xoay chiều
Hỗ cảm
Phân tích mạch điện bằng máy tính
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

11


Phản ứng của các phần 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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

12


Phản ứng của các phần tử cơ bản (2)
i

L

uL

i  I m sin t
di
uL  L

dt

 u L   LI m cos t   LI m sin(t  90o )
 U Lm sin(t  90o )

uL(t)

i(t)

uL

0

φ

ωt

90o

i

i  I m sin(t   )  uL   LI m sin(t    90o )
Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

13


Phản ứng của các phần 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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

14


Phản ứng của các phần tử cơ bản (4)
i

C
uC

Im
i  I m sin t  uC 
sin(t  90o )  U m sin(t  90o )
C
90o
uC(t)
i(t)

ωt

i

φ0

i  I m sin(t   )  uC 

Im
sin(t    90o )
C

uC

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

15


Phản ứng của các phần tử cơ bản (5)
i  I m sin t

i
uL
i

ur

ur  RI m sin t

uC

i

Im
o
u
t

sin(


90
)
uL   LI m sin(t  90 ) C
C
o

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

16

Phản ứng của các phần tử cơ bản (6)
i  I m sin(t   )
i

uL
i
φ

ur

ur  RI m sin(t   )

i
φ

φ
uC

Im
sin(t    90o )
uL   LI m sin(t    90 ) uC 
C
o

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

17

VD1

Phản ứng của các phần 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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

18

Phản ứng của các phần 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

140

Mạch xoay chiều - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

160

180

200

19


VD1

Phản ứng của các phần 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 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

20