qua trinh qua do 2014b mk 6177

Nguyễn Cơng Phương

Q trình q độ
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
Q trình q độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

2


Q trình q độ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Giới thiệu
Sơ kiện

Phương pháp tích phân kinh điển
Q trình q độ trong mạch RLC
Phương pháp tốn tử
Phương pháp hàm quá độ và hàm trọng lượng
Giải quyết một số vấn đề của QTQĐ bằng máy tính

Q trình q độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

3


Giới thiệu (1)
• Tất cả các mạch điện từ trước đến giờ đều ở trạng
thái/chế độ xác lập
• Chế độ xác lập: mọi thơng số trong mạch điện (dịng
điện, điện áp, công suất, năng lượng) đều là hằng số
(mạch một chiều) hoặc biến thiên chu kỳ (mạch xoay
chiều)
• Quá độ (Từ điển tiếng Việt): chuyển từ chế độ này sang
chế độ khác
• Q trình q độ (kỹ thuật điện): q trình mạch điện
chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác
Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

4


Giới thiệu (2)
• Q trình q độ (kỹ thuật điện): quá trình mạch điện
chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác

i (A)

Quá trình quá độ
2

t
0

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

5


Giới thiệu (3)
• Q trình q độ (kỹ thuật điện): quá trình mạch điện
chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác

u (V)

Quá trình quá độ
12

t
Quá trình quá độ0 - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

6


Giới thiệu (4)

i (A)
2

wL(1) = 0

wL(2) ≠ 0

Δt = 0 ?
0

t

Δt

dw w wL(2)  wL(1)
p


→ p → ∞ (vô lý) → Δt ≠ 0
dt
t
t
Nếu Δt → 0

(tồn tại quá trình quá độ)

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

7

Giới thiệu (5)
i (A)
2

Δi ≠ 0 ?
0

di
i
uL L
t
dt

Nếu Δt → 0 & Δi ≠ 0

Δi
t

→ u → ∞ (vô lý) → Δi = 0
(dòng điện trong L phải liên tục)

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

8


Giới thiệu (6)
u (V)
12

ΔuC ≠ 0 ?
0

duC
uC
C
iC
t
dt

Nếu Δt → 0 & ΔuC ≠ 0

ΔuC

t

→ i → ∞ (vô lý) → ΔuC = 0
(điện áp trên C phải liên tục)

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

9


Giới thiệu (7)
• Q trình q độ xảy ra khi có thay đổi đột ngột về cấu
trúc của các mạch điện qn tính
• Qn tính: có các phần tử L hoặc/và C
• Một số giả thiết đơn giản hóa:

– Các phần tử lý tưởng
– Động tác đóng mở lý tưởng
• Thay K bằng R
• R chỉ nhận các giá trị 0 (khi K đóng) & ∞ (khi K mở)
• Thời gian đóng mở bằng 0

– Luật Kirchhoff ln đúng
Q trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

10


Giới thiệu (8)
uL(t)
Cuộn cảm
trong mạch
một chiều

Tụ điện
trong mạch
một chiều

Chế độ xác lập cũ

Chế độ
quá độ

Chế độ xác lập mới

0

Ngắn mạch

t
Không ngắn mạch

Ngắn mạch

Chế độ
quá độ

Chế độ xác lập mới

iC(t)
Chế độ xác lập cũ

0
Hở mạch

t
Khơng hở mạch

Hở mạch

Q trình q độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

11


x(t)

Sơ kiện 2

Quá trình quá độ

Sơ kiện 1

t
0

Sơ kiện 3

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

12


Q trình q độ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Giới thiệu
Sơ kiện
Phương pháp tích phân kinh điển
Q trình q độ trong mạch RLC
Phương pháp tốn tử

Phương pháp hàm quá độ và hàm trọng lượng
Giải quyết một số vấn đề của QTQĐ bằng máy tính

Q trình q độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

13


Sơ kiện (1)
• Giá trị (& đạo hàm các cấp) ngay sau thời điểm đóng mở
của dịng điện trong cuộn cảm & điện áp trên tụ điện
• iL(0), uC(0), i’L(0), u’C(0), i’’L(0), u’’C(0), …
• Được dùng để tính các hằng số tích phân của nghiệm của
q trình q độ
• Việc tính sơ kiện dựa vào:
– Thơng số mạch ngay trước thời điểm đóng mở (chế độ cũ):
iL(–0), uC(–0)
– Hai luật Kirchhoff
– Hai luật đóng mở
– Hai luật đóng mở tổng quát
Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

14


Sơ kiện (2)

f(–0)
f(+0)
t

–0

0

+0

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

15


Sơ kiện (3)
• Hàm bước nhảy đơn vị 1(t)
0 t0
1(t ) 
1 t0

1

-0 +0

0 t 
1(t   ) 
1 t 

t

1

-0 +0

τ

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

t
16


Sơ kiện (4)
t=0

1(t)e(t)

t = 5s

1(t – 5)e(t)

e(t)

e(t)

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

17


Sơ kiện (5)
 [1(t )]' t 0 ?

• Tính khả vi của hàm 1(t)

0

t

[1(t )]' t 0   (t ) (hàm Dirac)
Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

18


Sơ kiện (6)
• Hàm Dirac δ(t)

 (t )

0 t  0 & t  0
d
 (t )  1(t ) 
   0  t  0
dt

  (t )  1



 ( 2)

t

–0 +0



 (t   )

d2
 2 [1(t )]   '
dt

d
 (t   )  1(t   )
dt

–0 +0

Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

τ

t
19


Sơ kiện (7)
• Luật/quy tắc đóng mở 1: dịng điện trong một cuộn cảm
ngay sau khi đóng mở iL(+0) bằng dịng điện trong cuộn
cảm đó ngay trước khi đóng mở iL(–0)
iL(+0) = iL(–0)

• Luật/quy tắc đóng mở 2: điện áp trên một tụ điện ngay
sau khi đóng mở uC(+0) bằng điện áp trên tụ điện đó
ngay trước khi đóng mở uC(–0)
uC(+0) = uC(–0)
Quá trình quá độ - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

20