Chương 1 Những Khái Niệm Cơ Bản Về Mạch Điện.pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.59 MB, 76 trang )
CHƯƠNG 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ
BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN
1.1. MẠCH ĐIỆN VÀ MƠ HÌNH:
1.1.1. Mạch điện:
Mạch điện là 1 hệ thống gồm các phần
tử nối với nhau bằng các dây dẫn tạo thành
các vịng kín trong đó dịng điện có thể chạy
qua mạch.
Mạch điện gồm 2 phần tử chính:
- Nguồn
- Phụ tải.
VD: Cho mạch điện như hình 1.1 sau:
Nguồn điện: Máy phát (MF)
Tải: Gồm: Bóng đèn, Động cơ (ĐC)
1.1.1. Mạch điện:
a. Nguồn điện :
là các phần tử dùng để cung cấp năng
lượng điện hoặc tín hiệu điện cho mạch.
VD: Máy phát điện (biến đổi cơ năng
thành điện năng). Pin, acquy (biến đổi hóa
năng thành điện năng), . . .
1.1.1. Mạch điện:
b. Phụ tải :
là thiết bị nhận năng lượng điện hay tín
hiệu điện các vịng kín trong đó dịng điện
có thể chạy qua mạch.
VD: Động cơ điện (biến đổi điện năng thành
cơ năng): Quạt điện. Bóng đèn điện (biến
đổi điện năng thành quang năng). Bàn ủi
điện, bếp điện, … (biến đổi điện năng thành
quang năng)
1.1.2. Mơ hình mạch điện:
Mạch điện gồm nhiều phần tử. khi làm
việc nhiều hiện tượng điện xảy ra trong
phần tử. khi tính tốn người ta thay thế
mạch điện thực bằng mơ hình mạch. Mơ
hình mạch gồm nhiều phần tử lý tưởng đặc
trưng cho quá trình điện từ trong mạch và
được nối ghép với nhau tùy theo kết cấu
của mạch.
1.1.2. Mơ hình mạch điện:
1.2. CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ ĐẶC
TRƯNG TÍNH CHẤT MẠCH ĐIỆN:
1.2.1. Điện áp :
- Điện áp trên 2 đầu của 1 phần tử là công
cần thiết làm dịch chuyển 1 đơn vị điện tích
(coulomb) qua phần tử đó. Ký hiệu là u, Đơn
vị là vôn (V).
- Điện thế chênh lệch (hay còn gọi hiệu điện
thế) giữa 2 điểm A và B được định nghĩa là:
uAB = uA – uB
(1.1)
Trong đó :
+ uAB : Hiệu điện thế giữa 2 điểm A và B.
+ uA : Điện thế tại điểm A.
+ uB : Điện thế tại điểm B.
1.2.1. Điện áp :
A
+
u
B
-
A
B
u
Hình 1.2: Phương pháp biểu diễn điện áp trên
phần tử tải
- Lưu ý: Chiều điện áp quy ước là chiều từ
điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế
thấp và uAB = - uBA
1.2.1. Điện áp : Phần tử thực của nguồn áp
1.2.2. Dòng điện :
- Dòng điện là dòng chuyển dời có
hướng của các điện tích (điện tích là hạt
mang điện). Ta có cơng thức :
dq
i(t)
dt
(1.2)
trong đó:
+ i : Dịng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ q : Điện tích, đơn vị là Coulomb (C).
+ t : Thời gian, đơn vị thường là giây (s).
1.2.2. Dòng điện :
1.2.2. Dịng điện :
i
i
Hình 1.3: Phương pháp biểu diễn dịng điện trên
phần tử mạch điện
- Lưu ý : Chọn chiều dòng điện tùy ý. Chiều
dòng điện ký hiệu bằng mũi tên gọi là chiều
dương của dòng điện.
1.2.3. Công suất:
- Khi một phần tử của mạch điện có
điện áp giữa hai đầu là u và dịng qua phần
tử là i, khi đó ta có cơng suất P của phần tử
được định nghĩa là :
P(t) = u(t).i(t)
(1.3)
trong đó:
+ P : Công suất, đơn vị là Watt (W).
+ i : Dòng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ u : Điện áp, đơn vị là Vôn (V).
1.2.3. Công suất:
- Chúng ta cần chú ý thêm qui ước dấu như
sau cho công suất :
i
i
u
P = u.i > 0
u
P = u.i < 0
Hình 1.3: Hình vẻ mơ tả trạng thái phát và thu
năng lượng trên phần tử mạch điện.
Nghĩa là:
+ P > 0 : Phần tử tiêu thụ công suất.
+ P < 0 : Phần tử phát ra công suất.
1.2.4. Điện năng:
t
t
W P(t)dt u(t).i(t)d t
t0
(1.4)
t0
trong đó:
+ W : Điện năng, đơn vị là Joule (J).
+ P : Công suất, đơn vị là Watt (W).
+ i : Dòng điện, đơn vị là Ampe (A).
+ u : Điện áp, đơn vị là Vôn (V).
+ t : Thời gian, đơn vị thường là giây (s).
1.3. CẤU TRÚC CỦA MẠCH ĐIỆN:
1.3. CẤU TRÚC CỦA MẠCH ĐIỆN:
* Nhánh : Là bộ phận của mạch điện gồm
một hay nhiều phần tử nối tiếp nhau trên
đó có cùng dịng điện chạy qua (các phần
tử có thể là phần tử nguồn hay phần tử
tải).
* Nút : Là giao điểm của tối thiểu 3 nhánh .
* Vòng : Là tập hợp của nhiều nhánh tạo
thành hệ thống kín và nó có tính chất là
nếu bỏ đi 1 nhánh bất kỳ thì tập hợp cịn
lại khơng tạo thành vịng kín nữa.
VD: Cho mạch điện như hình 1.4 sau:
i1
R1
R2
i2
i5
R3
R4
-
-
i3
e2
R5
+
+
e1
i4
i6
R6
Hãy xác định số nhánh, nút và vòng?
* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Có 6 nhánh:
i1
R1
R2
+ Nhánh 1: e1 và R1
nối tiếp.
-
+ Nhánh 6: R6
i3
e2
R5
R4
R3
i6
R6
i4
-
+ Nhánh 5: R5
e1
+
+ Nhánh 4: R4
i5
+
+ Nhánh 2: e2 và R2
nối tiếp.
+ Nhánh 3: R3
i2
* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Nút: có 4 nút:
i1
+ Nút A: gồm : nhánh
1; 2; 5.
A
R2
i2
i5
i3
i6
e2
R5
R4
R3
C
R6
i4
-
e1
+
+
-
+ Nút B: gồm : nhánh
1; 3; 6.
+ Nút C: gồm : nhánh
B
3; 4; 5.
+ Nút D: gồm : nhánh
1; 4; 6.
R1
D
* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Vịng: có 7 Vịng:
i1
+ Vịng I: gồm: nhánh
1; 3; 5.
R2
i2
i5
i3
i6
(IV)R5 (II) e2
R4
R3
(III)
R6
i4
-
e1 (I)
+
+
-
+ Vòng II: gồm: nhánh
2; 4; 5.
+ Vòng III: gồm: nhánh
3; 4; 6.
+ Vòng IV: gồm: nhánh
1; 2; 3; 4.
R1
* Từ mạch điện ta có kết quả sau:
- Vịng: có 7 Vịng:
i1
+ Vịng V: gồm nhánh
:
1; 4; 5; 6.
R2
i2
(VI)
e2
R4
i4
i5
(V)
i3
R3
R5
(VII)
i6
R6
-
e1
+
+
-
+ Vòng VI: gồm :
nhánh 2; 3; 4; 5.
+ Vòng VII: gồm :
nhánh 1; 2; 6.
R1
