Giáo trình Lý thuyết mạch - Chương 3: Các mạch RLC đơn giản

Nội dung text: Giáo trình Lý thuyết mạch - Chương 3: Các mạch RLC đơn giản

1. Chương 3 CÁC MẠCH RLC ĐƠN GIẢN DƯỚI TÁC ĐỘNG AC VÀ DC
2. •Mạch RLC nốitiếp •Mạch RLC song song •Cácmạch dao động thựctế •Cácmạch RL và RC •Mạch dao động ghép hỗ cảm • Công suất trong các mạch làm việcdưới tác động điều hoà
3. Mạch RLC nốitiếp Sơđồmạch điện R i(t) L e(t) C
4. Mạch RLC nốitiếp •Phương trình mạch điệntrongmiềnthờigian di(t) 1 Ri(t) + L + i(t)dt = e(t) = cosω t dt C ∫ 0 •Phương trình mạch điệntrongmiền Laplace 1 s (R + sL + )I(s) = E(s) = 2 2 sC s +ω0 •Nghiệmcủaphương trình trong miềnlaplace 1 s I(s) = 2 2 2 2 L (s +ω0 )(s + 2αs +ωCH )
5. Mạch RLC nốitiếp •Biểuthứcdòngđiện trong miềnthời gian bao gồm hai thành phần dao động cưỡng bứcvà tự do (quá độ) 1 ∆ω i(t) = cos[ω0t + artg( )] 2L α 2 + ∆ω 2 α 1 −αt ∆ω − e cos[ωrt + artg( )] 2L α 2 + ∆ω 2 α
6. Dòng điệncưỡng bức •Tồntại lâu dài trong mạch điện •Cótầnsố bằng tầnsố nguồntácđộng •Biênđộ đạtcực đạitạitầnsố cộng hưởng •Phacủa dòng điệnphụ thuộctỷ số R/L
7. Dòng điệntự do •Cótầnsố phụ thuộcvàocácthôngsố RLC •Biênđộ suy giảm theo thời gian •Chỉ tồntại trong khoảng thời gian đầu •Thời gian tắt •Tốc độ tắt
8. Mạch RLC song song •Làmạch đốingẫuvới mạch RLC nốitiếp •Kếtquả phân tích đối ngẫuchothấy điệnáp trên mạch RLC song I (t) G C L song có tính chất ng hoàntoàngiống như dòng điệntrongmạch RLC nốitiếp •Bảng các thông số mạch RLC
9. Các mạch dao động thựctế •Mạch dao động LC C’ L’ C L R rC rL •Chuyển đổitương đương thành mạch RLC song song C' 1 1 1 Y '= r + + jω0C' Y = + + jω0C L' jω0 L' R jω0 L L' R = C = C' L = L' rC'
10. Mạch dao động ba điểm điệncảm 1 ωCHNT = L1C1 L1 L2 1 1 ωCHSS = = C1 (L1 + L2 )C1 LC1 R1 R2 L1 + L2 C1 Ctđđs = C1 = L2 p L2 p = L = L1 + L2 L1 + L2 L2 2 L Rtđ1 = = p rCtđđs rC1
11. Mạch dao động ba điểm điện dung 1 ωCHNT = L1 C2 L1C1 C1 C1 + C2 1 ωCHSS = = R1 R2 L1C1C2 L1C C1 Ltđđs = L1 = pL1 C1 + C2 C C C C p = 1 = C = 1 2 C1 + C2 C2 C1 + C2 Ltđđs 2 L1 Rtđ 2 = = p rC2 rC
12. Mạch RL •Sơđồmạch điện R i(t) L e(t)
13. Dòng điện qua mạch RL •Baogồm hai thành phần cưỡng bức và quá độ E ω L rE r i(t) = m cos(ω t − arctg 0 ) − m exp(− t) 2 2 2 0 r r 2 +ω 2 L2 L r +ω0 L 0 E ⎡ r ⎤ i(t) = m 1− exp(− t) r ⎣⎢ L ⎦⎥
14. Mạch RC R i(t) •Sơđồmạch điện C e(t)
15. Dòng điện qua mạch RC Bao gồm hai thành phầnquáđộ và cưỡng bức ⎡ ⎤ E ⎢ 1 t 1 1 ⎥ i(t) = m ⎢ exp(− ) + cos(ω t − arctg )⎥ R 1+ω 2r 2C 2 RC 1 0 ω rC ⎢ 0 1+ 0 ⎥ ⎢ 2 2 2 ⎥ ⎣ ω0 r C ⎦ E t i(t) = m exp(− ) r RC
16. Mạch dao động có ghép hỗ cảm Z1 i1(t) M i2(t) •Sơđồmạch điện M * * e(t) L’1 L’2 Z2 1 L Sơđồtương đương Z1 L’1 –M L’2 -M e(t) i1(t) M i2(t) Z2 L 1
17. Dòng điệntrênvòngsơ cấp ⎧ 2 2 ⎫ 1 ⎪ α + ∆ω 1 ⎡ 1 1 ⎤⎪ i (t) = cos(ω t +ϕ ) − ⎢ exp(α t)cos(ω t −ϕ ) + exp(α t)cos(ω t −ϕ )⎥ 1 2 ⎨ 2 2 2 2 0 0 2 2 a a a 2 2 b b b ⎬ 2L(1− k ) (α a + ∆ωa )(αb + ∆ωb ) 2 ⎢ α + ∆ω α + ∆ω ⎥ ⎩⎪ ⎣ a a b b ⎦⎭⎪ ∆ωa ∆ωb ϕa = arctg ϕb = arctg α a αb ∆ω ϕ = arctg −ϕ −ϕ 0 α a b 1 α 2 + ∆ω 2 icb (t) = 2 2 2 2 2 cos(ω0t +ϕ0 ) 2L(1− k ) (α a + ∆ωa )(αb + ∆ωb ) 1 ⎡ 1 1 ⎤ itd (t) = − ⎢ exp(α at)cos(ωat −ϕa ) + exp(αbt)cos(ωbt −ϕb )⎥ 4L(1− k 2 ) ⎢ 2 2 2 2 ⎥ ⎣ α a + ∆ωa αb + ∆ωb ⎦
18. Công suấttrongcácmạch làm việc dưới tác động điềuhoà • Công suấttứcthời • Công suất trung bình (tác dụng) •Hệ số cosφ • Công suấtphản kháng • Công suấtbiểukiến
19. Bài tập • Xem các bài tậpcógiảimẫuchương 3 trang 111-124 • Làm các bài tập trang 124-127
20. Thựchànhmôphỏng • Các bài tập MatLab • Các bài tập PSpice