Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 3Mạch điện trở đơn giảnSimple Resistive Circuits Mục tiêu Nhận dạng các điện trở mắc nối tiếp và điện trở mắc songsong. Biết cách thiết kế bộ chia điện áp và bộ chia dòng điện đơngiản Sử dụng cầu Wheatstone Sử dụng mạch tương đương deltasangwye để giải mạchđơn giản. Mạch nối tiếpsong song Có hai loại mạch điện:MẠCH NỐI TIẾP MẠCH SONG SONGMẠCH NỐI TIẾPMạch song songCác điện trở mắc nối tiếpKVL ở vòng (a):vs + i1R1 – i2R2 +i3R3 –i4R4 + i5R5 = 0KCL tại mỗi nút:is = i1 = i2 = i3 = i4 =i5 vs = isR1 + isR2 + isR3 + isR4 + isR5hayvs = is(R1 + R2 + R3 + R4 + R5)R3Vsi1+i2R1 R2R5 R4i5 i4ii 3 saKết hợp các điện trở nối tiếpvs = is(R1 + R2 + R3 + R4 + R5) ReqR3Vsi1+i2R1 R2R5 R4i5 i4ii 3 saVs+isReqCông thứcVsReqab+is 12kki 1ReqRi RR ... RR3VsR1R2Rk+is Đặc điểm của mạch nối tiếp Một mạch đơn đi qua mạch Dòng điện đi qua các phần tử giống nhau Mỗi phần tử đều có trở kháng và trở kháng tổng là tổngcủa các trở kháng thành phần. Điện áp được chia giữa các phần tử. Điện áp rơi giữa mỗi thiết bị là iRcomponent Thêm phần tử, trở kháng tổng sẽ lớn hơnĐiện trở mắc song song Định luật Ohm: i1R1 = i2R2 = i3R3 = i4R4 = vs KCL ở nút a: is = i1 + i2 + i3 + i4 i1 = vs R1; i2 = vs R2; i3 = vs R3; i4 = vs R4Vsis a+R1 R2 R3R4bĐiện trở tương đương is = i1 + i2 + i3 + i4i1 = vs R1; i2 = vs R2; i3 = vs R3; i4 = vs R4Vsis a+R1 R2 R3R4bis = vs(1R1 + 1R2 + 1R3 + 1R4 + 1R5) 1ReqVs+isReqCông thứcVsReqab+is eq12Rk1 ... R1R1R1VsisaR1R2Rkb+Đặc điểm mạch mắc song song Mỗi phần tử kết nối đến nguồn áp Điện áp giữa hai đầu mỗi phẩn tử giống nhau Dòng được chia cho các phần tử Dòng tổng là tổng các dòng thành phần. Dòng trong mỗi thành phần là vRcomponent Thêm phần tử, trở kháng tổng giảmMạch chia áp (không có tải)Vs+iR1R21 2sR Rvi1 222 2 s1 211 1 sR RRv iR vR RRv iR v v1 và v2là phân sốcủa vs v1 và v2luôn nhỏhơn vsMạch chia áp (có tải)1 L 1 2 2 L2 L0 sR R R R R RR Rv v 2 L2 Leq1 eqeq0 sR RR RRR RRv vVs+iR1R2 RL+V01 2 L 220 sR 1 (R R ) RRv v Mạch chia dòng điện1 21 2s eq sR RR Rv i R i is i1 R1 i2 R2+v1 21s221 22s11R RRiRviR RRiRvi CHIA ÁP và CHIA DÒNG Chia áp (Voltage division) và chia dòng (current division)là công cụ phân tích mạch hữu ích Chia áp (Voltage division) được dùng để tìm áp rơi trên mộtđiện trở đơn trong tập các điện trở mắc nối tiếp khi biết áp rơitrên tập đó Chia dòng (Current division) dùng để tìm dòng qua một điệntrở trong tập các điện trở mắc song song khi biết dòng đi quatập đó. Phương trình chia áp1 2 nReqvR R ... Rvi Làm thế nào để tìm vjtheo v
Chương Mạch điện trở đơn giản Simple Resistive Circuits Mục tiêu Nhận dạng điện trở mắc nối tiếp điện trở mắc song song Biết cách thiết kế chia điện áp chia dòng điện đơn giản Sử dụng cầu Wheatstone Sử dụng mạch tương đương delta-sang-wye để giải mạch đơn giản Mạch nối tiếp/song song Có hai loại mạch điện: MẠCH NỐI TIẾP MẠCH SONG SONG MẠCH NỐI TIẾP Mạch song song Các điện trở mắc nối tiếp R1 i1 Vs + - a R2 KVL vòng (a): i2 -vs + i1R1 – i2R2 + i3R3 –i4R4 + i5R5 = i3 is R5 R4 i5 i4 R3 KCL nút: is = i1 = -i2 = i3 = -i4 = i5 vs = isR1 + isR2 + isR3 + isR4 + isR5 hay vs = is(R1 + R2 + R3 + R4 + R5) Kết hợp điện trở nối tiếp Vs + - R1 R2 i1 i2 a is Vs i3 R5 R4 i5 i4 R3 + - vs = is(R1 + R2 + R3 + R4 + R5) Req is Req Công thức is R1 is R2 + Vs - R3 Rk a + Vs - Req b k R eq R i R1 R R k i 1 Đặc điểm mạch nối tiếp Một mạch đơn qua mạch Dòng điện qua phần tử giống Mỗi phần tử có trở kháng trở kháng tổng tổng trở kháng thành phần Điện áp chia phần tử Điện áp rơi thiết bị iRcomponent Thêm phần tử, trở kháng tổng lớn Điện trở mắc song song is Vs a + - KCL nút a: R1 R4 R2 R3 b is = i1 + i2 + i3 + i4 Định luật Ohm: i1R1 = i2R2 = i3R3 = i4R4 = vs i1 = vs / R1; i2 = vs / R2; i3 = vs / R3 ; i4 = vs / R4 Mạch chia áp (có tải) i Vs + - v0 vs R1 R2 + V0 - RL R eq R R eq R 2R L R eq R2 RL R 2R L v vs R1R L R1R R R L R2 v vs R1[1 (R / R L )] R Mạch chia dòng điện + is v - i1 R1 i2 R2 R 1R v i s R eq i s R1 R v R2 i1 is R1 R1 R v R1 i2 is R2 R1 R CHIA ÁP CHIA DÒNG Chia áp (Voltage division) chia dòng (current division) công cụ phân tích mạch hữu ích Chia áp (Voltage division) dùng để tìm áp rơi điện trở đơn tập điện trở mắc nối tiếp biết áp rơi tập Chia dòng (Current division) dùng để tìm dòng qua điện trở tập điện trở mắc song song biết dòng qua tập Phương trình chia áp Làm để tìm vj theo v ? R1 R2 + Circuit + i V Rj - vj - Rn v v i R1 R R n R eq Rn-1 v j iR j Pt chia áp Rj R eq v Phương trình chia dòng Làm để tìm ij theo i ? ij Circuit R1 Rn R2 + Rj V - v iR eq i 1 R1 R Rn v R eq ij i Rj Rj Pt chia dòng Đo dòng điện o o o Ampe kế (Ammeter): dụng cụ để đo dòng điện Mắc nối tiếp với thành phần cần đo Lý tưởng, RA = 0Ω Thực tế, tạo RA nhỏ Thêm điện trở RP mắc song song để tăng dải VS (measured range) + - RP R1 Hệ thống đo d’Arsonval R2 Đo điện áp o o o Vôn kế (Volmeter): dụng cụ đo điện áp Mắc song song với thành phần cần đo Lý tưởng, RV = ∞Ω Thực tế, tạo RV lớn Thêm điện trở RS mắc nối tiếp để tăng dải đo VS + - R1 R2 RS Cầu Wheatstone Cầu Wheatstone mạch dùng để : - Đo điện trở - Đo xác giá trị trở kháng trung bình, là, dải 1Ω đến 1MΩ Cầu Wheatstone bao gồm: - điện trở - Một nguồn áp dc - Dụng cụ đo (thường ampe kế) Mạch cầu Wheatstone R2 R1 v a A R3 b ig Rx ? Nguồn dc Bộ thị: hệ thống máy đo d’Arsoval – điện kế R1, R2, R3: điệntrở biết giá trị (R3: biến trở) Rx: điện trở chưa biết giá trị Chuyển đổi Δ sang Y Mạch Delta (Pi) : mạch với điện trở kết nối theo hình Δ (hình π) Mạch Wye (Tee) : mạch với điện trở kết nối theo hình Y (hình T) Mạch Δ chuyển đổi tương đương thành mạch Y Chuyển đổi Δ-sang-Y hữu ích phân tích mạch Cấu trúc Δ Rc Rc a Ra Rb c a b b Rb Ra c Cấu trúc Δ xem cấu trúc π mà không ảnh hưởng đến tương đương điện hai cấu trúc Cấu trúc Y a b a R1 R2 R2 R1 R3 R3 c c Cấu trúc Y xem cấu trúc T mà không ảnh hưởng đến tương đương điện hai cấu trúc b Chuyển đổi Δ-sang-Y a Rc a b b R2 R1 Ra Rb c R3 R ab R c (R a R b ) R1 R Ra Rb Rc R bc R a (R b R c ) R2 R3 Ra Rb Rc R ca R b (R c R a ) R1 R Ra Rb Rc c Chuyển đổi Δ-sang-Y a Rc a b b R2 R1 Ra Rb c R bR c R1 Ra Rb Rc R cR a R2 Ra Rb Rc RaR b R3 Ra Rb Rc R3 c Chuyển đổi Y-sang- Δ a b R2 R1 a Rc Ra Rb c R3 c b R 1R R R R R Ra R1 R 1R R R R R Rb R2 R 1R R R R R Rc R3 [...]... d’Arsoval – điện kế R1, R2, R3: điệntrở biết giá trị (R3: biến trở) Rx: điện trở chưa biết giá trị Chuyển đổi Δ sang Y Mạch Delta (Pi) : một mạch với 3 điện trở kết nối theo hình Δ (hình π) Mạch Wye (Tee) : một mạch với 3 điện trở kết nối theo hình Y (hình T) Mạch Δ có thể được chuyển đổi tương đương thành mạch Y Chuyển đổi Δ-sang-Y rất hữu ích trong phân tích mạch Cấu trúc Δ Rc Rc a Ra Rb c a... trở RS mắc nối tiếp để tăng dải đo VS + - R1 R2 RS Cầu Wheatstone Cầu Wheatstone là mạch dùng để : - Đo điện trở - Đo chính xác các giá trị trở kháng trung bình, đó là, trong dải 1Ω đến 1MΩ Cầu Wheatstone bao gồm: - 4 điện trở - Một nguồn áp dc - Dụng cụ đo (thường là ampe kế) Mạch cầu Wheatstone R2 R1 v a A R3 b ig Rx ? Nguồn dc Bộ chỉ thị: một hệ thống máy đo d’Arsoval – điện kế R1, R2, R3: điệntrở... Chia áp (Voltage division) và chia dòng (current division) là công cụ phân tích mạch hữu ích Chia áp (Voltage division) được dùng để tìm áp rơi trên một điện trở đơn trong tập các điện trở mắc nối tiếp khi biết áp rơi trên tập đó Chia dòng (Current division) dùng để tìm dòng qua một điện trở trong tập các điện trở mắc song song khi biết dòng đi qua tập đó Phương trình chia áp Làm thế nào để tìm... Rb Rc c Chuyển đổi Δ-sang-Y a Rc a b b R2 R1 Ra Rb c R bR c R1 Ra Rb Rc R cR a R2 Ra Rb Rc RaR b R3 Ra Rb Rc R3 c Chuyển đổi Y-sang- Δ a b R2 R1 a Rc Ra Rb c R3 c b R 1R 2 R 2 R 3 R 3 R 1 Ra R1 R 1R 2 R 2 R 3 R 3 R 1 Rb R2 R 1R 2 R 2 R 3 R 3 R 1 Rc R3 ... dòng điện o o o Ampe kế (Ammeter): dụng cụ để đo dòng điện Mắc nối tiếp với các thành phần cần đo Lý tưởng, RA = 0Ω Thực tế, tạo RA nhỏ nhất có thể Thêm điện trở RP mắc song song để tăng dải do VS (measured range) + - RP R1 Hệ thống đo d’Arsonval R2 Đo điện áp o o o Vôn kế (Volmeter): dụng cụ đo điện áp Mắc song song với thành phần cần đo Lý tưởng, RV = ∞Ω Thực tế, tạo RV lớn nhất có thể Thêm điện. ..is Điện trở tương đương a Vs Vs + - R1 R4 R2 + - R3 is b is = i1 + i2 + i3 + i4 i1 = vs / R1; i2 = vs / R2; i3 = vs / R3 ; i4 = vs / R4 is = vs(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 + 1/R5) 1/Req Req Công thức is a is + Vs R1 Rk - R2 a + Vs - Req b b 1 1 1 1 R eq R1 R 2 Rk Đặc điểm mạch mắc song song Mỗi phần tử kết nối đến nguồn áp Điện áp giữa hai đầu mỗi phẩn tử giống... không ảnh hưởng đến sự tương đương điện của hai cấu trúc Cấu trúc Y a b a R1 R2 R2 R1 R3 R3 c c Cấu trúc Y được xem như cấu trúc T mà không ảnh hưởng đến sự tương đương điện giữa hai cấu trúc b Chuyển đổi Δ-sang-Y a Rc a b b R2 R1 Ra Rb c R3 R ab R c (R a R b ) R1 R 2 Ra Rb Rc R bc R a (R b R c ) R2 R3 Ra Rb Rc R ca R b (R c R a ) R1 R 3 Ra Rb Rc c Chuyển đổi Δ-sang-Y... Thêm phần tử, trở kháng tổng giảm Mạch chia áp (không có tải) i Vs + - R1 vs i R1 R 2 R2 R1 v1 iR 1 v s R1 R 2 R2 v 2 iR 2 v s R1 R 2 v1 và v2 là phân số của vs v1 và v2 luôn nhỏ hơn vs Mạch chia áp (có tải) i Vs + - v0 vs R1 R2 + V0 - RL R eq R 1 R eq R 2R L R eq R2 RL R 2R L v 0 vs R1R L R1R 2 R 2 R L R2 v 0 vs R1[1 (R 2 / R L )] R 2 Mạch chia dòng điện + is v