KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN TRÊN PHẦN MỀM CIRCUIT MAKER VÀ MATLAB

1
LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT ĐIỆN
THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN - PHÂN TÍCH
TRÊN PHẦN MỀM CIRCUITMAKER PRO VÀ
MATLAB
eBook for You
2
NỘI DUNG
Chương 1: 7
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN 7
1.1. Khái niệm về mạch điện 7
1.2. Kết cấu hình học của mạch điện 7
1.3. Các đại lượng đặc trưng cho quá trình năng lượng trong mạch: 7
a) Dòng điện: 7
b) Điện áp: 7
c) Quy ước chiều dương: 8
d) Công suất: 8
1.4. Mô hình mạch điện và các thông số: 8
a) Khái niệm về mô hình mạch điện 8
b) Nguồn áp 9
c) Nguồn dòng 9
d) Điện trở R 9
e) Điện cảm 9
f) Điện dung 10
g) Ví dụ chuyển từ mạch thực sang mô hình mạch điện 11
1.5. Phân loại và các chế độ làm việc của mạch điện 12
a) Mạch điện 1 chiều và mạch điện xoay chiều 12
b) Mạch điện tuyến tính và mạch điện phi tuyến 12
c) Chế độ xác lập và chế độ quá độ 12
d) Phân loại bài toán mạch điện 13
1.6. Hai định luật kiếchốp 13

a) Định luật 1: 13
b) Định luật 2: 13
1.7. Một số vấn đề về phương pháp mô hình hóa 13
CHƯƠNG 2: 15
MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU 15
eBook for You
3
2.1. Nguồn điện 1 chiều 15
a) Pin, acquy: 15
b) Pin mặt trời: 15
c) Máy phát điện 1 chiều: 15
d) Bộ nguồn điện tử công suất: 15
2.2. Các định luật của mạch điện một chiều 15
a) Định luật ôm: 15
b) Định luật Kiêcshôp 16
2.3. Các phương pháp biến đổi tương đương 16
a) Nội dung phương pháp: 16
b) Ví dụ minh họa: 18
2.4. Giải mạch điện bằng phương pháp xếp chồng 19
a) Nội dung phương pháp: 19
b) Ví dụ minh họa 19
2.5. Giải mạch điện bằng phương pháp dòng nhánh 20
a) Nội dung phương pháp: 20
b) Ví dụ minh họa 21
2.6. Giải mạch điện bằng phương pháp dòng vòng 22
a) Nội dung phương pháp: 22
b) Ví dụ minh họa: 23
2.7. Giải mạch điện bằng phương pháp thế điểm nút 25
a) Nội dung phương pháp: 25
b) Ví dụ minh họa: 26

Chương 3: 28
ĐIỆN TỪ 28
3.1 Những khái niệm cơ bản về từ trường 28
3.1.1 Từ trường của dòng điện 28
3.1.2 Từ trường của một số dòng điện. 29
a) Từ trường của một dây dẫn mang dòng điện 29
eBook for You
4
c) Từ trường của nam châm vĩnh cửu. 29
3.1.3 Cường độ từ cảm và hệ số từ thẫm 30
a) Cường độ từ cảm 30
b) Hệ số từ thẩm 30
c) Từ thông 31
3.2 Lực của từ trường tác dung lên dây dẫn mang dòng điện 31
a) Lực điện từ 31
b) Công của lực từ: 32
3.3 Vật liệu sắt từ, đường cong từ hoá 32
3.3.1 Căn cứ vào hệ số từ thẩm tương đối người ta chia vật liệu từ làm ba loại
như sau: 32
3.3.2 Chu trình từ hoá 33
3.4 Hiện tượng cảm ứng điện từ - mạch từ. 34
3.4.1 Định luật cảm ứng điện từ 34
a) Từ thông qua vòng dây biến thiên 34
b) Thanh dẫn chuyển động trong từ trường 35
3.5 Nguyên tắc chuyển đổi cơ năng - điện năng 36
3.5.1 Chuyển đổi cơ năng thành điện năng- máy phát điện 36
3.5.2 Chuyển đổi điện năng thành cơ năng -động cơ điện 37
3.6 Hiện tượng tự cảm 37
3.6.1 Hệ số tự cảm 37
3.6.2 Suất điện động tự cảm 38

3.7 Hiện tượng hỗ cảm 38
3.8 Dòng điện xoáy 38
3.8.1 Hiện tượng 38
3.8.2 ý nghĩa: 39
3.9 Năng lượng từ trường 39
Chương 4 40
DÒNG ĐIỆN SIN 40
eBook for You
5
4.1. Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện sin 40
4.1.1 khái niệm về dòng điện sin 40
4.1.2. Trị số tức thời của dòng điện 40
4.1.3. Góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp 41
4.1.4. Trị hiệu dụng của dòng điện và điện áp 41
4.2. Biểu diễn hàm sin bằng véc tơ 42
4.3. Dòng điện sin trong nhánh thuần điện trở 43
4.4. Dòng điện sin trong nhánh thuần dung 44
4.5. Dòng điện sin trong nhánh thuần điện cảm 45
4.6. Dòng điện sin trong nhánh có R, L, C nối tiếp 45
Chương 5: 48
MẠCH ĐIỆN BA PHA 48
5.1 Định nghĩa: 48
5.2 Quá trình sản xuất nguồn điện 3 pha 48
Nguyên lý làm việc như sau: 49
5.4 Cách nối sao 50
5.4.1 Cách nối 50
5.4.2 Các quan hệ đại lượng dây pha trong cách nối hình sao đối xứng 50
5.5 Cách nối hình tam giác 51
1. Cách nối 51
2. Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha trong cách nối tam giác đối xứng 51

1. Công suất tác dụng. 52
2. Công suất phản kháng 52
3. Công suất biểu kiến 52
5.7 Cách giải mạch điện ba pha đối xứng 53
5.7.1 Nguồn nối sao đối xứng 53
5.7.2 Nguồn nối tam giác đối xứng 53
5.7.3 Giải mạch điện ba pha tải nối sao đối xứng. 53
a) Khi không xét tổng trở đường dây pha 53
eBook for You
6
b) Khi có xét tới tổng trở dây dẫn 54
5.7.4 Tải nối tam giác đối xứng 54
a) Khi không xét tổng trở đường dây. 54
b) Khi xét đến tổng trở đường dây: 54
5.8 Mạch điện ba pha với tải không đối xứng 55
5.8.1 Tải nối sao có dây trung tính tổng trở Z
0
55
5.8.2 Khi không có dây trung tính( hoặc dây trung tính bị đứt) 56
5.9 Mach ba pha tải nối tam giác không đối xứng 56
Chương 6: 57
SỬ DỤNG PHẦN MỀM CIRCUITMAKER PRO ĐỂ THIẾT KẾ VÀ MÔ
PHỎNG MẠCH ĐIỆN 57
6.1.Khởi động 57
6.2.Thiết kế và mô phỏng mạch điện 1 chiếu: 57
6.2.1. Thiết kế 57
Bước 7: Ghi lại sơ đồ mạch: chọn File/ Save As sau đó đặt tên file 64
Bước 8: Xoá phần tử: Nếu muốn xoá phần tử nào chọn phần tử đó và ấn Delete64
62.2.Mô phỏng: 64
Chương 7: 66

SỬ DỤNG MATLAB 66
TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ GIẢI MẠCH ĐIỆN 66
7.1 Khởi động: 66
7.2. Dùng Matlab giải hệ phương trình: 67
eBook for You
7
Chương 1:
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN
1.1. Khái niệm về mạch điện
− Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây
dẫn mà dòng điện có thể chạy qua.
− Mạch điện gồm các phần tử sau:
+ Nguồn điện: là thiết bị phát ra điện năng . Là thiết bị biến đổi
các dạng năng lượng khác như cơ năng, hoá năng , nhiệt
năng ….thành điện năng.
+ Tải : là thiết bị tiêu thụ điện năng và biến đổi năng lượng từ
điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng,
nhiệt năng, quang năng…
+ Dây dẫn : dây dẫn bằng kim loại dùng để truyền tải điện
năng từ nguồn đến tải.
1.2. Kết cấu hình học của mạch điện
− Nhánh : là một đoạn mạch gồm các phần tử nối tiếp nhau trong đó
có cùng một dòng điện chạy qua.
− Nút: là điểm gặp nhau từ 3 nhánh trở lên
− Vòng : là nối đi khép kín qua các nhánh
1.3. Các đại lượng đặc trưng cho quá trình năng lượng trong mạch:
a) Dòng điện:
− Dòng điện i là đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của lượng điện
tích qua tiết diện ngang của vật dẫn:
dq

i
dt
=
− Chiều dương quy ước cho dòng điện là chiều chuyển động của các
điện tích dương.
R
A
Bi
U
AB
b) Điện áp:
eBook for You
8
− Tại mỗi điểm trên mạch điện có một điện thế. Hiệu điện thế giữa
hai điểm gọi là điện áp.
− Chiều của điện áp là chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện áp
thấp.
c) Quy ước chiều dương:
− Đối với mạch điện đơn giản ta áp dụng quy ước chiều dương dòng
và áp ta dễ ràng xác định được dòng điện và điện áp trong các
nhánh
− Đối với mạch điện phức tạp , ta không thể xác định ngay được dòng
điện và điện áp của các nhánh, đặc biệt là đối với dòng xaoy chiều.
Vì vậy khi giải mạch ta tuỳ ý chọn giả sử chiều dương cho dòng
điện và điện áp. Dựa trên cơ sở chiều đã vẽ ta thiết lập hệ phương
trình giải mạch điện. Nếu sau khi ta tính toán thấy các đại lượng
mang dấu dương tức là chiều của chúng cùng chiều đã vẽ và ngược
lại.
d) Công suất:
− Trong một mạch điện , một nhánh, một phần tử có thể nhận năng

lượng hoặc phát năng lượng.
− Để phân biệt một nhánh là phát hay thu năng lượng ta chọn chiều
dòng điện và điện áp trong mạch điện có chiều trùng nhau. Ở một
thời điểm nào nếu
+ Nếu: p = u.i > 0 Nhánh là nhận năng lượng
+ Nếu: p = u.i <0 Nhánh là phát năng lượng
− Nếu ta chọn chiều dòng điện và điện áp trong mạch điện có chiều
ngược nhau. Ở một thời điểm nào nếu
+ Nếu: p = u.i > 0 Nhánh là phát năng lượng
+ Nếu: p = u.i <0 Nhánh là thu năng lượng
− Đơn vị của dòng là A( Ampe), đơn vị điện áp là V( vôn), đơn vị
công suất là W( oát)
1.4. Mô hình mạch điện và các thông số:
a) Khái niệm về mô hình mạch điện
− Khi tính toán người ta thường thay thay mạch thực bằng mô hình
mạch điện
− Yêu cầu về mô hình mạch điện: mô hình mạch điện phải đảm bảo
kết cấu hình học và quá trình năng lượng giống như mạch điện
thực.
eBook for You
9
− Một mạch thực cụ thể có nhiều mô hình mạch điện , điều đó là tuỳ
thuộc vào mục đích nguyên cứu và điều kiện làm việc của mạch
điện
− Các phần chính của mô hình mạch điện:
+ Nguồn điện áp u(t)
+ Nguồn dòng j(t)
+ Điện trở R
+ Điện cảm L
+ Điện dung C

→
Đó là những phần tử đặc trưng cho một quá trình điện từ nào đó
trong mạch.
b) Nguồn áp
− Đặc trưng: cho khả năng tạo nên và duy trì 1 điện áp trên 2 cực của
nguồn
− Ký hiệu:
+ Chiều sức điện động e(t) từ điểm có điện thế thấp đến điểm
có điện thế cao
+ Chiều điện áp theo quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao
đến điểm có điện thế thấp
+ u(t)= - e(t)
c) Nguồn dòng
− Đặc trưng cho khả năng tạo nên và duy trì 1 dòng điện cung cấp
cho mạch ngoài.
− Ký hiệu:
d) Điện trở R
− Đặc trưng cho quá trình tiêu thụ điện năng và bi?n đổi điện năng
sang các dạng năng lượng khác
− Điện ảp và công suất tiêu thụ trên điện trở là:
2
. ; .
R
u R i P R i= =
− Ký hiệu:
R
i
UR
e) Điện cảm
− Khái niệm:

eBook for You
10
+ Khi có dòng điện i chạy qua mạch w vòng sẽ sinh ra từ thông
móc vòng với cuộn dây được định nghĩa là:
.w
L
i i
 
= =
+ Sức điện động tự cảm:
. ; .
L L L
di di
e L u e L
dt dt
= − = − =
+ Năng lượng từ trường:
2
2 2
1
. . . . .
2
1
W= .
2 2
di di
p u i L i L
dt dt
di i
L dt L

dt
= = =
 
=
 
 
∫
2
.
2
M
i
W L=
− Như vậy:
+ L đặc trưng cho hiện tượng tạo ra từ trường và quá trình trao
đổi tích lũy năng lượng từ trường của cuộn dây, đơn vị:
Herry( H)
+ Ký hiệu: L
A
Bi
L
− Hiện tượng hỗ cảm:
Khi hai cuộn dây ở gần nhau
f) Điện dung
− Khái niệm:
+ Khi đặt một điện áp Uc nên 1 tụ điện thì sẽ có điện tích q tích
luỹ trên tụ điện
+ Điện dung C được định nghĩa là:
c
q

C
u
=
+ Quan hệ dòng áp trên điện dung tụ điện:
.
1
.
c c
c
dc u du
dq
i c u idt
dt dt dt c
= = = → =
∫
+ Năng lượng trên tụ
eBook for You
11
2
.
2
E
u c
W =
2
E
W . . . ( . . ). . . .
2
du u
p dt u i dt u c dt c u du c

dt
= = = = =
∫ ∫ ∫ ∫
− Như vậy:
+ C đặc trưng cho hiện tượng tạo ra điện trường và quá trình
trao đổi tích lũy năng lượng điện trường của tụ điện đơn vị
Fara( F). Nói cách khác điện dung dặc trưng cho khả năng
tích phòng năng lượng .
+ Ký hiệu:
+ Đơn vị: F
6
9
12
(1 10 )
(1 10 )
(1 10 )
F F F
nF nF F
pF pF F
 
−
−
−
=
=
=
g) Ví dụ chuyển từ mạch thực sang mô hình mạch điện
− Hình bên là sơ đồ thay thay mạch điện : Máy phát điện được thay
thế bằng e
f

nối tiếp L
f,
đường dây được thay thế bàng R
d
và L
d
,
cuộn dây được thay thế bằng R, L
− Khi mạch điện mà nguồn điện lại là nguồn 1 chiều thì mạch điện
như sau:
C
i
Uc
Rd Ld
Rf
Lf
Rd Ld
R
L
ef
R®
eBook for You
12
1.5. Phân loại và các chế độ làm việc của mạch điện
a) Mạch điện 1 chiều và mạch điện xoay chiều
− Căn cứ vào loại dòng điện có trong mạch ta phân ra: mạch điện 1
chiều và mạch điện xoay chiều.
− Dòng điện 1 chiều là dòng điện có chiều không thay đổi theo thời
gian.
+ Mạch điện có dòng điện 1 chiều gọi là mạch điện 1 chiều

+ Dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian gọi là
mạch điện 1 chiều
− Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều thay đổi theo thời gian:
+ Dòng điện xoay chiều được sử dụng nhiều nhất là dòng điện
hình sin, biến đổi theo quy luật hình sin theo thời gian
+ Mạch điện có dòng điện xoay chiều gọi là mạch xoay chiều.
b) Mạch điện tuyến tính và mạch điện phi tuyến
− Phụ thuộc vào các thông số R, L, C người ta phân mạch điện phi
tuyến và mạch điện tuyến tính
− Mạch tuyến tính là mạch có các phần tử R,L, C là hằng số không
phụ thuộc vào dòng điện i và điện áp u trên chúng.
− Mạch điện phi tuyên là mạch điện có các phần tử R, L,C thay đổi
phụ thuộc vào dòng điện i và điện áp u trên chúng
c) Chế độ xác lập và chế độ quá độ
− Căn cứ vào quá trình năng lượng trong mạch người ta chia phân ra
chế độ xác lập và chế độ quá độ
− Chế độ xác lập là quá trình trong đó dưới tác động của nguồn, dòng
điện và điện áp ở các nhánh đạt trạng thái ổn định:
Rd
Rf
Rd
R
Ef
R®
eBook for You
13
+ Ở trạng thái ổn định dòng điện và điện áp biến thiên cùng
quy luật của nguồn
+ Đối với mạch điện một chiều các dòng điện và điện áp cũng
là một chiều

+ Đối dòng điện xoay chiều hình sin dòng điện và điện áp cũng
biến thiên theo quy luật hình sin
− Chế độ quá độ là quá trình chuyển từ trang thái xác lập này sang
chế độ xác lập khác
d) Phân loại bài toán mạch điện
− Nguyên cứu mạch điện gồm 2 phần là phân tích mạch và tổng hợp
mạch
− Bài toán phân tích mạch là cho biết thông số và kết cấu mạch điện
tìm dòng áp và công suất các nhánh.
− Bài toán tổng hợp mạch điện là thành lập mạch điện với các thông
số và kết cấu thích hợp, để đạt yêu cầu về dòng, áp và năng lượng
1.6. Hai định luật kiếchốp
a) Định luật 1:
− Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không
0i =
∑
− Nếu quy ước dòng điện đi vào một nút mang dấu dương thì dòng
điện đi ra khỏi nút mang dấu âm
b) Định luật 2:
− Đi theo một vòng kín với chiều tuỳ ý tổng đại số các điện áp rơi
trên các phần tử bằng không
0U =
∑
− Đi theo một vòng khép kín theo một chiều tùy ý tổng đại số các
điện áp rơi trên các phần tử R,L,C bằng tổng đại số các sức điện
động có trong vòng.
1.7. Một số vấn đề về phương pháp mô hình hóa
( Trích trong bài báo “Mô hình hoá đối tượng thế giới thực -TS.
Hoàng Minh Sơn đăng trên tạp chí tự động hoá ngày nay)
eBook for You

14
− Xây dựng mô hình là công việc đầu tiên của người phân tích hệ
thống nói chung và người phân tích mạch điện nói riêng
− Mô hình là hình thức biểu diễn những hiểu biết của ta về hệ thống
một cách khoa học nhằm mục đích mô phỏng, phân tích, tổng hợp
một đói tượng nào đó.
− Mô hình của đối tượng so với đối tượng thực thì nó đơn giản hơn
nhiều, mô hình chỉ mang thông tin cần thiết để phục vụ một mục
đích cụ thể.
− Mô hình giúp người phân tích thiết kế hệ thống biết chính xác công
việc cần giải quyết.
− Mô hình là yếu tố không thể thiếu được để kiểm tra giải pháp, mô
phỏng trước khi đi tới giải pháp thực tế.
− Ngày nay việc mô hình hoá và mô phỏng đã trở nên thuận tiện và
dễ ràng hơn nhiều nhờ sự trợ giúp của máy tính cùng các phần mềm
chuyên dụng như matlab, circuit maker
eBook for You
15
CHƯƠNG 2:
MẠCH ĐIỆN 1 CHIỀU
2.1. Nguồn điện 1 chiều
a) Pin, acquy:
− Là thiết bị biến đổi hoá năng thành điện năng
− Điện áp giữa 2 cực của pin không lớn nên để có điện áp lớn ta
thường mắc nối tiếp các phần tử với nhau. Để có dòng điện lớn ta
mắc các pin song song với nhau.
b) Pin mặt trời:
− Pin mặt trời hoạt động dựa trên cơ sở hiệu ứng quang điện, biến đổi
trực tiếp từ quang năng thành điện năng.
− Dưới tác động của ánh sáng, hình thành sự phân bố điện tích khác

dấu ở lớp tiếp xúc sẽ tạo ra điện áp ở hai cực
c) Máy phát điện 1 chiều:
Máy phát điện 1 chiều biến đổi cơ năng đưa vào trục của máythành
điện năng lấy ra từ các cực của dây quấn
d) Bộ nguồn điện tử công suất:
Bộ nguồn điện tử công suất không tạo ra điện năng mà chỉ biến đổi
điện áp xoay chiều thành bộ điện áp một chiều thông qua các bộ
chỉnh lưu.
2.2. Các định luật của mạch điện một chiều
a) Định luật ôm:
− Nhánh thuần trở R:
+ Điện áp trên điện trở: U = I.R
+ Dòng điện chạy qua điện trở
+ Đơn vị: U tính bằng vôn, I tính bằng A, R tính
Ω
− Nhánh sức điện động E và điện trở R:
+ Xét mạch điện như hình vẽ sau:
eBook for You
16
E2
R2
R1
E1
U 1
U 1
U 1
U 1
U
I
+ Biểu thức tính:

U= U
1
+U
2
+U
3
+U
4
= R
1
.I - E
1
+R
2
.I+E
2
=(R
1
+R
2
)I – (E
1
-E
2
) =
( ).R I E∑ − ∑
b) Định luật Kiêcshôp
− Định luật Kiêcshốp 1:
+ Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không
0i =

∑
+ Nếu quy ước dòng điện đi vào một nút mang dấu dương thì
dòng điện đi ra khỏi nút mang dấu âm
− Định luật kiêcshốp 2: Đi theo một vòng khép kín theo một chiều
tùy ý tổng đại số các điện áp rơi trên các điện trở bằng tổng đại số
các sức điện động có trong vòng
2.3. Các phương pháp biến đổi tương đương
a) Nội dung phương pháp:
− Biến đổi tương đương nhằm mục đích đưa mạch điện phức tạp về
mạch điện đơn giản hơn. Khi biến đổi tương đương dòng điện và
điện áp tại các bộ phận không bị biến đổi .
− Các phương pháp biến đổi tương đương thương gặp
+ Các điện trở mắc nối tiếp:
R
td
= R
1
+R
2
+R
3
+…+R
n
eBook for You
17
+ Các điện trở mắc song song:
td 1 2 3 n
1 1 1 1 1
= + + + +
R R R R R

Quy tắc phân dòng trong mạch song song (chú ý chiều dòng
điện)
1 2 3 n
1 2 3
I . ; I . ;I . ; I . ;
td td td td
n
R R R R
I I I I
R R R R
= = = =
Nếu như chỉ có R
1
//R
2
thì
1 2
td
1 2
2 1
1 2
1 2 1 2
.
R
I . ; I . ;
R R
R R
R R
I I
R R R R

=
+
= =
+ +
+ Biến đổi mạch sao thành mạch tam giác:
eBook for You
18
1 2
12 1 2
3
2 3
23 2 3
1
3 1
31 3 1
2
R .R
R =R +R +
R
R .R
R =R +R +
R
R .R
R =R +R +
R
+ Biến đổi mạch tam giác thành mạch sao:
12 31
1
12 23 31
23 12

2
12 23 31
31 23
3
12 23 31
R .R
R =
R +R +R
R .R
R =
R +R +R
R .R
R =
R +R +R
b) Ví dụ minh họa:
− Cho mạch điện như hình vẽ, cho E=100V. R
1
=R
2
=R
3
= 2Ω; R
4
=R
5
=R
6
= 6Ω.
− Tính dòng điện I, và công suất P?
Giải:

R
2
E
1
R
6
R
1
R
5
R
4
R
3
A
B
C
O
− Biến đổi tương đương mạch điện ba điện trở R
1
,R
2
,R
3
mắc hình sao
thành ba điện trở R
12
, R
23 ,
R

31
mắc tam giác
eBook for You
19
1 2
12 1 2
3
2 3
23 2 3
1
3 1
31 3 1
2
R .R
R =R +R + 6
R
R .R
R =R +R + 6
R
R .R
R =R +R + 6
R
= Ω
= Ω
= Ω
− Lúc này mạch điện gồm có (( R
6
// R
31
)nt ( R

5
// R
23
))//(R
4
//R
12
)
− Điện trở tương đương R
td
= 2 Ω
− Dòng điện mạch chính và công suất tiêu thụ
2 2
td
100
I = = 50A; P = R .I 2.50 5000(W)
2
= =
2.4. Giải mạch điện bằng phương pháp xếp chồng
a) Nội dung phương pháp:
− Nguyên lý xếp chồng: Trong mạch điện tuyến tính nhiều nguồn,
dòng điện qua các nhánh bằng tổng đại số các dòng điện qua các
nhánh do tác dụng riêng rẽ của từng sức điện động( lúc đó các sức
điện động khác coi như bằng không ).
− Trình tự áp dụng:
+ Bước 1:Thiết lập sơ đồ điện chỉ có một nguồn tác động
+ Bước 2: Tính dòng điện và điện áp trong mạch chỉ có một
nguồn tác động.
+ Bước 3: Thiết lập sơ đồ mạch điện cho các nguồn tiếp theo,
lặp lại các bước 1 và 2 đối với các nguồn tác động khác.

+ Bước 4: Xếp chồng ( cộng đại số)các kết quả tính dòng điện,
điện áp của mỗi nhánh do nguồn tác dụng riêng rẽ.
b) Ví dụ minh họa
− Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho
trước
− Hãy xác định các dòng diện đi vào các nhánh?
Bài giải:
eBook for You
20
− Giả sử chiều dòng điện đi vào các nhánh như hình vẽ:
- Thiết lập sơ đồ chỉ có một nguồn E
1
tác động
+ Nhìn vào hình vẽ ta thấy ((R
5
//R
4
) nt R
3
)//R
2
nt R
1
)
+ Áp dụng các phương pháp biến đổi tương đương ta sẽ tính ra
được dòng điện đi vào từng nhánh.
− Sơ đồ chỉ có nguồn E
2
+ Nhìn vào hình vẽ ta thấy ((R
1

/R
2
nt R
3
)//R
4
nt R
5
)
+ Áp dụng các phương pháp biến đổi tương đương ta sẽ tính ra
được dòng điện đi vào từng nhánh
− Dòng điện tổng hợp đi vào các nhánh:
1 11 12
2 21 22
3 31 32
4 41 42
5 51 52
I =I -I
I =I +I
I =I -I
I =I +I
I =I -I
2.5. Giải mạch điện bằng phương pháp dòng nhánh
a) Nội dung phương pháp:
eBook for You
21
− Nếu mạch có n nút và m nhánh thì theo định luật K 1 ta thiết lập
được n-1 phương trinh nút, theo định luật K2 ta thiết lập được (m-
n+1) phương trình vòng.
− Trình tự tiến hành:

+ Chọn chiều dòng điện nhánh( tùy ý) đây là số ẩn của hệ
phương trình
+ Xác định số nút trên sơ đồ mạch và viết (n-1) phương trình
dựa theo K1
+ Xác định số nhánh m và viết (m-n+1) phương trình vòng
theo K2
+ Giải hệ phương trình
b) Ví dụ minh họa
Ví dụ 1:
− Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho
trước
− Hãy xác định các dòng diện đi vào các nhánh?
Giải:
− Mạch điện có n = 2 nút; m = 3 nhánh;
− Giả sử dòng điện đi vào các nhánh có chiều như hình vẽ:
− Áp dụng định luật K
1
cho nút A:
1 2 3
I -I -I =0
−
Áp dụng địnhluật K
2
:
1 1 1 2 2 6 1
2 2 2 3 3
E = R .I +R .I +R .I
-E = - R .I +R .I
− Giải hệ phương trình 3 phương trình 3 ẩn ta có giá trị các dòng
điện

eBook for You
22
Ví dụ 2:
− Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho
trước
− Hãy xác định các dòng diện đi vào các nhánh?
Giải:
− Giả sử dòng điện đi vào các nhánh có chiều như hình vẽ:
− Áp dụng định luật K
1
cho nút A:
1 2 3
I -I -I =0
− Áp dụng định luật K
1
cho nút B:
3 4 5
I -I -I =0
−
Áp dụng địnhluật K
2
:
1 1 1 2 2 6 1
2 2 3 3 4 4
2 4 4 5 5
E = R .I +R .I +R .I
0 = - R .I +R .I +R .I
-E = - R .I +R .I
− Giải hệ phương trình 5 phương trình 5 ẩn ta có giá trị các dòng
điện

2.6. Giải mạch điện bằng phương pháp dòng vòng
a) Nội dung phương pháp:
eBook for You
23
− Nếu mạch có n nút và m nhánh thì theo định luật theo định luật K
2
ta thiết lập được (m - n+1) phương trình vòng.
− Trình tự tiến hành:
+ Bước 1:Xác định số nút n và số nhánh m của mạch điện
+ Bước 2: Xác định (m-n+1) mạch vòng độc lập, thường chọn
chiều dòng điện mạch vòng giống nhau để tiện lập phương
trình
+ Bước 3: áp dụng định luật K
2
cho mỗi mạch vòng, theo các
vòng đã chọn
+ Bước 4: Giải hệ phương trình tìm ra dòng điện giữa các mạch
vòng
+ Bước 5:Tính dòng điện các nhánh theo dòng điện mạch vòng
theo quy ước. Dòng điện trong mỗi nhánh bằng tổng đại số
các dòng vòng đi qua các nhánh.
b) Ví dụ minh họa:
ví dụ 1:
− Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho
trước
− Hãy xác định các dòng diện đi vào các nhánh?
Giải
− Mạch điện có n = 2 nút và m = 3 nhánh; Giả sử dòng điện đi vào
mỗi nhánh có chiều như hình vẽ.
− Xác định m – n +1 = 2 mạch vòng độc lập trên đó chọn chiều dòng

điện ở mỗi vòng như hình vẽ.
− Áp dụng định luật K
2
cho mỗi vòng ta có
eBook for You
24
1 1 v1 2 v1 6 v1 2 v2
2 2 v1 2 v2 3 v2
E = R .I +R .I +R .I - R .I
E = - R .I +R .I +R .I
− Giải hệ phương trình sau ta sẽ có các dòng điện vòng:
1 2 6 v1 2 v2 1
2 v1 2 3 v2 2
(R +R +R ).I - R .I E
-R .I +(R +R ).I E
=
=
− Tính dòng điện các nhánh theo các dòng điện vòng
1 v1
2 v1 v2
3 v1
I =I
I =I -I
I =I
Ví dụ 2:
− Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho
trước
− Hãy xác định các dòng diện đi vào các nhánh?
Bài giải
− Mạch điện có n = 4 nút và m = 6 nhánh; Giả sử dòng điện đi vào

mỗi nhánh có chiều như hình vẽ.
− Xác định m – n +1 = 3 mạch vòng độc lập trên đó chọn chiều dòng
điện ở mỗi vòng như hình vẽ.
eBook for You
25
− Áp dụng định luật K
2
cho mỗi vòng ta có
1 1 v1 2 v1 7 v1 2 v2
2 v1 2 v2 3 v2 4 v2 4 v3
2 4 v2 4 v3 5 v3
E = R .I +R .I +R .I - R .I
0 = - R .I +R .I +R .I +R .I - R .I
-E = - R .I + R .I +R .I
− Giải hệ phương trình sau ta sẽ có các dòng điện vòng:
1 1 v1 2 v1 7 v1 2 v2
2 v1 2 3 4 v2 4 v3
2 4 v2 4 v3 5 v3
E = (R .I +R .I +R )I - R .I
0 = - R .I +(R +R +R ).I - R .I
-E = - R .I + R .I +R .I
− Tính dòng điện các nhánh theo các dòng điện vòng
1 v1
2 v1 v2
3 v1
4 v2 v3
5 v3
6 2
I =I
I =I - I

I =I
I =I I
I =I
I =I
−
2.7. Giải mạch điện bằng phương pháp thế điểm nút
a) Nội dung phương pháp:
− Xác định sự phân bố điện thế tại các điểm nút trên sơ đồ mạch điện
thế các điểm này như biến trung gian, trên cơ sở đó sẽ xác định
dòng điện trên các nhánh.
− Trình tự tiến hành:
+ Bước 1: Xác định số nút n
+ Bước 2: Chọn một nút có điện thế biết trước
+ Bước 3: Biểu diễn dòng điện các nhánh theo suất điện động
và các điện thế các nút.
+ Bước 4: áp dụng định luật K1 thiết lập n-1 phương trình .
+ Bước 5: Giải hệ phương trình với biến là điện thế tại các nút
eBook for You