Thực hành phân tích mạch DC - AC

THỰC HÀNH
PHÂN TÍCH MẠCH DC-AC
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP 4
KHOA ĐIỆN TỬ – TỰ ĐỘNG HÓA
Biên soạn
ThS NGUYỄN CHƯƠNG ĐỈNH
Lưu hành nội bộ
2004
HỆ TRUNG CẤP ĐIỆN TỬ


PHÂN TÍCH MẠCH DC – AC 3
LỜI NÓI ĐẦU

Phân tích mạch DC – AC là môn học cơ sở nhằm cung cấp cho các sinh viên
ngành Điện - Điện tử phương pháp phân tích tổng hợp mạch là cơ sở để thiết kế
hệ thống Điện - Điện tử.
Nhằm giúp sinh viên hiểu rõ thêm về lý thuyết, giáo trình thực hành Phân tích
mạch DC – AC hướng dẫn cho sinh viên sử dụng phầm mềm mô phỏng để giải
mạch và kiểm chứng các định luật đã học. Trong chương trình sử dụng phần
mềm Electronic Workbench 5.12 để mô phỏng mạch điện do tính chất trực quan
và dễ sử dụng. Sinh viên nên mô phỏng tất cả các bài tập có trong tập sách này và
các bài tập trong giáo trình lý thuyết để có thể nắm vững về phân tích mạch điện.
Giáo trình gồm 30 tiết, chia làm 6 bài
Bài 1. Chương trình Electronic Workbench
Bài 2. Khảo sát định luật Kichhoff.
Bài 3. Nguyên lý xếp chồng
Bài 4. Mạch tương đương Thevenin và Norton
Bài 5. Cộng hưởng trong mạch R – L – C
Bài 6. Kiểm tra

Mong rằng các sinh viên viên đạt nhiều kết quả sau quá trình thực hành

TP.HCM năm 2004
ThS Nguyễn Chương Đỉnh



PHÂN TÍCH MẠCH DC – AC 5
BÀI 1
CHƯƠNG TRÌNH
ELECTRONIC WORKBENCH

1.1. GIỚI THIỆU
Electronic Workbench là phần mềm mô phỏng mạch điện, đo đạc các mạch số và
tương tự của Hãng INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES. Đây là một
phần mềm trợ giúp thiết kế các mạch số và tương tự rất hoàn chỉnh, cho phép ta
thiết kế rồi thử với nhiều nguồn tín hiệu: nguồn sin, xung, … Và nhiều thiết bị
mô phỏng như oscilloscope, VOM, Bode Plotter, Logic Probe…
1.2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH
1.2.1 Chạy chương trình
Khởi động chương trình Electronics Workbench bằng cách chọn Start ( Program
→ Electronics Workbench →Electronics Workbench .
Sau đó cửa sổ màn hình thiết kế của chương trình xuất hiện với đầy đủ các menu,
thanh công cụ hỗ trợ cho việc thiết kế và mô phỏng mạch điện

Hình 1.1
Các hộp chứa linh kiện

Nút công tắc thực hiện
mô phỏng
VÙNG VẼ SƠ ĐỒ
MẠCH ĐIỆN
6 THỰC HÀNH

1.2.2. Các bước mô phỏng mạch điện
Để lắp và thử một mạch điện, phải tiến hành các bước sau:
1. Lấy linh kiện từ vùng chứa linh kiện
2. Đặt linh kiện cần lấy vào đúng vị trí trong vùng làm việc
3. Đặt các giá trị linh kiện
4. Nối các linh kiện
5. Lấy các dụng cụ đo cần thiết và nối vào những điểm cần đo
6. Bật công tắc để mạch hoạt động
1.3. THỰC HÀNH
Trong phần thực hành chúng ta sẽ lắp ráp và đo thử một mạch đơn giản như sau

Hình 1.2
Tiến hành lắp ráp và thử mạch theo các bước shau
Bước 1. Khởi động chương trình Electronics Workbench bằng cách chọn

Start ( Program → Electronics Workbench →Electronics Workbench
Bước 2. Chọn và lấy các linh kiện vào màn hình làm việc.
Lấy điện trở: Nhấp chọn hộp công cụ Basic chứa các linh kiện thông thường như
điện trở tụ điện, cuộn dây…










Hình 1.3
Nhấp chọn linh kiện điện trở nhấp chuột và kéo nó vào màn hình thiết kế. Lưu ý
phải nhấn và giữ phím trái chuột kéo đến vị trí cần đặt rồi thả ra. Để xoay linh
kiện, phải chọn nó sau đó nhấn Ctrl + R.
Sau khi lấy hết các linh kiện ta có sơ đồ sắp xếp như hình sau

PHÂN TÍCH MẠCH DC – AC 7

Hình 1.4
Bước 3. Thay đổi giá trị của linh kiện.
Để thay đổi giá trị của linh kiện nhấp đúp vào nó. Nhấp đúp vào điện trở, hộp
thoại Resistor Properties xuất hiện, nhấp chọn thẻ Value nếu nó chưa được chọn.
Nhập vào giá trị mới cho điện trở trong khung Resistance (R) và chọn đơn vị
trong hộp danh sách kế bên. Nhấn OK để hoàn tất.

Hình 1.5

Chọn thẻ Label để nhập ký hiệu cho linh kiện ví dụ R1, R2,…

Hình 1.6
Bước 4. Tiến hành nối dây cho các linh kiện



8 THỰC HÀNH









Hình 1.7
Bước 5. Gắn các thiết bị đo vào mạch tương tự như phần gắn linh kiện. Ở
bài tập này chúng ta cần đo dòng, áp do đó dùng thiết bị Multimeter trong hộp
Instruments

Hình 1.8
Gắn thiết bị đo vào mạch, lưu ý để đo điện áp mắc Multimeter song song với
mạch cần đo và để đo dòng điện mắc Multimeter nối tiếp với mạch

Hình 1.9

Bước 6. Bật công tắc chạy mô phỏng.
Ta đọc được giá trị của điện áp trên R2 như hình 1.9.

Hình 1.10
Đo dòng điện trong mạch bằng cách mắc nối tiếp Multimeter vào mạch, và
chuyển Multimeter về thang đo dòng (A). Kết quả như hình 1.10.
Tiếp tục đo điện áp trên điện trở R1. Cuối cùng so sánh kết quả với lý thuyết.
PHÂN TÍCH MẠCH DC – AC 9

1.4. CÁC KÝ HIỆU LINH KIỆN TRONG ELECTRONIC WORKBENCH
1.4.1. Nguồn phụ thuộc

a. Nguồn áp phụ thuộc áp
(Voltage-Controlled Voltage Source)

b. Nguồn áp phụ thuộc dòng
(Current Controlled Voltage Source)

c. Nguồn dòng phụ thuộc áp
(Voltage-Controlled Current Source)

d. Nguồn dòng phụ thuộc dòng
(Current Controlled Current Source)

1.4.2. Các thiết bị đo
a. Đồng hồ đo vạn năng
Multimeter dùng để đo điện áp,
dòng điện, điện trở hay suy hao giữa
hai điểm của một mạch. Tuỳ đại
lượng cần đo là dòng, áp, điện trở
hay decibel mà ta chọn chức năng
tương ứng trên Multimeter. Ta cũng

có thể chọn tín hiệu cần đo là AC
hay DC bằng các nhấn nút tương
ứng (AC: ~ hay DC: –)

b.Nguồn phát sóng (function
generator)
Nguồn phát sóng tạo ra các dạng
sóng sin, vuông, tam giác. Ta có có
thể điều chỉnh được tần số, duty
cycle, biên độ và mức DC của tín
hiệu.
c. Oscilloscope
Oscilloscope được mô phỏng giống như một oscilloscope thực có hai kênh.
10 THỰC HÀNH


e. Bode Plotter
Bode Plotter dùng để vẽ biểu đồ Bode, thường là vẽ đáp ứng tần số của các
mạch lọc, mạch khuếc đại…


1.5. BÀI TẬP TỰ THỰC HÀNH
1.5.1 Tìm I
1
và I
2

ĐS: I
1
= 5A
I
2
= -3A





1.5.2. Tính dòng I trong hai trường hợp
a. R
ab
= R
bc
= R
ca
= 3Ω
b. R
ab
= R
ca
= 30Ω và R
bc
= 40Ω

ĐS: a. 19A ; b. 3A

40 Ω

32 Ω
6 Ω
12 Ω
6 Ω
30 Ω
2 Ω
4 Ω
50V
15 Ω
I
1

I
2

Rab
Rbc
Rca

57V
5Ω 2Ω
I
PHÂN TÍCH MẠCH DC – AC 11
1.5.3. Tìm dòng điện trong các nhánh như hình sau

ĐS: I
1
= 0.02A, I
2
= 0.02A, I
3
= 0.01A
1.5.4 Tìm U







ĐS: U = -3V
1.5.5 Tìm áp U
0





ĐS: U
0
= 4V

10Ω
40Ω
20Ω
0.03A
0.4V
1V
I
3
I
1
I
2
+
U
1
–

6 Ω
4 Ω
24 Ω
2 Ω
6 Ω
5 V
+

U
–

3
U
1

4A
6Ω
2
U
0
U
0

1Ω
2Ω
+

–