Tải bản đầy đủ (.pdf) (10 trang)

Lecture Electric circuit theory: Electrical circuit analysis - Nguyễn Công Phương

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (97.6 KB, 10 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Electric Circuit Theory</b>



</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Contents



I.

Basic Elements Of Electrical Circuits


II.

Basic Laws



<b>III. Electrical Circuit Analysis</b>



IV. Circuit Theorems


V. Active Circuits



VI. Capacitor And Inductor


VII. First Order Circuits


VIII.Second Order Circuits



IX. Sinusoidal Steady State Analysis


X. AC Power Analysis



XI. Three-phase Circuits



XII. Magnetically Coupled Circuits


XIII.Frequency Response



</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Electrical Circuit Analysis



</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Branch current method (1)



<i>R</i>

<sub>1</sub>



<i>R</i>

<sub>2</sub>




<i>R</i>

<sub>3</sub>



<i>R</i>

<sub>4</sub>


<i>E</i>

<sub>1</sub>



<i>E</i>

<sub>2</sub>



<i>J</i>



<b>+</b>



<b>–</b>



<b>+</b>



<b>–</b>



<i>i</i>

<sub>1</sub>



<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>



<i>i</i>

<sub>4</sub>



+

<i><sub>v</sub></i>

<sub>1</sub>

+

<i>v</i>

<sub>3</sub>



+



<i>v</i>

<sub>2</sub>






<i>a</i>

<i>b</i>



<i>c</i>



+



<i>v</i>

<sub>4</sub>





<i>Node a: i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ i</i>

<sub>2</sub>

<i>– i</i>

<sub>3</sub>

= 0


<i>Node b: i</i>

<sub>3</sub>

<i>– i</i>

<sub>4</sub>

<i>+ J = 0</i>



<i>A</i>

<i>B</i>



<i>Loop A: – E</i>

<sub>1</sub>

<i>+ R</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>– R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ E</i>

<sub>2</sub>

= 0


<i>Loop B: – E</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

= 0



<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ i</i>

<sub>2</sub>

<i>– i</i>

<sub>3</sub>

= 0


<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>– i</i>

<sub>4</sub>

<i>= –J</i>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>– R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>= E</i>

<sub>1</sub>

<i>– E</i>

<sub>2</sub>

<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

<i>= E</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Branch current method (2)



<i>A</i>

<i>B</i>



<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ i</i>

<sub>2</sub>

<i>– i</i>

<sub>3</sub>

= 0


<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>– i</i>

<sub>4</sub>

<i>= –J</i>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>– R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>= E</i>

<sub>1</sub>

<i>– E</i>

<sub>2</sub>

<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

<i>= E</i>

<sub>2</sub>


<i>n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

<i>= n – 1</i>



<i>n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

<i>= b – n + 1</i>



<b>Ex. 1</b>

<i>R</i>

1



<i>R</i>

<sub>2</sub>



<i>R</i>

<sub>3</sub>



<i>R</i>

<sub>4</sub>


<i>E</i>

<sub>1</sub>



<i>E</i>

<sub>2</sub>



<i>J</i>



<b>+</b>




<b>–</b>



<b>+</b>



<b>–</b>



<i>i</i>

<sub>1</sub>



<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>



<i>i</i>

<sub>4</sub>



+

<i><sub>v</sub></i>

<sub>1</sub>

+

<i>v</i>

<sub>3</sub>



+



<i>v</i>

<sub>2</sub>





<i>a</i>

<i>b</i>



<i>c</i>



+



<i>v</i>

<sub>4</sub>




</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Branch current method (3)



<i>A</i>

<i>B</i>



<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ i</i>

<sub>2</sub>

<i>– i</i>

<sub>3</sub>

= 0


<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>– i</i>

<sub>4</sub>

<i>= –J</i>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>– R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>= E</i>

<sub>1</sub>

<i>– E</i>

<sub>2</sub>

<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

<i>= E</i>

<sub>2</sub>


1.

Find:



<i>n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

<i>= n – 1, and</i>



<i>n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

<i>= b – n + 1</i>



2.

<i>Apply KCL at n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

nodes


3.

<i>Apply KVL at n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

loops



4.

Solve simultaneous equations



<b>Ex. 1</b>

<i>R</i>

1



<i>R</i>

<sub>2</sub>



<i>R</i>

<sub>3</sub>



<i>R</i>

<sub>4</sub>


<i>E</i>

<sub>1</sub>




<i>E</i>

<sub>2</sub>



<i>J</i>



<b>+</b>



<b>–</b>



<b>+</b>



<b>–</b>



<i>i</i>

<sub>1</sub>



<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>



<i>i</i>

<sub>4</sub>



+

<i><sub>v</sub></i>

<sub>1</sub>

+

<i>v</i>

<sub>3</sub>



+



<i>v</i>

<sub>2</sub>





<i>a</i>

<i>b</i>



<i>c</i>




+



<i>v</i>

<sub>4</sub>



</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Branch current method (4)



1.

Find:



<i>n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

<i>= n – 1, and</i>



<i>n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

<i>= b – n + 1</i>



2.

<i>Apply KCL at n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

nodes


3.

<i>Apply KVL at n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

nodes


4.

Solve simultaneous equations



<i>n</i>

<i><sub>KCL</sub></i>

= 4 – 1 = 3;

<i>n</i>

<i><sub>KVL</sub></i>

= 6 – 4 + 1 = 3



<i>A: R</i>

<sub>1</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ R</i>

<sub>5</sub>

<i>i</i>

<sub>5</sub>

+

<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>– E</i>

<sub>1</sub>

= 0


<i>B: R</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ R</i>

<sub>5</sub>

<i>i</i>

<sub>5</sub>

<i>– R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

= 0



<i>C: R</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>2</sub>

<i>+ R</i>

<sub>6</sub>

<i>i</i>

<sub>6</sub>

<i>+ R</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>

<i>– E</i>

<sub>6</sub>

= 0


<i>a: – i</i>

<sub>1</sub>

<i>+ i</i>

<sub>2</sub>

<i>i</i>

<sub>6</sub>

= 0



<i>b: i</i>

<sub>1</sub>

<i>– i</i>

<sub>5</sub>

+

<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>+ J</i>

= 0


<i>c: – i</i>

<sub>3</sub>

<i>– i</i>

<sub>4</sub>

<i>+ i</i>

<sub>6</sub>

<i>J = 0</i>



<i>A</i>

<i>B</i>




<i>C</i>



<b>Ex. 2</b>



<b>+</b>


<b>–</b>



<b>+</b>



<b>–</b>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>R</i>

<sub>3</sub>


<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i>R</i>

<sub>4</sub>


<i>R</i>

<sub>5</sub>


<i>R</i>

<sub>6</sub>

<i>E</i>

<sub>1</sub>


<i>E</i>

<sub>6</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>


<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>J</i>



<i>i</i>

<sub>4</sub>

<i>i</i>

<sub>5</sub>


+

+



+

+



+









<i>a</i>



<i>b</i>



<i>c</i>



<i>d</i>



<i>i</i>

<sub>6</sub>


</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

Branch current method (5)



<i>A</i>



<i>B</i>



<i>C</i>




2

3

6



:

0



<i>b</i>

<i>i</i>

+ + =

<i>i</i>

<i>i</i>



4

3

5



:

0



<i>c</i>

<i>i</i>

− + =

<i>i</i>

<i>i</i>



<i>i</i>

<sub>1</sub>


<i>i</i>

<sub>5</sub>


<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>6</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>4</sub>


1

4



:

0



<i>d</i>

− − − =

<i>i</i>

<i>i</i>

<i>J</i>




1 1

5 5

4 4

1



:



<i>A</i>

<i>R i</i>

+

<i>R i</i>

<i>R i</i>

=

<i>E</i>



3 3

6 6

5 5

3

6



:



<i>B</i>

<i>R i</i>

<i>R i</i>

+

<i>R i</i>

=

<i>E</i>

<i>E</i>



6 6

2 2

6



:



<i>C</i>

<i>R i</i>

<i>R i</i>

=

<i>E</i>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>R</i>

<sub>2</sub>


<i>R</i>

<sub>3</sub>

<i>R</i>

<sub>4</sub>


<i>R</i>

<sub>5</sub>


<i>R</i>

<sub>6</sub>

<i>E</i>

<sub>6</sub>


<i>E</i>

<sub>3</sub>



<i>E</i>

<sub>1</sub>

<i><sub>J</sub></i>



<i>d</i>



<i>a</i>



<i>b</i>


<i>c</i>



<b>+</b>



<b>–</b>



<b>+</b>



<b>–</b>



</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

Branch current method (6)


<b>+</b>


<b>–</b>


<b>+</b>


<b>–</b>


<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>E</i>

<sub>1</sub>


<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i><sub>J</sub></i>

<i>R</i>

<sub>3</sub>


<i>E</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>



<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>


<b>Ex. 4</b>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

= 10

<sub>Ω</sub>

<i>, R</i>

<sub>2</sub>

= 20

<sub>Ω</sub>

<i>, R</i>

<sub>3</sub>

= 15

<sub>Ω</sub>

<i>, E</i>

<sub>1</sub>

= 30V,


<i>E</i>

<sub>3</sub>

<i>= 45V, J = 2A. Find currents?</i>



1 2 3

0



<i>i</i>

+ − + =

<i>i</i>

<i>i</i>

<i>J</i>



1 1 2 2 1


<i>R i</i>

<i>R i</i>

=

<i>E</i>



2 2 3 3 3


<i>R i</i>

+

<i>R i</i>

=

<i>E</i>



1 2 3


1 2


2 3


2



10

20

30




20

15

45



<i>i</i>

<i>i</i>

<i>i</i>


<i>i</i>

<i>i</i>


<i>i</i>

<i>i</i>


+

− = −




=


<sub>+</sub>

<sub>=</sub>




1 2 3


1

;

2

;

3


<i>i</i>

=

<i>i</i>

=

<i>i</i>

=





1

1

1



10

20

0 ;


0

20

15





∆ =

<sub>1</sub>



2

1

1



30

20

0 ;


45

20

15





∆ =

<sub>2</sub>


1

2

1



10

30

0 ;


0

45

15





∆ =

<sub>3</sub>


1

1

2



10

20

30


0

20

45





</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

Branch current method (7)



<b>+</b>



<b>–</b>




<b>+</b>


<b>–</b>



<i>R</i>

<sub>1</sub>

<i>E</i>

<sub>1</sub>


<i>R</i>

<sub>2</sub>

<i><sub>J</sub></i>

<i>R</i>

<sub>3</sub>


<i>E</i>

<sub>3</sub>

<i>i</i>

<sub>1</sub>


<i>i</i>

<sub>2</sub>


<i>i</i>

<sub>3</sub>


<i>R</i>

<sub>1</sub>

= 10

<sub>Ω</sub>

<i>, R</i>

<sub>2</sub>

= 20

<sub>Ω</sub>

<i>, R</i>

<sub>3</sub>

= 15

<sub>Ω</sub>

<i>, E</i>

<sub>1</sub>

= 30V,


<i>E</i>

<sub>3</sub>

<i>= 45V, J = 2A. Find currents?</i>



1 2 3

0



<i>i</i>

+ − + =

<i>i</i>

<i>i</i>

<i>J</i>



1 1 2 2 1


<i>R i</i>

<i>R i</i>

=

<i>E</i>



2 2 3 3 3


<i>R i</i>

+

<i>R i</i>

=

<i>E</i>




1 2 3


1 2


2 3


2



10

20

30



20

15

45



<i>i</i>

<i>i</i>

<i>i</i>


<i>i</i>

<i>i</i>



<i>i</i>

<i>i</i>



+

− = −






=



<sub>+</sub>

<sub>=</sub>





1

1

1




10

20

0


0

20

15





∆ =

1

20

0

10

1

1

0

1

1



20

15

20 15

20

0





=

+





1( 20 15 20 0) 10[1 15 20( 1)] 0[1 0 ( 20)( 1)]



= − × −

× −

× −

− +

× − −

= −

650



</div>

<!--links-->

×