mang2cua2014b mk 4153

Nguyễn Công Phương

Mạng hai cửa
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

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

2


Giới thiệu (1)
• Cửa: một cặp điểm, dịng điện chạy vào một điểm và đi ra
khỏi điểm kia
• Các phần tử cơ bản, mạng Thevenin & Norton: mạng một
cửa
• Mạng hai cửa: mạng điện có 2 cửa riêng biệt
• Mạng hai cửa cịn gọi là mạng bốn cực
• Nghiên cứu mạng hai cửa vì:
– Phổ biến trong viễn thơng, điều khiển, hệ thống điện, điện tử, …
– Khi biết được các thông số của một mạng hai cửa, ta sẽ coi nó

như một “hộp đen” → rất thuận tiện khi nó được nhúng trong
một mạng lớn hơn
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

3


Giới thiệu (2)
• Xét mạng hai cửa với nguồn kích thích xoay chiều
• Đặc trưng của một mạng hai cửa là một bộ thơng số
• Bộ thơng số này liên kết 4 đại lượng Uɺ1 , Iɺ1 , Uɺ 2 , Iɺ2 ,
trong đó có 2 đại lượng độc lập
• Có 6 bộ (thơng) số:
Iɺ1
Iɺ2
–
–
–
–
–
–

Z
Y
H
G
A
B

Uɺ1

Mạng
tuyến
tính

Iɺ1
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

Uɺ 2
Iɺ2
4


Giới thiệu (3)
• 2 bài tốn chính:
– Tính bộ thơng số của mạng hai cửa
– Phân tích mạch có mạng hai cửa (đã cho sẵn bộ thông số)

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

5


Mạng hai cửa
1.

Các bộ thông số
a)
b)
c)

d)
e)
f)

2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Z
Y
H
G
A
B

Quan hệ giữa các bộ thơng số
Phân tích mạch có mạng hai cửa
Kết nối các mạng hai cửa
Mạng T & П
Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm
Tương hỗ
Tổng trở vào & hoà hợp tải
Hàm truyền đạt
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

6


Z (1)
• Cịn gọi là bộ số tổng trở
• Thường được dùng trong:
– Tổng hợp các bộ lọc
– Phối hợp trở kháng
– Mạng lưới truyền tải điện

Uɺ1 = Z11Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Uɺ1   Z11
↔ =
ɺ
U
 2   Z 21

Iɺ1
Uɺ1
Iɺ1

Iɺ2
Mạng
tuyến
tính

Uɺ 2

Iɺ2

Z12   Iɺ1 
 Iɺ1 
 ɺ  = [Z ]  ɺ 

Z 22   I 2 
I2 

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

7


Z (2)
Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1
→
Uɺ 2 = Z 21 Iɺ1

Iɺ2 = 0

Iɺ1
Uɺ1

Uɺ1
Z11 = ɺ

I1
Uɺ 2
Z 21 =
Iɺ1


Uɺ1 Uɺ1
 Z11 = ɺ = ɺ
I1
I1 Iɺ =0

2
→
 Z = Uɺ 2 = Uɺ 2
 21 Iɺ
ɺ ɺ
I
1
1 I2 =0

Iɺ2 = 0
Uɺ 2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

8


Z (3)
Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2

ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Uɺ1 = Z12 Iɺ2
→
Uɺ 2 = Z 22 Iɺ2

Iɺ1 = 0

Iɺ1 = 0
Uɺ1

Uɺ1
Z12 = ɺ
I2
Uɺ 2
Z 22 =
Iɺ2


Uɺ1 Uɺ1
 Z12 = ɺ = ɺ
I 2 I 2 Iɺ =0

1
→
 Z = Uɺ 2 = Uɺ 2
 22 Iɺ
ɺ ɺ
I

2
2 I1 =0

Iɺ2
Uɺ 2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

9


Z (4)
Uɺ1 = Z11Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2
Iɺ1
Uɺ1

Uɺ1
Z11 = ɺ
I1
Uɺ 2
Z 21 =
Iɺ1

Iɺ1 = 0

Iɺ2 = 0
Uɺ 2

Uɺ1

Uɺ1
Z12 = ɺ
I2
Uɺ 2
Z 22 =
Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

Iɺ2
Uɺ 2

10


Z (5)
• Nếu Z11 = Z22 : mạng hai cửa đối xứng
• Nếu Z12 = Z21 : mạng hai cửa tương hỗ
• Có một số mạng hai cửa khơng có bộ số Z

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

11


Z (6)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1

Iɺ2 = 0

Uɺ1
Uɺ1
Z11 =
Iɺ1

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ2 = 0

Uɺ1 = ( R1 + R2 ) Iɺ1 = (10 + 20) Iɺ1 = 30 Iɺ1
Uɺ1 30 Iɺ1
→ Z11 =
=
= 30Ω
Iɺ1
Iɺ1

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

12


Z (7)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ2 = 0

Iɺ1

Uɺ 2
Uɺ 2
Z 21 =
Iɺ1

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ2 = 0

Uɺ 2 = R2 Iɺ1 = 20 Iɺ1
Uɺ 2 20 Iɺ1
→ Z 21 =
=
= 20Ω
ɺI
ɺI
1
1

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

13

Z (8)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1 = 0

Iɺ2

Uɺ1
Uɺ1
Z12 =
Iɺ2

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ1 = 0

Uɺ1 = R2 Iɺ2 = 20 Iɺ2
Uɺ1 20 Iɺ2
→ Z12 =
=
= 20Ω
ɺI
ɺI
2
2

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

14


Z (9)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1 = 0

Iɺ2
Uɺ 2
Uɺ 2

Z 22 =
Iɺ2

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ1 =0

Uɺ 2 = ( R2 + R3 ) Iɺ2 = (20 + 30) Iɺ2 = 50Iɺ2
Uɺ 2 50 Iɺ2
→ Z 22 =
=
= 50Ω
ɺI
ɺI
2
2

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

15


VD1

Z (10)

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1

Z11 = 30Ω

Z 21 = 20Ω
Z12 = 20Ω
Z 22 = 50Ω

30 20 
→Z =

 20 50 

Uɺ1
Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

16


Z (11)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1
Uɺ1
Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

30 20 
→Z =

20
50



Iɺ1

Iɺ2

Uɺ1

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Iɺ1
→Z =?

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

17


Z (12)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ2 = 0

Iɺ1
Uɺ1

Uɺ1
Z11 =
Iɺ1

Uɺ1
Iɺ2 = 0

Uɺ1 = ( R1 + R2 ) Iɺ1 = (10 + 20) Iɺ1 = 30 Iɺ1
Uɺ1 30 Iɺ1
→ Z11 =
=
= 30Ω
Iɺ
Iɺ
1

Iɺ1

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

1

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

18


Z (13)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ2 = 0

Iɺ1

Uɺ 2
Uɺ 2
Z 21 =
Iɺ1

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ2 = 0

Uɺ 2 = R2 Iɺ1 = 20 Iɺ1
Uɺ 2 20 Iɺ1
→ Z 21 =
=
= 20Ω
ɺI
ɺI
1
1

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

19


Z (14)

VD1

R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.

Iɺ1 = 0

Iɺ2

Uɺ1
Uɺ1
Z12 =
Iɺ2

Iɺ1
Uɺ1

Iɺ1 =0

Uɺ1 = − R2 Iɺ2 = −20 Iɺ2
Uɺ1 −20 Iɺ2
→ Z12 =
=
= −20Ω
ɺI

ɺI
2
2

Iɺ1

Iɺ2

[Z]

Uɺ 2
Iɺ2

Uɺ1 = Z11 Iɺ1 + Z12 Iɺ2
ɺ
U 2 = Z 21 Iɺ1 + Z 22 Iɺ2

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

20