1. Trang Chủ
  2. Vật lý
  3. Bài giảng Giải tích mạch: Chương 4.2 - Đỗ Quốc Tuấn

Bài giảng Giải tích mạch: Chương 4.2 - Đỗ Quốc Tuấn

Phần 2 bài giảng Giải tích mạch - Chương 4: Phân tích mạch trong miền thời gian trình bày các kiến thức về Qui trình phương pháp tích phân kinh điển bao gồm: Phân tích mạch quá độ cấp 1, phân tích mạch quá độ cấp 2. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết. Qui trình PP tích phân kinh điển  Giải mạch khi t 0: a) Tìm nghiệm xác lập : yxl(t) . b) Tìm nghiệm tự do: = y (t ) ytd (t ) + yxl (t )  Tìm PTĐT.  Giải PTĐT và suy ra ytd(t) .  Sơ kiện : Tìm đủ số sơ kiện cho bài toán  Xác định Ki :

Thể loại Tài liệu miễn phí Vật lý

Số trang 22

Ngày tạo 12/28/2020 11:36:17 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.62 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Giải tích mạch: Chương 4.2 - Đỗ Quốc Tuấ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Qui trình PP tích phân kinh điển  Giải mạch khi t < 0: Chỉ tìm uC(0-) và iL(0-)  Giải mạch khi t > 0: a) Tìm nghiệm xác lập : yxl(t) . b) Tìm nghiệm tự do: = y (t ) ytd (t ) + yxl (t )  Tìm PTĐT.  Giải PTĐT và suy ra ytd(t) .  Sơ kiện : Tìm đủ số sơ kiện cho bài toán  Xác định Ki : Dựa vào y(t) và sơ kiện , tính các hệ số Ki. Bài giảng Giải tích Mạch 2014 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  2. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Mạch cấp 1 R-C R t=0  Bài toán: Đóng nguồn áp DC vào iC(t) mạch R-C (tụ chưa tích điện) E0 C uC(t) ◦ Tìm đáp ứng quá độ uC(t), iC(t) ◦ Vẽ dạng uC(t), iC(t) Giải  t0 → uC (t ) = utd (t ) + u xl (t )  Khóa đóng, mạch xác lập DC→tụ hở mạch:→ u xl (t ) = E0 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  3. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Dùng sơ đồ đại số tìm nghiệm p → dạng nghiệm tự do R → I p (R + 1 pC )= 0 −t Ip 1 R+ 1 pC = 0 → p = RC −1 utd (t ) = Ke RC pC −t → uC (t ) =E0 + Ke RC (*)  Sơ kiện u= C (0 + ) u= C (0 − ) 0 (*) → K = − E0 −t Thời hằng τ = RC uC= (t ) E0 (1 − e RC ) Vẽ đồ thị, xác  Nghiệm quá độ −t định thời hằng i= C (t ) C= duC dt E0 R e RC Qui ước tqđ = 3τ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  4. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 E0 uC(t) E0 R Thời hằng τ = RC → uC (τ ) ≈ 0, 6318 E0 Qui ước tqđ = 3τ → uC (đtq ) ≈ 0, 95 E0 iC(t) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  5. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Mạch cấp 1 R-C t=0 R  Bài toán: Đóng nguồn áp AC vào iC(t) uC(t) mạch R-C (tụ chưa tích điện) e(t) C ◦ Tìm đáp ứng quá độ uC(t), iC(t) ◦ Vẽ dạng uC(t), iC(t) -∞ < t < +∞=e (t ) 20 cos(1000t + 45 0 ) [V ] R =Ω 200 ;C = 10 µ F Giải  t < 0 do tụ chưa tích điện nên uC = 0 → uC (0− ) = 0  t > 0 → uC (t ) = utd (t ) + u xl (t )  Khóa đóng, mạch xác lập AC→giải mạch phức Bài giảng Giải tích Mạch 2014 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  6. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 • 1 • 20∠450 200 Uc = E jωCR + 1 j2 +1 • • 20 E − j100 UC = ∠(450 − tan −1 2) = 4 5∠ − 18, 430 5 uCxl (t ) 4 5 cos(1000t − 18, 430 )  Dùng sơ đồ đại số tìm nghiệm p → dạng nghiệm tự do R → I p (R + 1 pC )= 0 −t Ip −500 t 1 R+ 1 pC =0 → p = −1 RC u= td (t ) = Ke Ke RC pC Bài giảng Giải tích Mạch 2014 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  7. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 Ke −500t 4 5 cos(1000t − 18, 430 ) (*) uC (t ) =+ + −  Sơ kiện u= C (0 ) u= C (0 ) 0 Thời hằng τ = RC (*) → K = −4 5 cos(−18, 43) = −8, 49 Vẽ đồ thị, xác  Nghiệm quá độ định thời hằng Qui ước tqđ = 3τ 0 t 0 0 t0 dt  0 [mA]  42, 45e 40 5 sin(1000t 18, 43 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  8. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 τ = 2ms T = 6, 28ms 0 t0 0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  9. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 τ = 10ms T = 6, 28ms 0 t0 0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  10. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Mạch cấp 1 R-L R t=0  Bài toán: Đóng nguồn áp DC vào iL(t) mạch R-L E0 L uL(t) ◦ Tìm đáp ứng quá độ uL(t), iL(t) ◦ Vẽ dạng uL(t), iL(t) Giải  t0 → iL (t ) = itd (t ) + ixl (t )  Khóa đóng, mạch xác lập DC→L ngắn mạch: E0 → ixl (t ) = CuuDuongThanCong.com R https://fb.com/tailieudientucntt
  11. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Dùng sơ đồ đại số tìm nghiệm p → dạng nghiệm tự do R → I p ( R + pL) = 0 Ip −R t pL R + pL = 0 → p = −LR itd (t ) = Ke L −R E0 t → iL (t ) = + Ke L (*) R E0  Sơ kiện iL= (0 ) iL= (0 ) 0 (*) → K = + −− −R R E0 t Thời hằng τ = L/R i= L (t ) (1 − e ) L R Vẽ đồ thị, xác  Nghiệm quá độ −R định thời hằng t uL= (t ) L= E0 e diL dt L Qui ước tqđ = 3τ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  12. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1 E0 E0 Qui ước tqđ = 3τ → iL (đtq ) ≈ 0, 95 R uL(t) E0 Thời hằng τ = RC → iL (τ ) ≈ 0, 6318 R E0 R iL(t) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  13. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Mạch cấp 1 R-C E0 t=0 R 0,63E0 0 t0 τ E0 t = t0 R 0,63E0 iC(t) 0 t < t0  E0 uC(t) uC (t ) =  − ( t − t0 ) C  E0 (1 − e RC ) t > t0 t0 τ+t0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  14. 4.2.1 Phân tích mạch quá độ cấp 1  Các bài toán phân tích như mạch cấp 1 i(t) a RTH i(t) a Mạch điện trở Cuộn cảm Cuộn cảm u(t) (hoặc tụ ETH u(t) (hoặc tụ & các nguồn điện) điện) b b  Thời hằng của mạch & nghiệm − ( t − t0 ) ◦ Điện dung τ = RTH C uC (= t ) u xl + K C e τ − ( t − t0 ) L ◦ Điện cảm τ = iL (t= ) ixl + K L e τ RTH Bài giảng Giải tích Mạch 2014 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  15. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  Mạch cấp 2 R-L-C R L t=0  Bài toán: Đóng nguồn áp DC vào iL(t) mạch R-L-C (tụ chưa tích điện) E0 uC(t) C ◦ Tìm đáp ứng quá độ uC(t), iL(t) ◦ Vẽ dạng uC(t), iL(t) Giải  t0 → uC (t ) = u xl (t ) + utd (t )  Nghiệm xác lập DC→tụ hở mạch: → u xl (t ) = E0 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  16. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  Dùng sơ đồ đại số tìm nghiệm p → dạng nghiệm tự do R pL → I p ( R + pL + 1 )= 0 IP pC UP 1 p + 2 R L p+ 1 LC = 0 ∆ =' R2 4 L2 − LC1 pC ∆’ > 0 p1,2 =− ± ∆ ' → utd (t ) = K1e + K 2 e R p1t p2t  2L → uC (t ) =E0 + K1e p1t + K 2e p2t (*)  Sơ kiện (*) → E0 + K1 + K 2 = 0 E0 p2 K1 = u=C (0 + ) u= C (0 − ) 0  u ' (0 +  C ) p1 K1 + p2 K 2 = 2 ∆' + −  ' + + + iL=(0 ) iL= (0 ) 0 =  C u (0 ) 1 =i C C (0 ) 1 i C L (0 ) K2 = − E0 p1 → p1 K1 + p2 K 2 = 0 2 ∆' CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  17. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  Mạch cấp 2 R-L-C L R > Rth = 2  Nghiệm quá độ C E0 uC(t) Thời gian quá độ ? E0 → uC (t ) =E0 + ( p2 e p1t − p1e p2t ) 2 ∆' Imax duC E0 = iC (t ) C= e p1t − e p2t  iC(t) dt 2L ∆ ' 1 p2 → t0 = ln 2 ∆ ' P1 t0 Bài giảng Giải tích Mạch 2014 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  18. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  ∆’ = 0 p1 = p2 = − R 2L → utd (t ) =( K1 + K 2t )e p1t → uC (t ) =E0 + ( K1 + K 2t )e p1t (*)  Sơ kiện (*) → E0 + K1 = 0 K1 = − E0 u=C + (0 ) u= C (0 ) 0−  u ' (0 +  C ) p1 K1 + K 2 =  ' + RE0 iL= + (0 ) iL= − (0 ) 0 =  C u (0 ) 1 =i C C (0 + ) 1 i C L (0 + ) K2 = − 2L → p1 K1 + K 2 = 0 −R t → uC (t ) =E0 − E0 (1 + 2RL t )e 2L (*) duC E0 −2 RL t = iC (t ) C= te dt L CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  19. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  Mạch cấp 2 R-L-C L = R R= th 2  Nghiệm quá độ C E0 uC(t) Thời gian quá độ ? −R t → uC (t ) =E0 − E0 (1 + 2RL t )e 2L duC E0 −2 RL t iC(t) = iC (t ) C= te dt L Bài giảng Giải tích Mạch 2014 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  20. 4.2.2 Phân tích mạch quá độ cấp 2  ∆’ < 0 p1,2 = − 2RL ± j −∆ ' = −α ± j β −α t → u=td (t ) Ke cos( β t + ϕ ) → uC (t ) =E0 + Ke −α t cos( β t + ϕ ) (*) (*) → E0 + K cos ϕ = 0  Sơ kiện u= + u= − −α K cos ϕ − β K sin ϕ uC' (0+ ) = C (0 ) C (0 ) 0  ' + + + (0+ ) iL= iL= (0− ) 0 =  C u (0 ) 1 =i C C (0 ) 1 i C L (0 ) → −α cos ϕ − β sin ϕ =0 α K cos ϕ = − E0 ϕ = − tan −1 β α − E0 K sin ϕ = E0 K= β cos ϕ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học