Các định luật cơ bản về mạch điện. 1. Định luật Kirchhoff 1 hay K1.

Hình 7: Chế độ xác lập và quá độ
a.Dòng điện một chiều; b. Dòng điện xoay chiều
3. Các định luật cơ bản về mạch điện. 3.1. Định luật Kirchhoff 1 hay K1.
Định luật Kirchhoff 1 còn đợc gọi là định luật Kirchhoff về dòng điện, đợc
phát biểu nh sau: Tổng đại số các dòng điện tại một nút bất kì bằng không.
=
n
i
Trong đó, nếu quy ớc dòng điện đi đến nút mang dấu dong+ thì dòng điện rời ra khỏi nút phải mang dấu âm - và ngợc lại.
Ví dụ: Viết phơng trình K1 tại nút sau:
áp dụng định luật Kirchhoff 1 tại nút K ta có.
i
1
- i
2
- i
3
= 0
Giáo trình môn Kĩ thuật điện tử 13
3.2. Định luật Kirchhoff 2 hay K2. Định luật này còn gọi là địn luật Kirchhoff về điện áp, đợc phát biểu nh
sau. Tổng đại số các điện áp trên các phần tử dọc theo tất cảc các nhánh
trong một vòng kín với chiều tuỳ ý bằng không.
=
v K
u
Nếu chiều mạch vòng đi từ cực + sang cực - của điện áp thì đieenj áp đó mang dấu dơng+, còn ngợc lại mang dấu âm -.
Ví dụ: Ta xét sơ đồ sau.
Hãy áp dụng định luật Kirchhoff 2 viết các phơng trình điện áp trong các vòng I và vòng II ở hình trên?
Bài làm Theo định luật Kirchhoff 2 phơng trình điện áp ở vòng I là:
u
1
-u
2
+ e
2
- e
1
=0 Theo định luật Kirchhoff 2 phơng trình điện áp ở vòng II là:
u
1
-u
3
+ e
3
- e
1
=0 Ta chuyển các sđđ về một phÝa ta cã:
u
1
-u
2
= e
1
- e
2
u
1
-u
3
= e
1
- e
3
Nh vËy ta cã thể viết lại phong trình trênh nh sau:
Trong đó u
pt _
là điện áp rơi trên các phần tử không phải là sđđ.
Giáo trình môn Kĩ thuật điện tử 14
Định luật Kirchhoff 2 đợc phát biểu lại nh sau: Đi theo một vòng kín với chiều tuỳ ý, tổng đại số các sụt áp trên các
phần tử bằng tổng đại số các sđđ. Trong đó, nếu chiều vòng đi từ cực tính dơng+ sang cực tính âm - của
điện áp thì điện áp đó mang dấu dơng+, còn ngợc lại mang dấu âm- và nếu chiều vòng đi từ cực tính âm- sang cực tính dơng+ của sđđ thì mang dấu d-
ơng+, còng ngợc lại mang dấu âm-.
Ta có thể viết điện áp trên các phần tử thông qua các biến của nhánh là:
Trong đó, chiều mạch vòng cùng chiều dơng dòng điện mang dấu dơng, cong ngợc lại mang dấu âm.
Ví dụ: Cho sơ đồ mạch một vòng kín sau.
Hãy viết phơng trình điện áp theo định luật Kirchhoff 2? Bài làm
áp dụng định luật Kirchhoff 2 ta có:
Định luật Kirchhoff 2 nói lên trính chất thế của mạch điện. Trong một mạch điện xuất phát tì một điểm theo một vòng kín cà trở lại vị trí xuất phát thì l-
ợng tăng thế bằng 0. Hai định luận Kirchhoff nói nên mối quan hệ dòng điện và điện áp trong
mạch điện để từ đó xây dựng các phơng pháp giải mạch điện.
Giáo trình môn Kĩ thuật điện tử 15
Bài tập chơng 1 Bài số 1:
Cho sơ đồ mạch sau:
Hãy xác định sơ đồ trên có bao nhiêu nhánh, bao nhiêu nút và bao nhiêu mạch vòng. Hãy nêu ra các nhánh gồm những phần tử nào? Các vòng qua nhánh
nào và các nuút là điểm gặp nhau của bao nhiêu nhánh.
Bài số 2: Cho sơ đồ mạch sau:
a. Mạch có boa nhiêu nhánh, bao nhiêu nút và bao nhiêu mạch vòng? b. Hãy nêu ra các nhánh gồm những phần tử nào? Các vòng qua các nhánh
nào và các nút là điểm gặp nhau của các nhánh nào? c. Hãy viết biểu thức điện áp trên các phần tử và các nhánh?
Bài số 3. Cho hai sơ đồ mạch sau:
Giáo trình môn Kĩ thuật điện tử 16
a. Giả thiết mỗi nhánh một dòng điện và xác định chiều dơng dòng điện trên các nhánh? Giả thiết về điện áp và chiều dơng điện áp trên các phần tử.
b. áp dụng dịnh luật Kirchhoff 1 và 2 để viết các phơng trình về dòng cho các nút và các phơng trình về điện áp cho các mạch vòng?
Bài số 4. Hãy tự vẽ một mạch điện gồm 3 nhánh mắc song song. Mỗi nhánh đều có
một sđđ và hai phần tử. a. Dùng hai định luật Kirchhoff để viết các phơng trình về dòng điện cho
các nút và các phong trình về điệnáp cho các mạch vòng? b. Từ các phơng trình ở câu a, hãy tìm ra hệ thức độc lập? một phơng trình
nào đó trong hệ suy ra từ các phơng trình khác của hệ
Bài số 5. Một hộ tiêu thụ gia đình sử dụng điện lới, nối dây dẫn bằng dây dẫn có
bọc cách điện và tiết diện mỗi dây là 3 mm
2
. Khoảng cách từ hộ tiêu thụ đến lới điện có điện áp 220V là 600m. Hộ tiêu thụ có phụ tải là hai bóng điện tròn, mỗi
bóng có công suất là 100W- 220V. Bỏ qua điện cảm đờng dây L
d
=0 và cho rằng điện trở suất của dây dẫn là 1 50
m mm
.
2
. Vẽ mô hình mạch điện và tính dòng điện chạy trên dây dẫn điện khi điện áp lới điện đầu nguồn là 220V.
Đáp số: I= 0,88A. Bài số 6.
Một máy phát điện một chiều khi không tải điện áp trên đầu cực U
o
= 230V. Khi tải có dòng điênh I= 20A, điwnj áp trên đầu cực U= 220V. Lập sơ đồ
thay thế cho máy phát điện. tính công suất nguồn phát ra, công suất tải tiêu thụ và công suất tổn hao trong máy phát.
Đáp số: 4600W; 4400W; 200W
Bài số 7.
Giáo trình môn Kĩ thuật điện tử 17
Để chế tạo một bếp điện công suất 600W, điện áp 220V ngời ta dùng dây điện trở tính. Tính:
a. Dòng điện bếp tiêu thụ. b. Điện trở của bếp.
c. Nếu dùng dây điện trở chiều dài 5m, điện trở suất ở nhiệt độ làm viêc
bằng 1,3.10
-6
m
thì đờng kính của dây dẫn bằng bao nhiêu?
Đáp số: 2,73 A; 80,6
; 0,32mm.
Chơng 2. Các linh kiện điện tử

1. Điện trở. Điện trở là một linh kiện thụ động, chúng có tác dụng cản trở dòng