Giáo trinh lý thuyết mạch - Chương 2

Nội dung chương 2 trình bày về các phương pháp cơ bản phân tích mạch điện do ThS. Vũ Chiến Thức biên soạn. Trong chương một chúng ta đã xét các khái niệm cơ bản của mạch điện, trong đó chủ yếu dựa vào hai thông số trạng thái cơ bản là điện áp và dòng điện. Sang chương này sẽ đi sâu vào nghiên cứu mối quan hệ của các thông số trạng thái đó, mối quan hệ này được quy định bởi các định luật cơ bản và chúng là căn cứ để xây dựng các phương pháp phân tích mạch điện....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trinh lý thuyết mạch - Chương 2 Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN ThS. Vũ Chiến Thắng Bài giảng: Lý thuyết mạch Giới thiệu  Trong chương một chúng ta đã xét các khái niệm cơ bản của mạch điện, trong đó chủ yếu dựa vào hai thông số trạng thái cơ bản là điện áp và dòng điện. Sang chương này sẽ đi sâu vào nghiên cứu mối quan hệ của các thông số trạng thái đó, mối quan hệ này được quy định bởi các định luật cơ bản và chúng là căn cứ để xây dựng các phương pháp phân tích mạch điện 2.1. Cơ sở của các phương pháp phân tích mạch điện  luật Kirchhoff I: Tổng các dòng điện đi vào một nút bằng tổng các dòng điện đi ra khỏi nút đó ∑a i k k k =0 (2-1)  Định luật Kirchhoff II: Tổng đại số các sụt áp trên các phần tử thụ động của một vòng kín bằng tổng đại số các sức điện động có trong vòng kín đó 2.2. Các phương pháp phân tích mạch điện Phương pháp dòng điện nhánh  Bước 1: Đặt tên cho các nút của mạch (A, B,C,D,O), chọn một nút bất kỳ làm gốc (cụ thể ta chọn O làm nút gốc). Chú ý rằng cây tương ứng với nút gốc O sẽ chứa các nhánh lẻ, các nhánh chẵn là các nhánh bù cây.  Bước 2: Giả định chiều dòng trong các nhánh một cách tùy ý. Chú ý rằng việc chọn chiều dòng trong các nhánh chỉ ảnh hưởng tới việc viết phương trình, còn dấu của kết quả cuối cùng mới cho ta biết chiều thực tế của dòng trong các nhánh.  Bước 3: thành lập các vòng cho mạch (mỗi vòng chứa 1 nhánh mới). Số vòng phải thành lập là . Thường vòng lựa chọn là các vòng cơ bản ứng với một cây nào đó. Chiều vòng có thể lựa chọn tùy ý.  Bước 4: thành lập hệ có Nnh phương trình dòng điện nhánh 2.2. Các phương pháp phân tích mạch điện Phương pháp dòng điện vòng  Bước 1: Thành lập các vòng cho mạch (mỗi vòng tương ứng với một dòng điện vòng giả định). Chú ý rằng vòng thành lập sau phải chứa tối thiểu một nhánh mới so với các vòng đã thành lập trước. Các vòng cơ bản ứng với mỗi cây sẽ thỏa mãn điều kiện này. Số vòng phải thành lập là . Cụ thể, ta thành lập bốn dòng điện vòng của mạch là.  Bước 2: Thành lập hệ gồm phương trình cho mạch tương ứng với các vòng kín,trong đó ẩn số là các dòng điện vòng giả định, dựa trên cơ sở chỉ áp dụng định luật kirchhof 2.  Bước 3: giải hệ phương trình dòng điện vòng để tìm giá trị các dòng điện vòng giả định.  Bước 4: chuyển kết quả trung gian về dòng điện trong các nhánh 2.2. Các phương pháp phân tích mạch điện Phương pháp điện áp nút  Bước 1: đánh ký hiệu cho các nút A,B,C,D,O và chọn một nút làm gốc như hình 2.10b. Nút gốc sẽ có điện thế quy ước là điểm chung (0V). Điện thế các nút còn lại chính là điện áp của nó so với gốc. Trong trường hợp cụ thể này ta chọn gốc là nút O.  Bước 2: Thành lập hệ phương trình điện áp nút cho mạch.  Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm ra điện áp các nút.  Bước 4: Chuyển đổi kết quả trung gian về dòng trong các nhánh 2.2. Các phương pháp phân tích mạch điện Nội dung định lý Thevenine-Norton  Trong mạch điện, phần mạch AB có chứa nguồn (và nối với phần còn lại Z của mạch tại cặp điểm AB, đồng thời giữa hai phần không có ghép hỗ cảm với nhau), có thể được thay thế tương đương bằng một nguồn áp có sức điện động bằng điện áp hở mạch trên cặp điểm AB (hay một nguồn dòng có dòng điện nguồn bằng dòng điện ngắn mạch trên cặp điểm AB), còn trở kháng trong của nguồn bằng trở kháng tương đương nhìn từ cặp điểm AB với nguyên tắc ngắn mạch các nguồn sức điện động và hở mạch các nguồn dòng có trong phần mạch này. 2.2. Các phương pháp phân tích mạch điện Nguyên lý xếp chồng  Cụ thể, nếu một mạch điện tuyến tính có chứa nhiều nguồn tác động, thì dòng điện vòng sinh ra trong vòng l bởi tất cả các nguồn của mạch bằng tổng các dòng điện vòng sinh ra trong vòng l bởi riêng các nguồn đặt trong mỗi vòng k của mạch. Hay nói một cách khác, dòng điện vòng sinh ra trong vòng l nào đó của mạch, bởi tất cả các nguồn của mạch bằng tổng các dòng điện vòng sinh ra trong vòng l đó bởi mỗi nguồn riêng rẽ của mạch