Mạch điện 1 ( ĐH kỹ thuật công nghệ TP.HCM ) - Chương 1

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN1.1. GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA LÝ THUYẾT MẠCH: Để nghiên cứu (phân tích và khảo sát) hiện tượng vật lý cần mô hình toán. Xây dựng mô hình toán căn cứ vào các phương trình trạng thái của hiện tượng. Trong Kỹ Thuật Điện có 2 dạng mô hình: mô hình trường và mô hình mạch. Hai lý thuyết phục vụ cho dạng này là lý thuyết trường và lý thuyết mạch. Mỗi lý thuyết dựa trên cơ sở một số biến như: ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạch điện 1 ( ĐH kỹ thuật công nghệ TP.HCM ) - Chương 1 Chöông I: Nhöõng khaùi nieäm cô baûn veà maïch ñieänCHÖÔNG I: NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ MAÏCH ÑIEÄN1.1. GIÔÙI HAÏN VAØ PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA LYÙ THUYEÁT MAÏCH: Ñeå nghieân cöùu (phaân tích vaø khaûo saùt) hieän töôïng vaät lyù caàn moâ hình toaùn. Xaâydöïng moâ hình toaùn caên cöù vaøo caùc phöông trình traïng thaùi cuûa hieän töôïng. Trong Kyõ Thuaät Ñieän coù 2 daïng moâ hình: moâ hình tröôøng vaø moâ hình maïch.Hai lyù thuyeát phuïc vuï cho daïng naøy laø lyù thuyeát tröôøng vaø lyù thuyeát maïch. Moãi lyùthuyeát döïa treân cô sôû moät soá bieán nhö: + Moâ hình tröôøng: caùc bieán laø E(r,t): cöôøng ñoä ñieän tröôøng, H(r,t): cöôøng ñoä töøtröôøng, J(r,t): maät ñoä doøng, ρ(r,t): maät ñoä ñieän tích, … vaø caùc heä phöông trình nhöphöông trình Maxwell, … + Moâ hình maïch: ñöôïc aùp duïng trong nhöõng tröôøng hôïp kích thöôùc hình hoïc cuûaheä raát nhoû so vôùi böôùc soùng ñieän töø cuûa tín hieäu. Khi ñoù caùc bieán chæ phuï thuoäc vaøothôøi gian maø khoâng phaân boá trong khoâng gian, nhö doøng ñieän vaø ñieän aùp treân caùccöïc. Caùc phöông trình söû duïng trong moâ hình maïch laø caùc phöông trình cuûa ñònhluaät Kirchhoff, … . Baûn chaát cuûa quaù trình ñieän töø trong caùc phaàn töû ñöôïc moâ taû bôûiphöông trình ñaïi soá hoaëc vi tích phaân trong mieàn thôøi gian thoâng qua caùc bieán doøngñieän vaø aùp ñieän treân caùc cöïc cuûa phaàn töû.1.1.1 Maïch ñieän vaø moâ hình: Maïch ñieän: laø moät heä goàm caùc thieát bò ñieän, ñieän töû gheùp laïi thaønh voøng kín coùdoøng ñieän, trong ñoù xaûy ra caùc quaù trình truyeàn ñaït, bieán ñoåi naêng löôïng,…. Moãiphaàn töû trong maïch thöïc hieän moät chöùc naêng xaùc ñònh goïi laø phaàn töû maïch ñieän. Coù2 loaïi phaàn töû chính laø nguoàn vaø phuï taûi. Nguoàn ñieän: laø thieát bò taïo ra ñieän naêng. Veà nguyeân lyù, nguoàn ñieän laø thieát bòbieán ñoåi caùc daïng naêng löôïng nhö cô naêng, hoùa naêng, nhieät naêng,… thaønh ñieännaêng. Ví duï: Maùy phaùt ñieän, aéc quy, pin maët trôøi … Phuï taûi: laø caùc thieát bò tieâu thuï naêng löôïng vaø bieán ñoåi ñieän naêng thaønh caùcdaïng naêng löôïng khaùc nhö cô naêng, nhieät naêng, quang naêng, …. Ví duï: ñoäng côñieän, beáp ñieän, ñeøn ñieän, … Cöïc cuûa phaàn töû ñieän laø caùc ñaàu ra. Phaàn töû coù theå 2 cöïc, 3 cöïc, 4 cöïc, … - Treân caùc cöïc cuûa phaàn töû coù doøng ñieän, ñieän aùp vaø coâng suaát. - Trang 1 Chöông I: Nhöõng khaùi nieäm cô baûn veà maïch ñieän1.1.1.1 Cöôøng ñoä doøng ñieän: Doøng ñieän: laø doøng caùc ñieän tích dòch chuyeån coù höôùng. - Chieàu doøng ñieän laø chieàu chuyeån ñoäng doøng ñieän tích döông. - Cöôøng ñoä doøng ñieän: (goïi taét laø doøng ñieän) laø löôïng ñieän tích chuyeån qua -moät beà maët naøo ñoù (tieát dieän ngang cuûa daây daãn) trong moät ñôn vò thôøi gian. Ñôn vò cöôøng ñoä doøng ñieän laø Ampere (A). - Kyù hieäu: i - Trong tính toaùn i laø ñaïi löôïng ñaïi soá keøm theo chieàu döông qui öôùc. - Sau khi giaûi: - + Neáu i döông: chieàu thöïc cuûa doøng ñieän truøng vôùi chieàu döông qui öôùc. + Neáu i aâm: chieàu ngöôïc laïi. Ví duï 1-1: Doøng ñieän moät chieàu (DC) Doøng ñieän xoay chieàu (AC) π i = 5(A) i(t) = 5 sin t (A) i 2 +5 5 t 1 2 3 4 5 t -5 i01.1.1.2 Ñieän aùp: Laø coâng sinh ra khi 1 ñôn vò ñieän tích döông dòch chuyeån töø A ñeán B. - Vôùi UAB = ϕA - ϕB; ϕA vaø ϕB laø ñieän theá ñieåm A vaø B. Ñôn vò : Volt (V) - Kyù hieäu : U - Trong tính toaùn ñieän aùp U laø löôïng ñaïi soá theo chieàu xaùc ñònh, ví duï UAB. Khi UAB > 0 theá A cao hôn theá B vaø UAB < 0 theá B cao hôn theá A. Ví duï 1-2: Ñieän aùp moät chieàu (DC) Ñieän aùp xoay chieàu (AC) π u = 5(V) u(t) = 5 cos( t )(V) ...