phi tuyen 2014b mk 5313

Nguyễn Công Phương

Mạch phi tuyến
Cơ sở lý thuyết mạch điện


Nội dung
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Giới thiệu
Đặc tính của phần tử phi tuyến
Chế độ xác lập
Chế độ quá độ
Điốt & tranzito
Giải một số bài tốn phi tuyến bằng máy tính

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

2


Giới thiệu (1)

u (V)

u (V)

i (A)
0

i (A)
0

R

R

i

i

u

u

u
i=
R
Tuyến tính

u
i≠
R
Phi tuyến

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

3


Giới thiệu (2)
Tuyến tính

Phi tuyến

R = const

R = R(i, t, …)

L = const

L = L(i, t, …)

C = const

C = C(u, t, …)

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

4


Giới thiệu (3)
N

M

k =1

k =1

∑ uk = 0; ∑ ik = 0

R

i

u R = Ri;

u

uL = L

du
iC = C ;
dt

Rtuyến tính hóa
u

di
;
dt

i

i,u, p, …

u R = u R (i )
uL =

dψ (i, t ,...)
dt

dq(u, t ,...)
iC =
dt

(hệ) Phương trình phi tuyến

i,u, p, …
Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

5


Nội dung
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Giới thiệu
Đặc tính của phần tử phi tuyến

Chế độ xác lập
Chế độ quá độ
Điốt & tranzito
Giải một số bài tốn phi tuyến bằng máy tính

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

6


Đặc tính của phần tử phi tuyến (1)

u (V)
12

i(A)

1

2

3

4

u(V)

3,5

5,5

6,1

5,3

u(i) = – 0,7i2 + 4,1i
u1(i)
0

4

i (A)

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

7


Đặc tính của phần tử phi tuyến (2)
• Hệ số động & hệ số tĩnh
• Hệ số động:
∂u (i)
rđ (i ) =
∂i

• Hệ số tĩnh:
u (i )
rt (i ) =
i

∂f ( x)
kđ ( x) =
∂x

∂ψ (i)
Lđ (i) =
∂i
f ( x)
kt ( x) =
x
ψ (i )
Lt (i ) =
i

∂q(u )
C đ (u ) =
∂u

q (u )
Ct (u ) =
u

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

8


Đặc tính của phần tử phi tuyến (3)
kđ ( x) x =2 = ?
∂f ( x)

=
f(x)
∂x
12

α

f(x)
12

x =2

kt ( x) x= 2 = ?
f (2)
=
2

u1(i)

β
0

4 x

0

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

u1(i)
4 x

9


Đặc tính của phần tử phi tuyến (4)
kđ ( x) x= 4
f(x)
12

kt ( x) x=4
f(x)
12

α

u1(i)

u1(i)

β
0

4 x

0

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

4 x
10

Đặc tính của phần tử phi tuyến (5)
• Họ đặc tính

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

11


Đặc tính của phần tử phi tuyến (6)
2 tính chất cơ bản:
1. Tạo tần
u(i) = 3i2
→ u(t) = 3(5sin314t)2
i(t) = 5sin314t A
= 75sin2314t
= 37,5(1 – cos628t) V
2. Không xếp chồng đáp ứng
u(i) = 3i2
i1 = 2 A → uR(2 + 4) = 108 ≠ uR(2) + uR(4) = 60
i2 = 4 A
Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

12


Nội dung
1. Giới thiệu
2. Đặc tính của phần tử phi tuyến
3. Chế độ xác lập

a) Mạch một chiều
i.
ii.
iii.
iv.

Khái niệm
Phương pháp đồ thị
Phương pháp dò
Phương pháp lặp

b) Mạch xoay chiều

4. Chế độ quá độ
5. Điốt & tranzito
6. Giải một số bài tốn phi tuyến bằng máy tính
Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

13


Khái niệm
• Dịng & áp khơng biến thiên theo thời gian (nguồn một chiều)
• → L ngắn mạch, C hở mạch
• (hệ) phương trình vi phân phi tuyến → (hệ) phương trình đại số
phi tuyến
• Giải:
– P/p đồ thị
– P/p dò
– P/p lặp

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

14


Phương pháp đồ thị (1)
• Dùng đồ thị trên mặt phẳng 2 chiều (hoặc mặt phẳng
trong không gian 3 chiều) để tìm nghiệm
• Chỉ dùng cho phương trình tối đa 2 ẩn
• Các phép tốn trên đồ thị:
–
–
–
–
–
–
–

Cộng
Trừ
Tỉ lệ
Nhân
Bình phương
Căn
Tìm nghiệm
Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

15

Cộng
y
y1(x) + y2(x)

y1(x)
y2(x)

x
0

xa

xb

xc

xd

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

16


Trừ
y

y1(x)
y2(x)
y1(x) – y2(x)

x
0

xa

xb

xc

xd

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

17


Tỉ lệ
y

2y (x)

y (x)

x
0

xa

xb

xc

xd

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

18


Nhân
y1(x) y2(x)

y

y1(x)
y2(x)

x
0

xa

xb

xc

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

19

Bình phương
y2(x)

y

y (x)

x
0

xa

xb

xc

xd

Mạch phi tuyến - sites.google.com/site/ncpdhbkhn

20