Bài giảng Mạch điện tử - Chương 2: Dòng điện sin

Bài giảng Mạch điện tử - Chương 2: Dòng điện sin cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản sau: Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện sin, trị số hiệu dụng của dòng điện sin, biểu diễn dòng điện hình sin, phản ứng của nhánh với dòng điện sin, công suất của dòng điện sin, nâng cao hệ số công suất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Mạch điện tử - Chương 2: Dòng điện sin Chương 2: Dòng điện sin Dòng điện sin là dòng điện xoay chiều biến đổi theo quy luật hàm sin của thời gian 2.1. Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện sin Trị số của dòng điện, điện áp sin ở một thời điểm t gọi là trị số tức thời và được biểu diễn như sau: Umax i  I m sin t   i  u,i u u  U m sin t   u  i Trong đó: i, u : là trị số tức thời t Im, Um: là trị số cực đại t   i , t   u : là góc pha  u , i : là góc pha đầu ( ở thời điểm t=0)  0  : là tần số góc của dòng điện sin, đơn vị là rad/s u i  0 T : là chu kỳ của dòng điện sin, là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại trị số và chiều biến thiên: T2 T f : là số chu kỳ của dòng điện trong thời gian một giây f = 1/T    u   i : là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện, phụ thuộc vào thông số của mạch:   0 : điện áp trùng pha với dòng điện 0 0 0   0 : điện áp sớm pha với dòng điện u u   0 : điện áp chậm pha sau dòng điện i i Nếu u  U m sin  t  i  I m sin  t    CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.2. Trị số hiệu dụng của dòng điện sin • Đối với dòng điện biến đổi chu kỳ để tính các tác dụng nhiệt, lực của dòng điện, cần tính trị số trung bình của bình phương dòng điện trong 1 chu kỳ. • Cụ thể, khi tính công suất tác dụng của dòng điện qua điện trở R, ta phải tính trị số trung bình công suất điện trở tiêu thụ trong thời gian một chu kỳ T 1T 2 1T 2 P   Ri dt  R.  i dt  RI 2 T0 T0 T 1 2 với I   i dt được gọi là trị số hiệu dụng của dòng điện biến đổi, được dùng để đánh T0 giá, tính toán hiệu quả tác động của dòng điện biến thiên chu kỳ • Khi thay i  I m sin t , sau khi lấy tích phân, ta có: I  I m 2 • Tương tự, ta có các trị số hiệu dụng của điện áp, sức điện động: U  U m ; E  E m 2 2 • Như vậy, dòng điện và điện áp hình sin có thể được viết dưới dạng: i  I 2 sin  t   i  u  U 2  t   u  Trị số hiệu dụng là giá trị được dùng rộng rãi trong thực tế, các giá trị điện áp 220V, dòng điện 10A hay các giá trị ghi trên các dụng cụ và thiết bị điện thường là trị só hiệu dụng. Trị số hiệu dụng được ký hiệu bằng các chữ in hoa I, U, E, P CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.3. Biểu diễn dòng điện hình sin: • Việc biểu diễn dòng điện (điện áp) sin bằng các biểu thức tức thời gây khó khăn khi cần so sánh hay cộng, trừ dòng điện (điện áp). Do đó, người ta biểu diễn dòng điện sin bằng các cách khác thuận tiện hơn, ở đây đưa ra 2 cách: y 2.3.1. Biểu diễn dòng điện hình sin bằng vectơ: Mỗi dòng điện sin được biểu diễn bằng một vectơ và ngược lại - Modun của vectơ bằng trị số hiệu dụng của dòng điện sin 0 - Góc tạo với trục Ox của vectơ bằng góc pha đầu x 0 • Hai định luật Kirhof được viết dưới dạng:  I 0   U  E 2.3.2. Biểu diễn dòng điện hình sin bằng số phức • Biểu diễn dòng điện sin bằng vectơ thuận tiện khi cần minh họa, so sánh và giải các mạch điện đơn giản, tuy nhiên gây khó khăn khi giải mạch điện phức tạp. Khi giải các mạch điện sin ở chế độ xác lập, thuận tiện nhát là biểu diễn bằng số phức. a/ Nhắc lại về số phức:   a  jb (Dạng đại số) V Thành phần thực Thành phần ảo Trong đó: a, b là số thực, j  1 là đơn vị ảo CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Một số phức  a  jb V có thể được biểu diễn trên mặt phẳng phức với modun V và argumen a  V cos  ; b  V sin  +j I  I i ; U   U  u (Dạng số mũ)  V I  Ie j i   Ue ;U j u jb ...