Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 5 - TS. Nguyễn Việt Sơn

ện tuyến tính có kích thích chu kỳ.
Ví dụ: Tính i(t), uC(t) của mạch điện hình bên, biết: e(t )  100  100 2 sin1000t  200 2 sin 2000t (V )
 Xét thành phần 1 chiều tác động: E0 = 100(V)
I0 = 0(A) ; uC0 = 100(V)

R=50Ω L=0.1H


 Xét thành phần ω1=1000 rad/s: e(t )  100 2 sin1000t  E  100 0(V )

Z L  j.1.L  j100()
ZC 

1
j.1.C

  j50()

Z  R  Z L  ZC  50  j50  50 2 45 ()

e(t)
C=20μF

0



100 0
 I1 
 2 450 ( A)
50 2 45





U C1  I 1 .ZC  50 2 1350 (V )


 Xét thành phần ω1=2000 rad/s: e(t )  200 2 sin 2000t  E  200 0(V )

Z L  j.2 .L  j 200()

ZC 

1
j.2 .C



200 0
 I2 
 1.1 740 ( A)
182 74

Z  R  Z L  ZC  50  j175  182 740 ()

  j 25()




U C 2  I 2 .ZC  1.1 74 .25 900  27.5 1640 (V )
0

 Tổng hợp kết quả:

i(t )  i0 (t )  i1 (t )  i2 (t )  0  2sin(1000t  450 )  1.1 2 sin(2000t  740 )( A)

uC (t )  uC 0 (t )  uC1 (t )  uC 2 (t )  100  100sin(1000t 1350 )  27.5 2 sin(2000t 1640 )(V )
CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

/>
6


CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1
Chương 5: Mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ

I. Khái niệm về nguồn kích thích chu kỳ.

II. Cách phân tích mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ.
III. Trị hiệu dụng - công suất dòng chu kỳ.
III.1. Trị hiệu dụng.
III.2. Công suất dòng chu kỳ.
IV. Hàm truyền đạt và đặc tính tần số.

CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

/>
7


Chương 5: Mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ
III.1. Trị hiệu dụng.
 Để đo khả năng sinh công của dòng điện chu kỳ ta dùng khái niệm giá trị hiệu dụng I với định
nghĩa như sau:
T

1 2
(*) I 
i (t )dt
T 0

T: chu kỳ biến thiên của dòng chu kỳ.

i(t): dòng điện chu kỳ.


 Vì i(t) là dòng chu kỳ  có thể phân tích theo chuỗi Furie. i (t )   ik (t )

Tích phân 1 hàm điều hòa
trong 1 chu kỳ thì bằng 0

k 0

2

0


1 
1  2
1

2
2
(*)  I  .   ik (t )  .dt  I  .  ik (t ).dt  .  ik (t ).il (t ).dt
T 0  k 0
T 0 k 0
T 0 k l 0

T






1 2
 I   . ik (t ).dt   I k2
k 0 T 0
k 0
T

2

T

Vậy ta có:

Giá trị hiệu dụng dòng, áp bằng căn bậc 2 tổng
bình phương các giá trị hiệu dụng thành phần
CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

T

n

I

I  I  I  ...  I 
2
0

U

2
1

n

U
k 0

2
k

2
n

; E

k 0

2
k

n

E
k 0

/>
2
k

8


Chương 5: Mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ
III.2. Công suất dòng chu kỳ.
 Theo định nghĩa giá trị hiệu dụng, công suất trung bình trong một chu kỳ (gọi là công suất tác
dụng) của dòng chu kỳ trên một nhánh bằng:






P  R.I  R. I   R.I   Pk  P0  P1  P2  ...
2

k 0

2
k

k 0

2
k

k 0

 Công suất tác dụng của dòng chu kỳ bằng tổng các công suất tác dụng các thành phần.
R=50Ω L=0.1H

Ví dụ: Tính công suất của nguồn

e(t )  100  100 2 sin1000t  200 2 sin 2000t (V )

e(t)
C=20μF

i(t )  2sin(1000t  450 )  1.1 2 sin(2000t  740 )( A)

P  P0  P1  P2

P0  0

P  160.64(W )

P1  E1.I1.cos 1  100. 2.cos(450 )  100(W ).
0
P

E
.
I
.cos


200.1,1.cos(74
) /> 60.64(W )
2
2
2
2
CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

9

CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1
Chương 5: Mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ

I. Khái niệm về nguồn kích thích chu kỳ.

II. Cách phân tích mạch điện tuyến tính có kích thích chu kỳ.
III. Trị hiệu dụng - công suất dòng chu kỳ.
IV. Hàm truyền đạt và đặc tính tần số.

CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

/>
10


Chương 5: Tính chất cơ bản của mạch điện tuyến tính.
IV. Hàm truyền đạt và đặc tính tần số.
 Hàm truyền đạt được định nghĩa là tỷ số riêng hoặc đạo hàm riêng của ảnh đáp ứng trên ảnh kích
thích.
Đặc tính tần biên độ: Mô tả quan hệ biên độ (hiệu

T
(

)

X ( )

dụng) giữa các phổ tần kích thích và đáp ứng.
j ( )

T ( ) 



F ( )

 T ( ) .e

 ( )

Đặc tính tần pha: Mô tả độ lệch pha giữa phổ đáp
ứng và phổ kích thích

 Các hàm truyền đạt Ku(ω), Ki(ω), Z(ω), Y(ω) của mạch Kirchhoff thường có dạng:

a0  a1s  a2 s 2  ...  an s n F1 ( s)
T ( s) 

; s  j
2
m
b0  b1s  b2 s  ...  bm s
F2 (s)
n, m: Phụ thuộc vào kết cấu của mạch.
ak, bk: phụ thuộc vào kết cấu của mạch và các thông số R, L, C.
 Điểm cực là nghiệm của đa thức F2(s) = 0.
Điểm không là nghiệm của đa thức F1(s) = 0.

Hàm truyền đạt
CuuDuongThanCong.com

Cơ sở kỹ thuật điện 1 - Nguyễn Việt Sơn - 2010

Đặc trưng

Điểm cực

Dựng lại

Điểm không
/>
11