LÝ THUYẾT MẠCH Mạch RLC Nối Tiếp(song Song) ở Chế độ Xác Lập ...

Tài liệu ôn thi cao học môn lý thuyết mạch, nội dung tóm tắt, cô đọng, dễ hiểu nhất..BÀI GIẢNG ôn THI LÝ THUYẾT MẠCHmạch RLC nối tiếp (song song) ở chế độ xác lập điều hòa. Hiện tượng cộng hưởng trong mạch. Phân tích đặc tính tần số của mạch.

3.6 Mạch RLC nối tiếp ở chế độ xác lập điều hòa

+ Xác định điện áp trên các phần tử mạch:

2 2

2 2

2 2

1

2 Hiện tượng cộng hưởng trong mạch:

Nếu XL XC=0 thì X=0, ta nói trong mạch phát sinh cộng hưởng

Như vậy, mạch RLC nối tiếp phát sinh cộng hưởng khi PHẦN ẢO của trở kháng phức của mạch bằng 0

+ Dòng điện trong mạch khi cộng hưởng:

 Khi cộng hưởng biên độ dòng điện trong mạch đạt cực đại

 Pha của dòng điện TRÙNG pha của điện áp tác động

+ Xác định điện áp trên điện trở khi cộng hưởng:

 Pha của điện áp trên điện trở TRÙNG pha của điện áp tác động

+ Xác định điện áp trên điện cảm khi cộng hưởng:

2 2 0

 Khi cộng hưởng biên độ điện áp trên điện cảm lớn gấp Q lần biên độ điện áp tác động

 Pha của điện áp trên điện cảm nhanh hơn pha điện áp tác động

2



+ Xác định điện áp trên điện dung khi cộng hưởng:

  cũng chính là hệ số phẩm chất (Quality Factor) của mạch

Nhận xét:

 Khi cộng hưởng biên độ điện áp trên điện dung lớn gấp Q lần biên độ điện áp tác động

 Pha của điện áp trên điện dung chậm hơn pha điện áp tác động

2





3 Phân tích đặc tính tần số của mạch:

Đặc tính tần số của mạch bất kỳ được đại diện bằng các hàm truyền đạt phức của nó

a) Hàm truyền đạt phức theo dòng điện:

Đồ thị sự phụ thuộc của mô-đun và ac-gu-men của hàm truyền đạt phức theo dòng điện:



( )

i

T jax

1( )

Đồ thị vẽ theo biến :

2

1( )

Tính toán dải thông của mạch:

Phương trình giải thông

0 1

0 0

1 0

2

1 1 0

112

112

3.7 Mạch RLC song song ở chế độ xác lập điều hòa

2 2

2

2 2

u

u L

u C

2 Hiện tượng cộng hưởng trong mạch:

Nếu B C B L 0=0 thì B=0, ta nói trong mạch phát sinh cộng hưởng

Như vậy, mạch RLC song song phát sinh cộng hưởng khi PHẦN ẢO của tổng dẫn phức của mạch bằng 0

+ Điện áp trên các phần tử mạch khi cộng hưởng:

 Khi cộng hưởng biên độ điện áp trên các phần tử đạt cực đại

 Pha của dòng điện TRÙNG pha của điện áp tác động

+ Xác định dòng điện qua điện trở khi cộng hưởng:

+ Xác định dòng điện trên điện cảm khi cộng hưởng:

 Khi cộng hưởng biên độ dòng điện trên điện cảm lớn gấp Q lần biên độ dòng tác động

 Pha của dòng trên điện cảm chậm hơn pha dòng tác động một lượng bằng

2



+ Xác định dòng điện qua điện dung khi cộng hưởng:

 Khi cộng hưởng biên độ dòng điện trên điện dung lớn gấp Q lần biên độ dòng tác động

 Pha của dòng trên điện dung nhanh hơn pha dòng tác động một lượng bằng

2



Đồ thị sự phụ thuộc của mô-đun và ac-gu-men của hàm truyền đạt phức theo điện áp:



( )

u

T jax

1( )

Đồ thị vẽ theo biến :

2

1( )

G

  ax

Tính toán dải thông của mạch (giống như tính toán cho mạch RLC nối tiếp)

Phương trình giải thông

0 1

0 0

1 0

2

1 1 0

112

112

Mô đun hàm truyền đạt theo điện áp qui chuẩn:

3.8 Mạch điện có hỗ cảm ở chế độ xác lập điều hòa

Hệ quả: Trên mỗi cuộn cảm có hai thành

phần từ thông, một là từ thông do chính dòng chạy qua cuộn đó gây ra và gọi là từ thông tự cảm, hai là từ thông do dòng điện chạy qua cuộn khác gây ra và gọi là từ thông

Hai điện áp tự cảm và hỗ cảm có thể cùng chiều hoặc ngược chiều nhau

Để lượng hóa hiện tượng hỗ cảm, người ta đưa ra hệ số hỗ cảm M (đo bằng Hen-ry)

Khái niệm cực cùng tên:

Hai cực của hai điện cảm gọi là các cực cùng tên nếu các dòng điện cùng đi vào hoặc cùng đi ra hai cực ấy thì gây ra các điện áp hỗ cảm cùng chiều với các điện áp tự cảm

2 Phân tích mạch có hỗ cảm ở chế độ xác lập điều hòa:

Xét mạch ở chế độ xác lập điều hòa, thực hiện thay thế các dòng và áp ở (2) bằng các biểu diễn phức của chúng:

Ví dụ 1: Hãy thành lập hệ phương trình dòng điện mạch nhánh cho mạch sau, giả thiết mạch ở

Bước 1: Xác định các điện áp hỗ cảm

+ Dòng I qua 1m L gây ra điện áp hỗ cảm 1 j M I 1m trên điện cảm L ( dấu (-) chứng tỏ điện 2

áp này có chiều ngược với chiều điện áp tự cảm trên L ) 2

+ Dòng I 2m qua L gây ra điện áp hỗ cảm 2 j M I 2m trên điện cảm L ( dấu (-) chứng tỏ điện 1

áp này có chiều ngược với chiều điện áp tự cảm trên L ) 1

Bước 2: Thành lập hệ phương trình cho mạch:

Ví dụ 2: Thành lập hệ phương trình dòng vòng cho mạch nêu trên?

2

L m U