Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 2: Phương pháp giải mạch điện cơ bản cung cấp cho người học các kiến thức: Mạch điện trở mắc nối tiếp và song song, mạch chia áp (cầu phân áp) và mạch chia dòng (cầu phân dòng), phương pháp nguồn tương đương, các phương pháp giải mạch cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nhập môn Điện tử Chương Phương pháp giải mạch điện Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.1 Mạch nối tiếp Hai phần tử kề gọi đấu nối tiếp chúng có chung nút khơng dòng khác vào nút A Nguồn áp mắc nối tiếp Khi mắc nối tiếp nguồn áp khác ta thay nguồn áp có điện áp tổng giá trị điện áp nguồn Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.1 Mạch nối tiếp B Nguồn dòng mắc nối tiếp Các nguồn dòng mắc nối tiếp nguồn dòng lý tưởng có giá trị cường độ dòng điện qua nguồn, chiều dòng điện qua nguồn chiều với Nguồn dòng mắc nối tiếp khác cường độ dòng gây cháy mạch Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.1 Mạch nối tiếp C Điện trở mắc nối tiếp Khi mắc nối tiếp điện trở khác ta thay điện trở tương đương có điện trở tổng giá trị điện trở điện trở Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.2 Mạch song song Hai phần tử ghép song song chúng tạo thành vòng khơng chứa phần tử khác A Nguồn dòng mắc song song Khi mắc song song nguồn dòng khác ta thay nguồn dòng có cường độ dòng điện bằng tổng giá trị cường độ dòng điện nguồn Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.2 Mạch song song B Nguồn áp mắc song song Khi nguồn áp mắc song song, ta mắc nguồn áp song song với nguồn nguồn áp lý tưởng có giá trị điện áp, chiều phân cực Nguồn áp mắc song song khác điện áp bị cháy mạch Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song I.2 Mạch song song C Điện trở mắc song song Khi mắc song song điện trở khác ta thay điện trở tương đương có điện trở tính sau: Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song Tóm lại mạch điện trở mắc nối tiếp song song Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử I Mạch điện trở mắc nối tiếp song song Ví dụ: Xác định điện áp dòng điện qua điện trở mạch a) b) Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Nhập môn Điện tử II Mạch chia áp (cầu phân áp) mạch chia dòng (cầu phân dòng) II.1 Mạch chia áp (cầu phân áp) Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 10 Nhập mơn Điện tử Bước 1: Thành lập vòng cho mạch điện Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 28 Nhập môn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho vòng mạch điện Xét vòng 1: Áp dụng định luật K2 cho vòng ta viết phương trình K2 sau: E1 U1 U U I nh1.R1 I nh R2 I nh R3 0 E1 I1 R1 ( I1 I ) R2 ( I1 I ) R E1 ( R1 R2 R3 ) I1 R3 I R2 I Chương 2: Phương pháp giải mạch điện E1 29 Nhập môn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho vòng mạch điện Từ rút qui luật thành lập pt cho vòng 1: Tổng trở vòng xét Dòng điện vòng lân cận ( R1 R2 R3 ) I1 R3 I I R2 I E1 Dòng điện vòng xét Trở kháng vòng lân cận vòng xét (lấy dấu dương vòng lân cận chiều vòng xét, dấu âm vòng lân cận ngược chiều vòng xét) Chương 2: Phương pháp giải mạch điện Tổng đại số suất điện động vòng xét (lấy dấu dương chiều dòng nguồn chiều dòng xét, dấu âm chiều dòng nguồn ngược chiều vòng xét) 30 Nhập mơn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho vòng mạch điện Sử dụng qui tắc thành lập ta có hệ phương trình cho vòng mạch điện sau: ( V1: (R1 +R +R )I1 -R I +0I3 -R I V2: -R I1 +(R +R +R )I -R I3 -R I = -E V3: 0I1 -R I +(R +R +R )I3 -R I V4: -R I1 -R I -R I3 +(R +R +R +R )I = E8 Chương 2: Phương pháp giải mạch điện = E1 = E -E 31 Nhập mơn Điện tử Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm dòng điện vòng vòng giả định Bước 4: Chuyển kết trung gian dòng điện nhánh I n1 = - I1 I n =I1 I I n3 = I1 -I I n4 =I I I n5 = I -I3 I n =I3 I I n = I3 I n8 =I Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 32 Nhập mơn Điện tử Chú ý: Hệ phương trình dòng điện vòng viết dạng ma trận R I V Ma trận trở kháng vòng Ma trận dòng Ma trận nguồn( nguồn độc lập) Trong [R] ma trận vng có đặc điểm: - Nằm đường chéo trở kháng vòng -Hai bên đường chéo trở kháng chung đối xứng qua đường chéo Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 33 Nhập môn Điện tử Ví dụ 2: Tìm dòng điện vòng Ví dụ 3: Tìm dòng điện vòng I1 2 A, I A, I 5 A I Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 34 Nhập môn Điện tử IV.2 Phương pháp điện áp nút Cơ sở: Dựa vào hai định luật Kirchhoff để lập hệ phương trình trạng thái mạch, sở hệ phương trình ta dựa mối quan hệ dòng điện điện áp nhánh để đưa phương trình dạng hệ phương trình ẩn số (các điện áp nút) Phương pháp dùng để tìm điện áp nút mạch điện với bước sau: Bước 1: Đặt tên cho nút mạch, chọn nút làm gốc Bước 2: Thành lập phương trình điện áp nút cho mạch Sử dụng K1 ta viết hệ phương trình cho[ 𝑁𝑛 -1] nút trừ nút gốc Bước 3: Giải phương trình để tìm điện áp cho nút Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 35 Nhập môn Điện tử Dạng 2: Tìm điện áp nút mạch điện (sử dụng phương pháp điện áp nút) Ví dụ Tìm điện áp nút mạch điện hình bên Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 36 Nhập môn Điện tử Bước 1: Đặt tên nút, chọn điện nút C A Chương 2: Phương pháp giải mạch điện B 37 Nhập môn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho nút mạch điện Áp dụng định luật K1 cho nút A,B,C ta viết phương trình sau: A Chương 2: Phương pháp giải mạch điện B C 38 Nhập môn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho nút mạch điện Nếu sử dụng đại lượng điện dẫn G phương trình viết lại A B C (v1 v3 )G1 (v1 v2 ) G ia (v2 v1 )G2 v2 G3 (v2 v3 ) G v3G5 (v3 v2 )G4 (v3 v1 ) G1 ib Hay : (G1 G2 ) v1 G2 v2 G1v3 i1 G2 v1 (G2 G3 G4 )v2 G4 v3 G1v1 G4 v2 (G1 G4 G5 ) ib Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 39 Nhập môn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho nút mạch điện Từ rút qui luật thành lập pt: Tổng điện dẫn nối vào nút xét A B C Điện áp nút lân cận (G1 G2 ) v1 G2 v2 G1v3 i1 Điện áp nút xét Các điện dẫn chung nút lân cận với nút xét Tất lấy dấu âm Tổng đại số 𝐼𝑛𝑔 nối với nút xét Lấy dấu “+” chiều 𝐼𝑛𝑔 vào nút xét, ngược lại lấy dấu “-” Bước 3: Giải hệ phương trình tìm giá trị điện áp nút cần tìm Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 40 Nhập môn Điện tử Chú ý: Hệ phương trình điện áp nút viết dạng ma trận G U I Ma trận điện dẫn nút Ma trận điện áp Ma trận nguồn( nguồn dòng độc lập) Trong [G] ma trận vng có đặc điểm: - Nằm đường chéo điện dẫn nút -Hai bên đường chéo dẫn nạp chung đối xứng qua đường chéo Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 41 Nhập môn Điện tử Ví dụ : Tìm điện nút V1 = 8.77V V2 = 7.62V Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 42 ... điện sau: ( V1: (R1 +R +R )I1 -R I +0I3 -R I V2: -R I1 +(R +R +R )I -R I3 -R I = -E V3: 0I1 -R I +(R +R +R )I3 -R I V4: -R I1 -R I -R I3 +(R +R +R +R )I = E8 Chương 2: Phương pháp giải mạch điện. .. Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 27 Nhập môn Điện tử Bước 1: Thành lập vòng cho mạch điện Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 28 Nhập mơn Điện tử Bước 2: Thành lập phương trình cho vòng mạch điện. .. giải mạch điện 12 Nhập môn Điện tử Ví dụ : Tìm điện áp vx i3 mạch điện ĐS: vx =25 V , i3=0.417A Ví dụ : Tìm dòng i1 mạch điện ĐS: i1=10A Chương 2: Phương pháp giải mạch điện 13 Nhập môn Điện tử II.3