Giáo trình Cơ sở lý thuyết mạch điện (Tập 1): Phần 2 - Nguyễn Như Tùng

Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Cơ sở lý thuyết mạch điện (Tập 1): Phần 2 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: mạch điện có hỗ cảm; mạch điện tuyến tính có nguồn kích thích chu kỳ không hình sin; mạch hai cửa tuyến tính không nguồn;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Cơ sở lý thuyết mạch điện (Tập 1): Phần 2 - Nguyễn Như Tùng C IH ỈƠ M C r. M Ạ C H Đ IỆ N CÓ H Ỗ CẢM 6.1. Điện áp hỗ cảm 6.1.1. Hiện lưịnt/ỉ h ỗ cảm - Định luật I.enz cho trường h Khi cho dòng điện hình sin, i| chạy vào cuộn W] nó sinh ra từ thông Vị/| I = W|21 móc vòng qua cuộn dây w 2 sinh ra ở cuộn dây w 2 một |/j |/21 sức điện động cảm ứng gọi là sức điện động hỗ cám e 2 ) (hoặc e 2 M ) hay điện áp hỗ cám U2 1 (hoặc U2 M ) được xác định theo biếu thức: d O M = d ^ 2 i = M i d|i = M d ji (61a) 21 21 dt dt ai, dt 2 1 dt Trong đó M2 i được gọi là hệ số hỗ cảm cùa cuộn 1 sang cuộn 2. Tương tự khi cho dòng điện hình sin, i2 chạy vào cuộn w 2 nó sinh ra từ thông \\>22 = W2 < 1>22 móc vòng qua chinh nó sinh ra e = — 2- = - L v à ^ có một phẩn từ thông cùa 1|72 2 là V = W||2 móc vòng qua cuộn dây W| |/|2 sinh ra ở cuộn dây W| sức điện động hỗ cảm e j 2 (hoặc eiM ) hay một điện áp hỗ cảm U|2 (hoặc U|m): u, 2 = - e , 2 = g ± 12 ) =jM = Ể m Ể ị l = M d ji (61b) 12 12 dt dt ¿»2 dt 12 dt Trong dò. M 12 đưực gụi là hç sô liõ cảm cùa cuộn 2 sang cuộn 1. Dối với cuộn dây tuyến tính ta có: M ,2 = M21= M = ặ l = % l ( 6 .2 ) UÍ2 (h\ Trong thực tế hệ số hỗ cảm được xác định theo công thức thực nghiệm: M ik = KikV LiLk (6.3) Trong đó hệ số K,k c) D ạng ph úc cùa điện áp h ỗ cam Vi dòng điện là hàm điều hòa nên ta có biểu diễn điện áp hỗ cảm dưới dạng số phức nhir sau: di 1. Ulk = M lk ^ ù lk =jcaM |kỉ k = jX |kĩ k = Z i kI k (6.4) Trong đó: X|k gọi là điện kháng hỗ cảm từ cuộn dây k sang cuộn dây I, Zik gọi là tổng trò phức hỗ cảm. 6.1.2. Các cực cùng tính Dựa vào chiều dương cùa từ thông hỗ cảm để xác định chiều dương của điện áp hỗ cảm sẽ không tiện cho vẽ và ký hiệu trên sơ đồ điện, hơn nữa trong thực tế ta không biết trước chiều quấn dây cùa các cuộn dây nên ta không thể xác định được chiều của từ thông, do đó không thể xác định được chiều cùa điện áp hỗ cảm. Vì vậy để xác địnhchiều của điện áphỗ cảm u m tadựa vào các cực cùng tính. Từ sơ đồ hình 6.1 ta thấy rằng, nếutrong cuộn dây W 2 có dòng điện ¡2 chạy vào cực 2 (tức là dòng điện này có chiều đối với cực 2 giống chiều của dòng điện i| đối với cực 1 ) thì từ thông tự cảm d>2 | do dòng điện il sinh ra. Ta nói các cực 1 và 2 (hoặc 1’ với 2 ’) có cực tính giống nhau. Để đánh dấu các cực cùng tinh ta dùng hai dấu giống nhau. Ví dụ 2 dấu * như hinh 6.2 Xét hai cuộn dây Li và L ĩ có quan hệ hỗ cảm như hỉnh 6.2. Giả sừ dòng điện il đi vào cuộn L| từ cực không có dấu (*) đến cực có dấu (*) thi nó sẽ sinh ra trên cuộn L 2 một điện áp hỗ cảm sao cho điện áp hỗ cảm đó khi sinh ra dòng điện thì dòng điện đó phải ». L2 có chiều đi vào cực không có dấu r r r i^ i (*) cùa cuộn L2 để sinh ra từ thông u'2 U 21 có chiều giống như chiều từ thông do dòng điện i| sinh ra khi đi vào cực không có dấu (*) cùa cuộn Li, , ,. Ằ , .. . , ,* . Hình 6.2 như vậy chíẽu của điện áp hô cảm 174 U2 I tren cuộn dây L2 phải có chiều đi từ cực không có dấu (*) đến cực có dấu (*) trèn cuộn dây L2. Tương tự ta xác định được điện áp hỗ cảm U|2 trên cuộn dây L| do dòng điện trong cuộn dày L2 sinh ra. 6.1.3. Xác định cực tính của các cuộn dây có quan hệ hỗ cảm Trong thực tế việc xác định cực tinh cùa các cuộn dây có quan M h ệ h ỗ c ả m b a n g thí n g h i ệ m n h ư Ị j 1’ 2 2' hình 6.3. - Ta nối 2 cuộn dây với nhau. Đặt điện áp Ui lèn cuộn dây L|, trên cuộn L2 xuất hiện điện áp hỗ cảm u 2m; điện áp tổng trên hai Hình 6.3 cuộn dây: iit = U |± U 2 M + Đ i ệ n á p U2 M lấ y d ấ u c ộ n g ( + ) k h i U 2M c ù n g c h i ề u v ớ i U | , tứ c là c á c cực I và 2 có cùng cực tính + Điện áp U2M lấy dấu trừ (-) khi U2 M ngược chiều với U |, tức là cực 1 và 2 ’ cùng cực tính - Tiến hành đo điện áp: + Nếu Ui > U| : các cực 1 và 2 hoặc 1’ và 2’cùng cực tính, gọi là đấu thuận. + Neu U( < uI : các cực 1 và 2’ hoặc 1’ và 2 cùng cực tính, gọi là đấu ngược. 6.2. Các phuung pháp tính mạch điện có hỗ cảm Mạch điện có hỗ cám vẫn đúng nghiệm với các định luật Kirchhoff, về nguyên tac ta có thể dùng tất cả các phương pháp đã xét ở chương 3 để phân tích mạch Tuy nhiên, mạch điện có hồ cảmngoài sự liênhệvề điện còncó sự liên hệ về từ giữa các phần tử. Vì vậy,điện áptrên mộtphần tửcó hỗ cảm không những phụ thuộc vào dòng điện chạy qua nó mà còn phụ thuộc vào dòng 175 điện ờ các nhánh có quan hệ hỗ cảm với nó nữa. Bởi vậy, để giải bài toán mạch điện có hỗ cảm ta thường dùng phương pháp dòng điện nhánh, phương pháp dòng điện mạch vòng mà không cần sử dụng phương pháp điện thế nút. 6.2.1. PhưtntỊỊ pháp dòn ...