các phần tử mạch

N
g
u
y
ễn Côn
g
Phươn
g
gy g g
Phầntử cơ bảncủamạch điện
Phần

tử

cơ

bản

của

mạch

điện
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nội dun
g
• Thông số mạch
• Phần tử mạch
– Nguồn áp
– Nguồn dòng
ồ

– Ngu
ồ
n phụ thuộc
– Điện trở
– Cuộn dây
T
–
T
ụ
•Mạch một chiều
•Mạch xoay chiều
•Mạng hai cửa
•Mạch ba pha
•
Quá trình quá độ
Phần tử cơ bản của mạch điện
2
Quá

trình

quá

độ
ầ
Ph
ầ
n tử cơ bản của mạch điện
• Có 2 lớ
p

chính: chủ đ
ộ
n
g
& th
ụ
đ
ộ
n
g
p ộ g ụ ộ g
•Chủ động: có khả năng tự phát ra năng lượng điện (về lý thuyết là
vô tận)
ể
•Thụ động: không th
ể
tự phát ra năng lượng điện
•Chủ động:
Nguồn: thiếtbị có thể chuyển hoá năng lượng phi điện thành năng lượng
–
Nguồn:

thiết

bị

có

thể

chuyển

hoá

năng

lượng

phi

điện

thành

năng

lượng

điện & ngược lại
–Nguồn áp & nguồn dòng
h độ
•T
h
ụ
độ
ng:
– Điện trở
–Cu
ộ
n dâ

y
Phần tử cơ bản của mạch điện
3
ộ y
–Tụ
ồ
N
g
u
ồ
n áp (1)
•
(
l
ý
tưởn
g)
Là m
ộ
t
p
h
ầ
n tử m
ạ
ch có khả năn
g
du
y
trì m

ộ
t
(ý g) ộ p ạ gy ộ
điện áp danh định trên 2 cực của đầu ra, điện áp này
không phụ thuộc vào dòng điện chảy giữa 2 cực đó
Nói á h khá điệ á khô h th ộ àtải
•
Nói
c
á
c
h

khá
c,
điệ
n
á
p
khô
ng p
h
ụ
th
u
ộ
c v
à
o
tải

• Điện áp có thể không đổi (một chiều) hoặc biến thiên
(thường là xoay chiều)
(thường

là

xoay

chiều)
• Điện trở trong bằng không (0)
•
Ví dụ: ắcquy pin máy phát điện
Phần tử cơ bản của mạch điện
4
Ví

dụ:

ắcquy
,
pin
,
máy

phát

điện
ồ
N
g

u
ồ
n áp (2)
u
u
•Chiều của mũi tên ở phía trong vòng tròn biểu diễn chiều
đi
tăng của
đi
ện áp
Phần tử cơ bản của mạch điện
5
ồ
N
g
u
ồ
n dòn
g
•
(lý tưởng) Là mộtphầntử mạch có khả năng duy trì một
(lý

tưởng)

Là

một

phần

tử

mạch

có

khả

năng

duy

trì

một

dòng điện danh định chảy giữa 2 cực của đầu ra, dòng
điện này không phụ thuộc vào điện trên 2 cực đó
• Nói cách khác, dòng điện không phụ thuộc vào tải
•D
ò
n
g

đ
i
ệ
n
có

th
ể
kh
ô
n
g

đổ
i
(
m
ộ
t
c
hi
ều)
h
oặc

b
i
ế
n thi
ê
n
ògđ ệ có ể ôgđổ ( ộ c ều) oặcbế ê
(thường là xoay chiều)
• Đi
ệ
n trở tron

g
vô cùn
g
lớn
Phần tử cơ bản của mạch điện
6
ệ gg
ồ
N
g
u
ồ
n phụ thuộc
ồ
Nguồn áp phụ thuộc
Nguồn dòng phụ thuộc
•
N
gu
ồ
n áp phụ thuộc áp: e =
f
eu
(u)
•Nguồn áp phụ thuộc dòng: e = f
ei
(i)
ồ
•
N

gu
ồ
n dòng phụ thuộc áp:
j
=
f
ju
(u)
•Nguồn dòng phụ thuộc dòng: j = f
ji
(i)
Phần tử cơ bản của mạch điện
7
Điện trở (1)
• Đ
ặ
c trưn
g
cho khả năn
g
cản trở dòn
g
đi
ệ
n
ặ g g g ệ
• Đơn vị: ohm (Ω)
• Ký hiệu R hoặc r
S
l

R


•Ví dụ: dây tóc bóng đèn
• Điện dẫn:
–Nghịch đảo của điện trở
– Đơn vị: siemens (S) hoặc mho
Ký hiệu
G
hoặc
g
(Ω)
Phần tử cơ bản của mạch điện
8
–
Ký

hiệu

G
hoặc

g
Điện trở (2)
Phần tử cơ bản của mạch điện
9
Điện trở (3)
i
R
u

i
R
Riu

u
R
u
i 
u
u
2
2
RiRiiuip 
R
u
R
u
uuip



Phần tử cơ bản của mạch điện
10
Công suất của điện trở luôn dương
Điện trở (4)
Ngắn mạch: R = 0
Hở mạch: R = ∞
0lim 

R

u
i
R
0 Riu
u = 0
R = 0
i
u
R = ∞
i = 0
Phần tử cơ bản của mạch điện
11
Cuộn dâ
y
(1)
•
Dây dẫnquấn xung quanh lõi
Dây

dẫn

quấn

xung

quanh

lõi
•
Liên quan đếntừ trường

•
Liên

quan

đến

từ

trường
•Từ trường biến thiên sinh ra điện áp
Thô ố đặ t điệ ả
L
đ bằ h(H)
•
Thô
ng s
ố

đặ
c
t
rưng:
điệ
n c
ả
m
L
,
đ

o
bằ
ng
h
enry
(H)
•H = Vs/A
iệ ả đ híhhấ hố l i h đổi
• Đ
iệ
n c
ả
m:
đ
ặc trưng c
h
o t
í
n
h
c
hấ
t c
hố
ng
l
ạ
i
sự t
h

ay
đổi

của dòng điện chảy qua cuộn dây
Phần tử cơ bản của mạch điện
12
Cuộn dâ
y
(2)
Phần tử cơ bản của mạch điện
13
Cuộn dâ
y
(3)
i
L
u
i
dt
di
Lu 
ud
t
di
1




t

d
t
t
ui
)
(
1
)
(
)
(
1
0
tidttu
t



dt
L



L
)
(
)
(
)
(

0
0
L
t

0
)(
0
tt
iti


Phần tử cơ bản của mạch điện
14
0)(


i
Cuộn dâ
y
(4)
i
L
u
i
i
dt
di
Luip

















tt
idt
d
t
di
Lpdtw
dt




)(
2
1
)(

2
1
22



LitLiidiL
t
2
2
1
Liw 
Phần tử cơ bản của mạch điện
15
2
0)(


i
Cuộn dâ
y
(5)
i
L
u
i
0

u
dt

di
Lu 
0


 dIdi
0


u
dt
Mạch DC: i = I = const
Trong mạch DC, cuộn dây tương đương vớingắn mạch
Phần tử cơ bản của mạch điện
16
Cuộn dâ
y
(6)
i
L
u
i



u
dt
di
Lu 
0dt




u
dt
Nếu
(vô lý)
Dòng điện trong cuộn cảm không thể biến thiên đột ngột
Phần tử cơ bản của mạch điện
17
Cuộn dâ
y
(7)
•
Cuộndâylýtưởng có điệntrở bằng không
Cuộn

dây

lý

tưởng

có

điện

trở

bằng

không
•Thực tế cuộn dây có một điện trở R
w
nhỏ
•
Có thể mô hình hoá bằng mộtcuộndâylýtưởng nốitiếp
•
Có

thể

mô

hình

hoá

bằng

một

cuộn

dây

lý

tưởng

nối

tiếp

với R
w
R
w
L
•
Chỉ đề cập đếncuộndâylýtưởng
w
•
Chỉ

đề

cập

đến

cuộn

dây

lý

tưởng
Phần tử cơ bản của mạch điện
18

Tụ (1)
•G
ồ
m có 2 t
ấ
m dẫn đi
ệ
n
(
bản c
ự
c
)

p
hân tách b
ằ
n
g
m
ộ
t
ệ ( ự )p g ộ
lớp cách điện (điện môi)
• Liên quan đến điện trường
ế
• Điện tích bi
ế
n thiên sinh ra dòng điện giữa hai bản cực
• Thông số đặc trưng: điện dung C, đo bằng farad (F)

•F = C/V
• C là hệ số liên hệ giữa điện tích trên một bản cực &
hiệu điệnthế giữa2bảncực
Phần tử cơ bản của mạch điện
19
hiệu

điện

thế

giữa

2

bản

cực
Tụ (2)
Phần tử cơ bản của mạch điện
20
Tụ (3)
C
i
C
u
dt
dq
i 
du

C
i

dt
Cuq 
d
t
C
i
1
1
t
t
)(
1
1
0
0
tuidt
C
idt
C
u
t




tq
t

u
)(
)
(
0

Phần tử cơ bản của mạch điện
21
C
t
u
)
(
0

Tụ (4)
C
i
C
u
dt
du
Cup 
dt
du
Ci 
dt
ui
p


t
ttt
C
d
C
d
du
C
d



2
1
t
C
uu
d
u
C
dt
dt
u
C
p
dt
w









2
2
2
2
1
Cuw 
0
)
(

Phần tử cơ bản của mạch điện
22
0
)
(


u
Tụ (5)
C
i
C
u
0


i
dt
du
Ci 
0


 d
U
du
Mạch DC: u = U = const
Trong mạch DC, tụ tương đương vớihở mạch
Phần tử cơ bản của mạch điện
23
Tụ (6)
C
i
C
u

i
dt
du
Ci 
0d
t
Nếu
(vô lý)
Điện áp trên tụ không thể biến thiên đột ngột
Phần tử cơ bản của mạch điện

24
Tụ (7)
•
Tụ lý tưởng có điệntrở bằng vô cùng
Tụ

lý

tưởng

có

điện

trở

bằng

vô

cùng
•Thực tế tụ có một điện trở rò R
l
, khoảng 100 MΩ
•
Có thể mô hình hoá bằng mộttụ lý tưởng song song với
•
Có

thể

mô

hình

hoá

bằng

một

tụ

lý

tưởng

song

song

với

R
l
R
l
C
•Chỉ đề cập đến tụ lý tưởng
C

Phần tử cơ bản của mạch điện
25