Lý Thuyết Mạch Điện I Cơ Sở Lý Thuyết Mạch Điện Đại Học BKHN Thầy Phương

Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nguyễn Công Phương
Giới thiệu (1)
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
2
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
3
Giới thiệu (2)
KỸ THUẬT ĐIỆN
Hệ thống điện
Điện tử
Kỹ thuật đo
Máy điện
Viễn thông
Điều khiển
LÝ THUYẾT MẠCH LÝ THUYẾT TRƯỜNG
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
4
Giới thiệu (3)
- Dòng điện
- Điện áp
- Công suất
- …
Tổng hợp
Phân tích
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
5
Hình vẽ của các phần tử mạch cơ bản
Nguồn áp
Nguồn dòng
Điện trở

Điện dung (tụ điện)
Điện cảm (cuộn dây)
(Anh/Mỹ)
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
6
Chương trình
• Lý thuyết mạch I
– Thông số mạch
– Phần tử mạch
– Mạch một chiều
– Mạch xoay chiều
– Mạch ba pha
– Quá trình quá độ
– Khuếch đại thuật toán
• Lý thuyết mạch II
– Mạch phi tuyến
– Đường dây dài
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
7
Sách tham khảo
1. C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku. Fundamentals of Electric
Circuits. McGraw-Hill, 2001
2. J. Bird. Electrical Circuit Theory and Technology. Newnes, 2003
3. W. K. Chen. The Electrical Engineering Handbook. Elsevier, 2004
4. Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Phạm Khắc Chương.
Cơ sở kỹ thuật điện. Đại học & trung học chuyên nghiệp, 1971
5. J. W. Nilsson, S. A. Riedel. Electric Circuits. Addison-Wesley,
1996
6. J. O’Malley. Theory and Problems of Basic Circuit Analysis.
McGraw-Hill, 1992

7. A. L. Shenkman. Transient Analysis of Electric Power Circuits
Handbook. Springer, 2005
8. />Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
8
Nội dung
I. Thông số mạch
1. Điện tích
2. Dòng điện
3. Điện áp
4. Công suất
5. Năng lượng
II. Phần tử mạch
III. Mạch một chiều
IV. Mạch xoay chiều
V. Mạng hai cửa
VI. Mạch ba pha
VII.Quá trình quá độ
VIII.Khuếch đại thuật toán
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
9
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
10
Điện tích
• Thuộc tính của các nguyên tử cấu tạo nên vật chất, đo
bằng coulomb (C)
• Q, q
• 1,602.10
– 19
C
• Luật bảo toàn điện tích: tổng đại số điện tích trong một

hệ kín là hằng số
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
11
Dòng điện (1)
• Là biến thiên của điện tích theo thời gian, đo bằng
ampere (A)
• A = C/s
• Có hai dạng chính: một chiều & xoay chiều
dt
dq
i 


t
t
idtq
0
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
12
Dòng điện (2)
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
13
Dòng điện (3)
VD1
Vẽ i(t)
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
14
Điện áp (1)
• Để dịch chuyển điện tử trong dây dẫn theo một hướng, cần có một
công

• Công này do một suất điện động (ví dụ pin) sinh ra
• Suất điện động này gọi là điện áp hoặc hiệu điện thế
• Hiệu điện thế giữa 2 điểm a & b là công cần có để dịch chuyển
một điện tích từ a đến b
dq
dw
u
ab

V = J/C = Nm/C
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
15
Điện áp (2)
• Điểm a có điện thế u
ab
vôn so với điểm b, hoặc
• Điểm a có điện thế cao hơn u
ab
vôn so với điểm b
• Có hai dạng chính: một chiều & xoay chiều
a
b
u
ab
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
16
Công suất (1)
• Là tốc độ tiêu thụ/hấp thụ năng lượng theo thời gian, đo
bằng watt (W)
• W = J/s

dt
dw
p 
dt
dq
dq
dw
dt
dw
p .
u
dq
dw

i
dt
dq

uip 
(công suất tức thời)
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
17
Công suất (2)
• Dấu của công suất:
– Dương (+) : phần tử tiêu thụ/hấp thụ công suất
– Âm (–): phần tử sinh/phát công suất
• → xác định dấu của công suất?
• Σp = 0
u
i

p = +ui
u
i
p = – ui
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
18
Công suất (3)
15 19 4
10 ( 1,6.10 ) 1,6.10 Cq ne
 
    
VD1
Dòng điện tử trong TV
CRT có 10
15
điện tử/giây.
Xác định V
0
để dòng điện
tử đạt công suất 4W.
4
4
1,6.10
1,6.10 A
1
q
i
t




   
0 0
4
4
25.000V
1,6.10
p
p V i V
i

    
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
19
Năng lượng
• Khả năng thực hiện công, đo bằng joule (J)
• Thường dùng đơn vị watt-giờ (Wh), 1 Wh = 3600 J
dt
dw
p 


t
t
t
t
uidtpdtw
00
Tiêu thụ điện của một gia đình (5 người) trong một tháng (kWh)
Tủ lạnh Đèn Bàn là TV Máy giặt Lò vi sóng Máy tính Radio

100 100 15 10 120 25 12 8
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
20
Nội dung
I. Thông số mạch
II. Phần tử mạch
1. Nguồn áp
2. Nguồn dòng
3. Nguồn phụ thuộc
4. Điện trở
5. Cuộn dây
6. Tụ
III. Mạch một chiều
IV. Mạch xoay chiều
V. Mạng hai cửa
VI. Mạch ba pha
VII.Quá trình quá độ
VIII.Khuếch đại thuật toán
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
21
Phần tử cơ bản của mạch điện
• Có 2 lớp chính: chủ động & thụ động
• Chủ động: có khả năng tự phát ra năng lượng điện (về lý thuyết là
vô tận)
• Thụ động: không thể tự phát ra năng lượng điện
• Chủ động:
– Nguồn: thiết bị có thể chuyển hoá năng lượng phi điện thành năng lượng
điện & ngược lại
– Nguồn áp & nguồn dòng
• Thụ động:

– Điện trở
– Cuộn dây
– Tụ
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
22
Nguồn áp (1)
• (lý tưởng) Là một phần tử mạch có khả năng duy trì một
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 cách khác, điện áp không phụ thuộc vào tải
• Điện áp có thể không đổi (một chiều) hoặc biến thiên
(thường là xoay chiều)
• Điện trở trong bằng không (0)
• Ví dụ: ắcquy, pin, máy phát điện
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
23
Nguồn áp (2)
• Chiều của mũi tên ở phía trong vòng tròn biểu diễn chiều
tăng của điện áp
u
Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
24
Nguồn dòng
• (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
• Dòng điện có thể không đổi (một chiều) hoặc biến thiên
(thường là xoay chiều)
• Điện trở trong vô cùng lớn

Cơ sở lý thuyết mạch điện - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
25
Nguồn phụ thuộc
• Nguồn áp phụ thuộc áp: e = f
eu
(u)
• Nguồn áp phụ thuộc dòng: e = f
ei
(i)
• Nguồn dòng phụ thuộc áp: j = f
ju
(u)
• Nguồn dòng phụ thuộc dòng: j = f
ji
(i)
Nguồn áp phụ thuộc
Nguồn dòng phụ thuộc