Lý Thuyết Mạch Điện I Mạng Hai Cửa Đại Học BKHN Thầy Phương

Mạng hai cửa
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nguyễn Công Phương
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
2
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 quá độ
VIII.Khuếch đại thuật toán
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
3
Giới thiệu (1)
• Cửa: một cặp điểm, dòng 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 còn gọi là mạng bốn cực
• Nghiên cứu mạng hai cửa vì:
– Phổ biến trong viễn thông, 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
4
Giới thiệu (2)

• Xét mạng hai cửa với nguồn kích thích xoay chiều
• Đặc trưng của một mạng hai cửa là một bộ thông số
• Bộ thông số này liên kết 4 đại lượng
trong đó có 2 đại lượng độc lập
• Có 6 bộ (thông) số:
– Z
– Y
– H
– G
– A
– B
Mạng
tuyến
tính
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2

I

1
,U

1
,I

2
,U

2
,I

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
5
Giới thiệu (3)
• 2 bài toán chính:
– Tính bộ thông 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
6
Mạng hai cửa
1. Các bộ thông số
a) Z
b) Y
c) H
d) G
e) A
f) B

2. Quan hệ giữa các bộ thông số
3. Phân tích mạch có mạng hai cửa
4. Kết nối các mạng hai cửa
5. Mạng T & П
6. Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm
7. Tương hỗ
8. Tổng trở vào & hoà hợp tải
9. Hàm truyền đạt
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
7
Z (1)
• Còn gọi là bộ số tổng trở
• Thường được dùng trong:
– Tổng hợp các bộ lọc
– Phối hợp trở kháng
– Mạng lưới truyền tải điện
Mạng
tuyến
tính
2
U

2
I

1
U

1
I


1
I

2
I

1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
 
11 12
1 1 1
21 22
2 2 2
Z Z
U I I
Z
Z Z
U I I

     
 
  
     
 
 
     
  
  
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
8
2
U

1
U

1
I

2
0I 

Z (2)
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 



 


  
  
2
0I 

1 11 1
2 21 1
U Z I
U Z I








 
 
1
11
1
U
Z
I




2
2
1 1
11
1 1
0
2 2
21
1 1
0
I
I
U U
Z
I I
U U
Z
I I



 






 




 
 
 
 
2
21
1
U
Z
I



Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
9
2
U

1
U

2
I

1

0I 

Z (3)
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
1
0I 

1 12 2
2 22 2
U Z I
U Z I









 
 
1
12
2
U
Z
I



1
1
1 1
12
2 2
0
2 2
22
2 2
0
I
I
U U
Z
I I
U U
Z
I I




 





 




 
 
 
 
2
22
2
U
Z
I



Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
10
Z (4)

2
U

1
U

1
I

2
0I 

1
11
1
U
Z
I



2
21
1
U
Z
I




2
U

1
U

2
I

1
0I 

1
12
2
U
Z
I



2
22
2
U
Z
I




1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
11
Z (5)
• Nếu Z
11
= Z
22
: mạng hai cửa đối xứng
• Nếu Z
12
= Z
21
: mạng hai cửa tương hỗ
• Có một số mạng hai cửa không có bộ số Z
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
12
Z (6)

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

1 1 2 1 1 1
( ) (10 20) 30U R R I I I    
   

2
1
11
1
0I
U
Z
I





1 1
11
1 1
30
30
U I
Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 



 


  
  
1
U

1
I

2
0I 

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
13
Z (7)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1

I

1
I

2
I

2 2 1 1
20U R I I 
  
2
2
21
1
0I
U
Z
I





2 1
21
1 1
20
20
U I

Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
2
U

1
I

2
0I 

VD1
R
1

= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
14
Z (8)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

1 2 2 2
20U R I I 
  

1
1
12
2
0I
U
Z
I





1 2
12
2 2
20
20
U I
Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 



 


  
  
1
U

2
I

1
0I 

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
15
Z (9)
[Z]
2
U


2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

2 2 3 2 2 2
( ) (20 30) 50U R R I I I    
   
1
2
22
2
0I
U
Z
I






2 2
22
2 2
50
50
U I
Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
2
U

2

I

1
0I 

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
16
Z (10)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1

I

2
I

22
50Z  
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
12
20Z  
21
20Z  
30 20
20 50
Z
 
 
 

 
11
30Z  
VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
17
Z (11)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I


2
I

30 20
20 50
Z
 
 
 
 
?Z 
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I


VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
18
Z (12)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I


1 1 2 1 1 1
( ) (10 20) 30U R R I I I    
   
2
1
11
1
0I
U
Z
I





1 1
11
1 1
30
30
U I
Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I

U Z I Z I

 


 


  
  
1
U

1
I

2
0I 

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
19
Z (13)

[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

2 2 1 1
20U R I I 
  
2
2
21
1
0I
U
Z
I






2 1
21
1 1
20
20
U I
Z
I I
    
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
2

U

1
I

2
0I 

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
20
Z (14)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1

I

1
I

2
I

1 2 2 2
20U R I I   
  
1
1
12
2
0I
U
Z
I





1 2
12
2 2
20
20
U I

Z
I I

     
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
1
U

2
I

1
0I 

VD1
R

1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
21
Z (15)
[Z]
2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

2 2 3 2 2 2
( ) (20 30) 50U R R I I I       

   
1
2
22
2
0I
U
Z
I





2 2
22
2 2
50
50
U I
Z
I I

     
 
 
1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I


 


 


  
  
2
U

2
I

1
0I 

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
22
Z (16)
[Z]

2
U

2
I

1
U

1
I

1
I

2
I

30 20
20 50
Z
 
 
 
 
[Z]
2
U

2

I

1
U

1
I

1
I

2
I

30 20
20 50
Z

 
 
 

 
VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3

= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Cách 1
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
23
Z (17)
2
U

1
U

1
I

2
I

VD1
R
1
= 10 Ω; R
2
= 20 Ω; R
3
= 30 Ω; Tính bộ số Z.
Cách 2
1 1 2R R
U U U 
  
1 1 2 1 2

( )R I R I I  
  
1 2 1 2 2
( )R R I R I  
 
2 3 2R R
U U U 
  
3 2 2 1 2
( )R I R I I  
  
2 1 2 3 2
( )R I R R I  
 
1 1 2 1 2 2
2 2 1 2 3 2
( )
( )
U R R I R I
U R I R R I

  



  


  
  

1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
U Z I Z I
U Z I Z I

 


 


  
  
11 1 2
12 2
21 2
22 2 3
30
20
20
50
Z R R
Z R
Z R
Z R R
   


  




  


   

Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
24
Mạng hai cửa
a) Z
b) Y
c) H
d) G
e) A
f) B
Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn
25
Y (1)
• Có một số mạng hai cửa không
có bộ số Z
• → mô tả bằng bộ số Y
• Còn gọi là bộ số tổng dẫn
Mạng
tuyến
tính
2
U

2

I

1
U

1
I

1
I

2
I

1 11 1 12 2
2 21 1 22 2
I Y U Y U
I Y U Y U

 


 


  
  
 
11 12
1 1 1

21 22
2 2 2
Y Y
I U U
Y
Y Y
I U U
     
 
  
     
 
 
     
  
  