Câu hỏi, bài tập chương 7
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.98 MB, 190 trang )
Hình 7.4
Hình 7.5
2. Đặt điện áp hình chữ nhật (hình 7.5) vào mạch thuần cảm L = 0.01H. Tìm dòng điện
trong mạch, biết tần số 200rad / s .
3. Cho mạch điện như hình 7.6. Biết: r = 10, L = 10,
1
25 ,
C
u(t) 0,5 2 sin t 0, 4 2 sin 3t V . Hãy tính dòng điện tức thời i(t), giá trị dòng
điện hiệu dụng I và công suất tác dụng P trong mạch.
Hình 7.6
Hình 7.7
4. Cho mạch điện như hình 7.7. Tìm số chỉ của các đồng hồ đo (các đồng hồ đo coi là
lý tưởng, có ZA = 0, ZV = ). Biết: r = 10Ω, L = 1mH,
C = 1µF; u(t) sin10 4 t 0, 2sin 3.104 t V
5. Cho mạch điện như hình 7.8. Tính giá trị hiệu dụng của dòng điện và cơng suất tiêu
tán trong nhánh khơng có nguồn. Biết: r = 1000Ω, L = 10mH, C = 0,01µ,
e 2 sin105 t V , e0 1V (một chiều).
Hình 7.8
Hình 7.9
6. Cho mạch điện hình 7.9, biết: e 2 40 100 2 sin ωt V; e 5 50 2 sin 3ωt V;
134
r1 r2 r3 10 Ω; ωL 3 5 Ω ;
1
15 Ω; ωL 5 7 Ω ; r5 11 Ω . Tính dòng
ωC 4
điện qua nhánh 5 của mạch bằng phương pháp máy phát điện tương đương.
7. Cho mạch điện hình 7.10. Biết E 0 = 30V (một chiều), j 2 2 sin t A, r1 30 ,
L 2 20 ,
1
60 , L 2 40 . Tính số chỉ các đồng hồ đo (Các đồng hồ đo
C 2
coi là lý tưởng, có ZA = 0, ZV �).
Hình 7.10
Hình 7.11
8. Cho mạch điện hình 7.11. Biết: J = 3A (một chiều); e 100 2 sin t V ;
r2 r3 20 ; L1 20 ; L 2 40 ;
1
60 . Tính số chỉ các đồng hồ đo (Các
C1
đồng hồ đo coi là lý tưởng, có ZA = 0, ZV �).
9. Cho mạch điện như hình 7.12. Biết:
L 2 140 ; L3 70 ;
u 50 280 2 sin t V ; r1 50 ;
1
30 ; M 90 . Tính số chỉ các đồng hồ đo (Các
C3
đồng hồ đo coi là lý tưởng, có ZA = 0, ZV �).
Hình 7.12
Hình 7.13
10. Cho mạch điện như hình 7.13. Biết: u 50 280 2 sin t V ; r1 20 ;
L1 50 ; L 2 80 ;
1
80 ; M 30 M 90 . Tính số chỉ các đồng
C3
hồ đo (Các đồng hồ đo coi là lý tưởng, có ZA = 0, ZV �).
135
CHƯƠNG 8
MẠNG HAI CỬA (4 CỰC) TUYẾN TÍNH KHƠNG NG̀N
8.1. Khái niệm về mạng hai cửa (4 cực)
8.1.1. Khái niệm
Trong thực tế thường gặp những thiết bị điện có hai cửa (bốn cực) làm nhiệm
vụ nhận năng lượng, tín hiệu từ 2 cực này để truyền đạt sang 2 cực kia đưa đến cho
một bộ phận khác, ví dụ như một đường dây truyền tải điện từ nguồn điện (máy phát )
đến tải, một máy biến áp, một bộ khuếch đại nhằm tăng cường độ tín hiệu từ đầu vào
nhỏ đến đầu ra lớn để đáp ứng cho yêu cầu sử dụng... Nhiều thiết bị đo lường, điều
khiển, tính tốn gồm những khối ghép lại, mỗi khối thường có hai cửa (4 cực) thực
hiện một phép tác động nào đó lên tín hiệu ở cửa vào để cho một tín hiệu khác ở cửa
ra. Những mạch như vậy gọi là mạng hai cửa (4 cực).
Cửa 1 với các cực 1 – 1’ được nối với nguồn gọi là cửa vào.
Cửa 2 với các cực 2 – 2’ được nối với tải gọi là cửa ra
Chiều dương của điện áp và dòng điện được chọn như hình 8.1 để phù hợp với
chiều truyền tải năng lượng.
i1
1
i2
2
u2
u1
1'
2'
Hình 8.1
Mạng hai cửa do bốn cực tạo thành nên còn được gọi là mạng bốn cực.
8.1.2. Phân loại
- Theo tính chất các phần tử cấu thành mạng hai cửa được chia thành hai loại:
+ Mạng hai cửa tuyến tính là mạng hai cửa chỉ chứa các phần tử tuyến tính.
+ Mạng hai cửa phi tuyến: có ít nhất một phần tử phi tuyến.
- Theo quan điểm năng lượng ta phân mạng hai cửa được chia thành hai loại:
+ Mạng hai cửa có nguồn (tích cực) là mạng hai cửa bên trong có chứa nguồn và các
nguồn có khả năng đưa được năng lượng ra ngoài.
+ Mạng hai cửa khơng có nguồn (thụ động) là mạng hai cửa khơng chứa nguồn hoặc
có nguồn nhưng các nguồn đó triệt tiêu nhau khiến năng lượng khơng có khả năng
đưa ra ngồi.
136
Trong chương này ta nghiên cứu mạng hai cửa tuyến tính khơng nguồn. Vấn đề
nghiên cứu q trình truyền tải của mạng hai cửa được quy về việc xét quan hệ giữa
&,&
& ,&
I ,U
I ). Do đầu vào và đầu ra
bốn đại lượng xác định trạng thái ở các cửa 1 và 2 ( U
1
1
2
2
nối vào hai phần tử tùy ý nên mạng hai cửa lúc này như một mạch điện có hai phần tử
& AY
& BZ
& C . Với những cặp biến chọn khác nhau sẽ có những
biến thiên dạng X
&,&
& ,&
I ,U
I nên ta có thể tổ hợp
dạng phương trình trạng thái khác nhau. Vì có 4 biến U
1
1
2
2
được 6 cặp quan hệ khác nhau ứng với 6 dạng phương trình trạng thái của mạng hai
cửa. Tùy bài tốn cụ thể sẽ chọn dùng dạng nào cho thuận tiện.
8.2. Hệ phương trình dạng A của mạng hai cửa
8.2.1. Hệ phương trình trạng thái dạng A
&,&
& &
Hệ phương trình biểu diễn quan hệ giữa các biến (U
1 I1 ) theo (U 2 , I 2 ) gọi là hệ
phương trình trạng thái dạng A.
Xét mạng hai cửa tuyến tính như trên hình 8.3, ta viết được quan hệ của các biến
&,&
& ,&
(U
I ) ở cửa 1 theo các biến (U
I ) ở cửa 2.
1
1
2
2
& A U
&
&
�
�U
1
11 2 A12 I 2 A13
�
&
& A &
I1 A 21U
�
2
22 I 2 A 23
& ,&
Trong đó các hệ số của (U
2 I 2 ) được gọi là
các thông số Aik; Aik chỉ phụ thuộc vào kết cấu và
thông số của các phần tử bên trong mạng, đó là những thơng số đặc trưng của mạng
hai cửa.
Đối với mạng hai cửa tuyến tính khơng nguồn, khi ngắn mạch các cửa:
&U
& 0 , ta có: &
U
I1 &
I 2 0 → các hệ số A13 = A23 = 0, vậy ta có hệ phương trình
1
2
trạng thái dạng A của mạng hai cửa tuyến tính khơng nguồn:
& A U
&
&
�
�U
1
11 2 A12 I 2
�
&
& A I&
I1 A 21U
�
2
22 2
(A)
(8.1)
8.2.2. Ý nghĩa của các thông số Aik
- Các thông số Aik đặc trưng cho sự truyền đạt của mạng hai cửa. Biết chúng có
&, &
&,&
I ,U
I ) theo hai lượng còn lại.
thể tìm được hai trong bốn đại lượng (U
1
1
2
2
- Hai mạng hai cửa có kết cấu khác nhau nhưng có các thơng số A ik tương ứng
bằng nhau thì tương đương nhau về mặt truyền đạt năng lượng và tín hiệu điện từ từ
cửa vào đến cửa ra.
- Các thông số Aik phụ thuộc vào kết cấu của mạng hai cửa, chúng là những hàm
phức của tần số.
- Để thấy rõ ý nghĩa định lượng và thứ nguyên của A ik ta xét các chế độ đặc biệt
(ngắn mạch và hở mạch) ở cửa 2:
137
