BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT MẠCH 1A - CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÊ MẠCH ĐIỆN

BỘ MÔN
CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN
Chương 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN
Mục đích:
Chương 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN
Yêu cầu sinh viên phải nắm được:
Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ
bản về mạch điện; các định luật cơ bản của
mạch điện.
- Các yếu tố hình học của mạch điện; các
thông số trạng thái, các thông số đặc trưng
cho quá trình năng lượng trong mạch điện.
- Các luật cơ bản cho từng phần tử
(luật Ôm, Lenxơ – Pharaday, luật
Măcxoen); các định luật cơ bản của mạch
điện (2 luật Kiếchôp) dưới dạng tức thời và
biết cách vận dụng chúng để viết phương
trình mô tả trạng thái của từng phần tử
riêng biệt và trạng thái của mạch điện.
- Khái niệm và cách tính công suất
tiếp nhận năng lượng điện từ (công suất
tức thời) cho một nhánh, một mạch điện.
1.1 KHÁI NI M CHUNG V M CHỆ Ề Ạ
1.2 CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA QUÁ TRÌNH
NĂNG LƯỢNG TRONG NHÁNH
1.3 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO QUÁ TRÌNH
NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH ĐIỆN
1.5 CÁC Đ NH LU T C B N C A M CH ĐI N Ị Ậ Ơ Ả Ủ Ạ Ệ
1.4 QUAN HỆ HÀM VÀ QUAN HỆ TOÁN TỬ GIỮA

ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC PHẦN TỬ
CỦA MẠCH ĐIỆN
1.6 PHÂN LO I CH Đ LÀM VI C C A M CH Ạ Ế Ộ Ệ Ủ Ạ
ĐI NỆ
Chương 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN
1.1.1 Định nghĩa mạch điện
Mạch điện là một mô hình diễn tả sự
phân bố khoanh vùng của các quá trình
năng lượng, tín hiệu điện từ, trong đó các
quá trình chuyển hoá, tích luỹ, truyền đạt,
năng lượng, tín hiệu điện từ của thiết bị
điện được đặc trưng bởi các điện áp u(t)
và dòng điện i(t) phân bố theo thời gian t.
1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH
a. Thông số trạng thái: những lượng,
những hàm, những con số đo mức độ, độ
lớn của một quá trình gọi là thông số
trạng thái của quá trình.
1.1.2 Các thông số cơ bản trong mạch điện
1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH
* Các thông số trạng thái của quá trình
năng lượng trong nhánh là dòng i(t), điện
áp u(t), và công suất tiếp nhận năng lượng
điện từ p(t).
b. Thông số đặc trưng: những lượng,
những hàm, những phép tính nói lên quy
luật (hành vi) của quá trình gọi là thông số
đặc trưng (hành vi) của quá trình.
* Các thông số đặc trưng cho những

hiện tượng năng lượng cơ bản xảy ra
trong mạch là thông số tạo nguồn e, điện
trở r, điện cảm L, điện dung C, hệ số
công suất cosϕ
a. Nguồn điện:
1.1.3 Các bộ phận cơ bản của mạch điện
c. Dây dẫn điện:
b. Tải (Phụ tải):
là các thiết bị điện có khả
năng biến các dạng năng lượng khác nhau
thành điện năng (gọi là các thiết bị phát ra
điện).
là các thiết bị điện có khả
năng biến điện năng thành các dạng năng
lượng khác (gọi là các thiết bị tiêu thụ điện).

làm nhiệm vụ truyền tải
điện năng từ nguồn đến tải; dây dẫn điện
thường được chế tạo bằng kim loại màu.
1.1.4 Kết cấu hình học cơ bản của mạch
a. Nhánh:
Là một đoạn mạch gồm những phần tử
ghép nối tiếp nhau, trong đó có cùng một
dòng điện chạy thông từ đầu nọ đến đầu
kia, không biến thiên theo toạ độ không
gian dọc theo nhánh và chỉ biến thiên theo
thời gian t.
Ký hiệu số nhánh của mạch điện bằng chữ
m.
b. Nút:

c. Mạch vòng (vòng):
Là điểm gặp nhau của ba nhánh trở lên.
Số nút ký hiệu bằng chữ n
Là lối đi khép kín bất kỳ qua các nhánh
của mạch.
Vòng ký hiệu bằng chữ v
là một vòng trong
đó không bao (chứa) nhánh nào.
là phần còn lại của mạch bù
với cây để tạo thành mạch hoàn chỉnh, số
lượng bù cây là:
BC = [m - (n-1)]
là một phần của mạch gồm các
nhánh (gọi là cành) nối đủ các nút theo
một kết cấu hở không có vòng nào; số
lượng cành trong cây là CC = (n - 1).
- Một số yếu tố phụ:
+ Bù cây:
+ Cây:
+ Mắt lưới (ML):
MF
V
2
V
3
n = 2
m = 3
v = 3
ML
ML

ML = 2
V
1
ML
ML
ML ML
1.2 CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA QUÁ TRÌNH
NĂNG LƯỢNG TRONG NHÁNH
1. Dòng điện i(t)
2. Điện áp u(t)
3. Công suất tiếp nhận năng lượng điện từ
(Công suất điện từ ) p(t)
- Dòng điện là dòng chuyển dời có
hướng của các hạt mang điện tích trong
điện trường.
1.2.1 Dòng điện i(t)
- Dòng điện biến thiên theo thời gian
ký hiệu bằng chữ i, dòng điện không đổi
ký hiệu chữ I.
Cường độ dòng điện tính (trong
đó q là điện tích qua tiết diện ngang của
vật dẫn), có đơn vị là ampe (A).
dq
i
dt
=
Tuy nhiên trong thực tế đối với các
mạch phức tạp và các mạch có dòng biến

thiên thì việc xác định chiều dương của
dòng điện theo quy ước trên sẽ gặp khó
khăn nên ta tuỳ ý chọn chiều dương dòng
điện bằng một mũi tên trên hình vẽ, rồi tuỳ
theo kết quả tính toán ta sẽ được chiều
dương thực của dòng điện.
- Chiều dương quy ước của dòng điện là
chiều chuyển dời của các hạt mang điện
tích dương.
Nếu ta quy ước chiều dương dòng điện
từ a đến b, nếu sau khi tính toán được kết
quả i(t)<0 (i<0) thì chiều dương thực của
dòng điện là từ b đến a, ngược lại i(t) > 0
thì chiều dương thực của dòng điện phù
hợp với chiều dương giả thiết.
i
b
a
2. Điện áp u(t)
- Điện áp được định nghĩa là hiệu điện
thế giữa 2 điểm bất kỳ trong điện trường.
Điện áp ký hiệu u hoặc U, có đơn vị là vol
(V).
- Chiều dương quy ước của điện áp là
đi từ điểm có điện thế cao tới điểm có điện
thế thấp.
- Tương tự như dòng điện, ta có thể tuỳ
ý giả thiết chiều dương của điện áp bằng
mũi tên trên hình vẽ, rồi theo kết quả ta sẽ
được chiều dương thực của điện áp.

2. Điện áp u(t)
u
b
a
Nếu kết quả tính toán cho ta
u(t) = u
ab
= ϕ
a
- ϕ
b
> 0: điểm a có điện
thế cao hơn điểm b và ngược lại.
* Nên chọn chiều dương của dòng điện,
điện áp trùng nhau.
3. Công suất tiếp nhận năng lượng điện từ
(Công suất điện từ ) p(t)
Công suất điện từ được định nghĩa
bằng tích của điện áp với dòng điện:
p(t) = u(t).i(t)
Công thức này viết cho trường hợp điện
áp và dòng điện trùng chiều dương giả thiết.
i
p>0
u
- Nếu p(t)>0: nhánh tiếp nhận năng
lượng điện từ.
3. Công suất tiếp nhận năng lượng điện từ
- Nếu p(t) > 0 : nhánh có năng lượng dao
động.

<
- Nếu p(t)<0: nhánh đưa ra (phát) năng
lượng điện từ.
<
p>0
i
p>0
u
i
u
* Trong một mạch điện có m nhánh thì
bộ thông số u
k
(t), i
k
(t) cũng đặc trưng
cho quá trình năng lượng trong mạch.
Lúc đó công suất tiếp nhận năng
lượng điện từ trong toàn mạch được
tính:
p(t) = u
1
i
1
+ u
2
i
2
+ + u
k

i
k
+ … + u
m
i
m

1.3 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO QUÁ
TRÌNH NĂNG LƯỢNG CỦA MẠCH ĐIỆN
1. Các hiện tượng năng lượng cơ
bản xảy ra trong mạch
a. Hiện tượng chuyển hoá: là quá
trình chuyển hoá năng lượng từ
dạng này đến dạng khác, chia làm
hai hiện tượng: