Bài giải điện tử công suất Châu Minh Thuyên

0
-100
-200
100
200
Us
0
-50
50
100
150
200
Ud
0
-10
10
20
30
40
Id
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Ti me (s)
0
-50
-100
-150
-200
50
UD
Họ và tên :
Mã số SV :

Lớp : ĐHĐKTĐ8A
Chương 1
Cho mạch như hình vẽ, biết nguồn có
trị hiệu dụng là 120V, f = 60Hz, tải R =
5Ω. Xác định áp và dòng trung bình
qua tải, điện áp và dòng hiệu dụng của
tải, công suất tiêu thụ bởi tải và hệ số
công suất của mạch.
Giải
Bài Tập
Tiểu
Luận
Điện Tử
Công
Suất
Điện áp hiệu dụng của nguồn U =120V, ta có:
Điện áp cực đại :
U
m
=U. =120. =169,7
Áp trung bình qua tải:

Dòng trung bình qua tải:

Trị hiệu dụng của tải:
V
Dòng hiệu dụng của tải :

Công suất tiêu thụ trung bình bởi tải:
Hệ số công suất của mạch:

Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ nguồn 1pha không điều
khiển tải R có biểu thức điện áp nguồn là u(t) = 311sin(314t)
V và tải R = 15Ω. Xác định:
a) Trị trung bình dòng qua tải
b) Trị hiệu dụng dòng qua tải
c) Công suất tiêu thụ bởi tải
d) Hệ số công suất của mạch
0
-200
-400
200
400
Us
0
-100
100
200
300
400
Ud
0
-5
5
10
15
20
25
Id
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Time (s)

0
-100
-200
-300
-400
100
UD
Giải
V
A
Dòng trung bình:
Dòng hiệu dụng:
Công suất tiêu thụ bởi tải:
Hệ số công suất của mạch:
Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ nguồn 1pha không điều
khiển có nội trở là r =20Ω, trị hiệu dụng điện áp nguồn là
230V, điện trở tải là 1000Ω. Tính:
a) Trị biên độ dòng tải
b) Trị trung bình dòng tải
c) Điện áp trung bình trên diod
d) Phần trăm sụt áp khi mang tải so với lúc khi không tải
Giải
V
A
Trị biên độ dòng qua tải :
0
-200
-400
200
400

Us
0
-0.1
0.1
0.2
0.3
0.4
Id
0
-100
100
200
300
400
Ud
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Time (s)
0
-100
-200
-300
-400
100
UD
Trị trung bình dòng qua tải :

Điện áp trung bình trên diode:
Phần trăm sụt áp khi có tải so với lúc không có tải:
Cho mạch như hình vẽ với
trong đó U

m
=100V, ω=377rad/s , R=100Ω , L=0,1 H
Xác định biểu thức dòng điện trong mạch, dòng trung bình,
dòng hiệu dụng, công suất tiêu thụ bởi tải và hệ số công suất
của mạch.
Giải
V
A
0
-50
-100
50
100
Us
0
0.4
0.8
Id
0
40
80
UR
0
-20
-40
20
40
UL
0
-40

40
80
Ud
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Ti me (s)
0
-40
-80
UD
θ =
Biểu thức dòng điện:
(A)
 (A)
Xác định β:
β = 3,5 rad = 201
o
Dòng trung bình:
= 0.308 A
Dòng hiệu dụng:
=0.4737 A
Công suất tiêu thụ bởi tải:
Hệ số công suất:
0.67
Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ nguồn 1pha không điều khiển
tải RL với R = 12 Ω và L = 12 mH. Trị hiệu dụng điện áp
nguồn là 120V, f=50Hz.
a) Xác định biểu thức dòng điện tức thời qua tải
b) Trị trung bình dòng qua tải
c) Công suất tiêu thụ bởi tải
d) Hệ số công suất của mạch.

Giải
0
-100
-200
100
200
Us
0
100
200
UR
0
-40
40
UL
0
-100
100
200
Ud
0
-5
5
10
15
Id
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Time (s)
0
-100

-200
UD

V
A
1
tan 0,304
L
rad
R
ω
θ
−
 
= =
 ÷
 
;
0,314
L
R
ωτ ω
= =

( )
2
2
12,58Z R L
ω
= + = Ω

a) Biểu thức dòng tức thời có dạng:
( ) sin( ) sin .
t
Um
i t t e
Z
ω
ωτ
ω ω θ θ
−
 
= − +
 ÷
 

Khi β=ωt thì i(ωt)=0:
Khi đó:
( ) sin( ) sin . 0
Um
i e
Z
β
ωτ
β β θ θ
−
 
= − + =
 ÷
 

⇒ β=3,45 rad =198
0
Vậy biểu thức dòng tức thời là:
0,314
( ) 13,49sin( 0,304) 4,038. ( )
t
i t t e A
ω
ω ω
−
= − +

b) Trị trung bình dòng qua tải:
0
1
( ) ( ) 4,4( )
2
Itb i t d t A
β
ω ω
π
= =
∫

c) Công suất tiêu thụ bởi tải:
P=Irms
2
R= 46,24 x 12 = 554,88(W)
Trong đó:

2 2
0
1
( ) ( )
2
Irms i t d t
β
ω ω
π
=
∫
=46,24
d) Hệ số công suất:
0,503
P
pf
S
= =

Bộ chỉnh lưu cầu một pha dùng diod có nguồn cấp là 220Vrms,
f=50Hz. Tải R=10Ω và L có giá trị đủ lớn để dòng điện tải liên
tục và bằng phẳng. Xác định:
a) Các trị trung bình của điện áp đầu ra và dòng điện đầu ra.
b) Trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng qua diod
c) Trị hiệu dụng của dòng nguồn và dòng tải và hệ số công suất
Giải
VV
A
0
-200

-400
200
400
Us
0
-200
200
400
UL
0
100
200
UR
0
200
400
Ud
0
10
20
Id
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
T ime (s)
0
-20
20
ID13
a)Trị trung bình điện áp và dòng điện đầu ra:
0
1 2

sin( ) ( ) 198,07( )
198,07
19,807( )
10
Um
Utb Um t d t V
Utb
Itb A
R
π
ω ω
π π
= = =
= = =
∫

b) Trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng qua điot:
1
1
9,9( )
2
14( )
2
D
D
Itb
Itb A
Itb
Irms A
−

−
= =
= =

c)Trị hiệu dụng dòng nguồn, dòng tải và hệ số công suất:
2
_ 19,807( )
19,807( )
.
0,9
Irms n Itb A
Irms Itb A
P Utb Itb
pf
S U Irms
= =
= =
= = =

Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ nguồn 1pha không điều
khiển tải RLE. Biết trị hiệu dụng điện áp nguồn là 240V,
f=50Hz. Tải L = 75 mH, R = 10 Ω và E = 100 V.
a) Xác định biểu thức dòng điện tức thời qua tải
b) Trị trungbình điện áp trên tải
c) Công suất tiêu thụ bởi nguồn E
d) Công suất tiêu thụ bởi điện trở
e) Hệ số công suất của mạch.
Giải:
V
A

0
-200
-400
200
400
Us
0
-200
-400
200
400
Ud
0
-200
-400
200
UL
0
40
80
120
UR
0
4
8
12
Id
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Tim e (s)
0

-200
-400
UD
Biểu thức dòng điện tức thời:

Tính :

=> = 3,876 rad
Trị trung bình dòng điện qua tải:
= 3,475 (A)
Trị trung bình điện áp qua tải:
Trị hiệu dụng dòng điện qua tải:
Trị hiệu dụng điện áp qua tải:
Công suất tiêu thụ bởi nguồn E:
Công suất tiêu thụ bởi điện trở R:
Hệ số công suất của mạch:
Mạch chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ dùng diod tải
R=10Ω. Trị hiệu dụng áp nguồn là 200V, f=50Hz. Xác định:
a) Trị trung bình điện áp trên hai đầu cực của tải
b) Giá trị trung bình dòng điện trên tải
c) Công suất trung bình tiêu thụ trên tải
d) Trị hiệu dụng điện áp trên tải
e) Trị hiệu dụng dòng điện trên tải
f) Hiệu suất của mạch chỉnh lưu
Giải :
A
V
V
0
-200

-400
200
400
U1 U2
0
-100
100
200
300
400
Ud
0
-10
10
20
30
40
Id
0 0.05 0.1 0.15 0.2
Time (s)
0
-200
-400
-600
-800
200
Ungc2

Trị trung bình điện áp trên tải:
Dòng trung bình trên tải:

Công suất trung bình tiêu thụ trên tải:
Trị hiệu dụng điên áp trên tải:
Trị hiệu dụng dòng trên tải:


Hiệu suất của mạch chỉnh lưu:
Cho mạch chỉnh lưu cầu một pha dùng diod có trị hiệu
dụng điện áp nguồn là 200V , f=50Hz. Tải gồm R=10Ω, L có giá
trị đủ lớn để dòng điện tải liên tục và phẳng.
a) Xác định các giá trị trung bình của điện áp và dòng trên
tải
b) Xác định giá trị hiệu dụng và giá trị trung bình dòng
qua mỗi diod
c) Xác định giá trị hiệu dụng của dòng nguồn
Giải
VV
A
0
-100
-200
-300
100
200
300
Us
0
5
10
15
20

Id
0
-50
50
100
150
200
250
300
Ud
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Time (s)
0
-10
-20
10
20
ID13