CHƯƠNG 9

Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

CHƯƠNG 9

MẠCH PHI TUYẾN

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1 CÁC PHẦN TỬ KTT VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG
9.2 MẠCH ĐIỆN TRỞ KHÔNG TUYẾN TÍNH
NGUỒN DC
4.3.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1 CÁC PHẦN TỬ
KHÔNG TUYẾN TÍNH VÀ
CÁC ĐẶC TRƯNG.

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

4.1. NGUỒN ÁP 3 PHA
CÂN BẰNG :
4.1.1 Định nghĩa
4.1.2 Phân loại
4.1.3 Các phương pháp đấu nguồn áp 3 pha

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
- Là phần tử KTT 2 cực, có quan hệ giữa

điện áp trên các cực uR và dòng qua nó iR
là hàm phi tuyến:
+ uR = fR(iR) -> phụ thuộc dòng.
+ iR = R(uR) -> phụ thuộc áp.
- Nếu thỏa cả hai là không phụ thuộc.
Trong đó : R(uR) và fR(iR) là các hàm phi
tuyến.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện trở tuyến
tính:

+
iR

Khoa Điện-Điện tử

-

uR

iR

1/R
uR

R

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện trở không
tuyến tính:

+

uR

-

iR
uR

iR

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
* Các tính chất của trở phi tuyến :
+ Không đối xứng qua tâm: u1=f(i1)  u=f(i)
i1

i

i

i

+

+

+

u1

u

+
u

-

u
i

i

Khoa Điện-Điện tử

u

u

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
+ Có khả năng tạo hài:


i(t)  I DC   I n cosn ω0 t  φ 

(9.1)

n 1

+ Có thể xấp xỉ từng đoạn:

 Em
 sin ω t  
i(t)   R
0


0  ωt  π
π  ωt  2π

+ Không có tính tỉ lệ và xếp chồng.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
i

i
t
u

i

e(t)
i

+
e(t)
t

0
Khoa Điện-Điện tử

_

1/R

+
u
-

u
Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
* Các phần tử thực của trở KTT
- Diode lý tưởng:

i

i

u

Khoa Điện-Điện tử

u
0

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:

 Uu 
- Diode p-n : có đặc tuyến : i  IS e - 1


i
T

i

u

Khoa Điện-Điện tử

u

0
i0

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
- Diode tunnel:

i

i

i1

u

i2

u

0

u1 u 2
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.1. Điện trở không tuyến tính:
- Đèn khí lạnh

i

i

i1

u

i2

u

0

u1 u 2
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.2. Điện cảm không tuyến tính:
- Là phần tử KTT 2 cực, có quan hệ giữa từ
thông móc vòng L và dòng iL là hàm phi
tuyến. Quan hệ này gọi là đặc tuyến của
cảm phi tuyến và được viết dưới dạng sau :
L = fL(iL) hay iL = L(L )
- Điện áp trên điện cảm không tuyến tính :

d
di L
uL 
 L(iL )
dt
dt
Khoa Điện-Điện tử

(9.2)
Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài

Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.2. Điện cảm không tuyến tính:
Ví dụ : Cuộn dây lõi không khí có :
2

NA
L  µ0
(H)
l

(9.3)

Trong đó: N:số vòng dây, A: tiết diện lõi, l:
chiều dài mạch từ.
Từ công thức (9.3) thì L là điện cảm tuyến
tính. Khi thay lõi không khí bằng lõi sắt thì ta
có điện cảm không tuyến tính.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.2. Điện cảm không tuyến tính:

- Phần tử điện cảm thực tế:

i L (t)

e(t)

Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.2. Điện cảm không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện cảm tuyến
tính:

i L (t)


L

u(t)

 (t)

L(i)

L
L

i(t)
i(t)
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.2. Điện cảm không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện cảm không
tuyến tính:


i L (t)


u(t)
 (t)

L(i)

i(t)
i(t)
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.3. Điện dung không tuyến tính:
- Là phần tử KTT 2 cực, có quan hệ giữa
điện tích q và điện áp u là hàm phi tuyến.
Quan hệ này gọi là đặc tuyến của dung phi
tuyến và được viết dưới:
q = fC(u) hay u = C(q)
Dòng điện qua dung KTT :

dq
du
iC 
 C(u )
dt
dt
Khoa Điện-Điện tử

(9.4)
Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.3. Điện dung không tuyến tính:
Ví dụ : Tụ điện cách điện không khí có :

A
C  ε 0 (F)
d

(9.5)

Trong đó: A: diện tích bản cực, d: khoảng
cách các bản cực
Từ công thức (9.5) thì C là điện dung tuyến
tính. Khi thay cách điện ta có tụ không tuyến
tính.
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.3. Điện dung không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện dung tuyến
tính:
i(t)


u(t)

C

q

C(u)

L

u
u(t)
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.3. Điện dung không tuyến tính:
- Ký hiệu và đặc tuyến của điện dung không
tuyến tính:
q

i(t)


u(t)

q

C(u)

u
u
Khoa Điện-Điện tử

Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.4. Các thông số đặc trưng cho phần tử
không tuyến tính:
1. Điện trở tĩnh và động:
- Điện trở tĩnh : là điện trở được xác định
bởi tỉ số u và i tại điểm M(U0,I0):

u
R0 
i M

(9.6)

- Điện trở động : là điện trở được xác định

bởi đạo hàm của u theo i tại điểm M(U0,I0):

du
Rd 
di M
Khoa Điện-Điện tử

(9.7)
Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài


Mạch Điện

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

9.1.4. Các thông số đặc trưng cho phần tử
không tuyến tính:
- Đặc tuyến điện trở tĩnh: u  f R (i)

u
U0

0

M

α
I0

Khoa Điện-Điện tử

i
Giảng Viên: Trịnh Kỳ Tài