- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Đề tài " Phương Pháp Máy Phát Tương Đương Định Lý Thevenin-Norton " pps
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (395.72 KB, 22 trang )
Phương Pháp Máy Phát Tương
Đương
Định Lý Thevenin-Norton
Giáo viên hướng dẫn: Trương Đình Tòa
Nhóm thực hiện: nhóm 5
Lê Anh Đức Phan Minh Tiến
Vũ Thanh Huy Lâm Hoàng Minh Tuấn
Hoàng Văn Hưng Nguyễn Thành Trung
Nguyễn Thị Ngọc Lan Phạm Thị Huyền Trang
Nguyễn Thị Mỹ Linh Nguyễn Thị Thanh Thảo
Lê Hoàng Anh Linh Lê Thị Cẩm Tú
Lê Thanh Nhẩn Lưu Đình Trác
Đàng Thị Kim Sắc
Nội Dung Trình Bày:
I. Định lý Thevenin-Norton
II. Phương Pháp
III. Các ví dụ
IV. Kết luận
I. Định lý Thevenin-Norton
1. Định lý: Một mạch điện phức tạp có
chứa nhánh a, b có thể coi là tương đương
một máy phát có suất điện động E bằng
hiệu điện thế đo được giữa a, b khi a, b hở
mạch và có điện trở nội r (trong) bằng điện
trở đo được giữa a, b khi thay tất cả các
suất điện động của mạch điện bằng điện
trở nội
I= a
1
ε
1
+a
2
ε
2
+………+a
n
ε
n
+bU(1)
2. Chứng minh định lý
Giả sử trên đoạn mạch a, b
có dòng điện có hướng chạy
ra khỏi a, có cuờng độ là I,
còn hiệu điện thế giữa a, b
là U
ab
=U
Ta có thể biểu diễn I là một
hàm tuyến tính thuần nhất
của U và của các suất điện
động trong mạch điện
Thật vậy: giả sử trong mạch điện có n ẩn số và có m nút mạng.
Theo định luật Kirchhoff thứ 1 chúng ta sẽ có m-1 phương
trình về nút mạng
Ngoài ra ta cũng sẽ có n +1- m phương trình về
mắc mạng
Với những mắc mạng không chứa nhánh a, b
chúng ta sẽ áp dụng định luật thứ 2 của Kirchhoff:
Giải các hệ số trong các phương trình (*)(**)(***)ta sẽ
có nghiệm
I= a
1
ε
1
+a
2
ε
2
+………+a
n
ε
n
+bU(1)
Trong đó a
1
a
2
… a
n
và b là các hệ số có thứ nguyên là
R
-1.
Do các hệ số (*)(**)(***) trong các phương trình
(*)(**)(***) không chứa các giá trị trong nhánh a, b
cho nên các hệ số a
1
a
2
… a
n
và b không phụ thuộc
vào các giá trị trong nhánh a,b.
Với những mắc mạng chứa đoạn mạch a, b ta sẽ viết
phương trình bằng định luật ohm tổng quát.
Xét 2 trường hợp
a/ Trường hợp 1: để hở mạch a, b thay
vào đó là một vôn kế có điện trở vô
cùng lớn để đo hiệu điện thế giữa a và
b và đặt giá trị này là E
Hiển nhiên lúc đó I=0
Từ (1) suy ra (do các hệ số không phụ
thuộc vào các giá trị trong nhánh a, b)
0= a
1
ε
1
+a
2
ε
2
+………+a
n
ε
n
+bE(2)
Lấy (1) – (2) ta có
I=b(U-E) (3)
b/ thay tất cả các suất điện động
trong mạch điện bằng điện trở nội
của chúng. Do đó ε
1
ε
2
…… ε
n
=0. Mắc vào nhánh a, b một
nguồn điện nào đó cung cấp cho
hiệu điện thế giữa a, b là U còn
cường độ dòng điện qua a, b là I
chạy vào a
Từ (1) suy ra
-I = 0 + bU
Đây chính là điện trở đo được
Giữa 2 đầu a, b
Thay b vào (3) ta được
U = E – Ir (4)
Biểu thức này chính là định luật Ohm cho đoạn
mạch a, b gồm có một nguốn có suất điện động
E, điện trở trong r cung cấp dòng điện cho
nhánh a, b
Như vậy lưỡng cưc hoạt động ở a, b tương
đương với một nguồn có suất điên động E và
điện trở trong r ( đã biết)
II. Phương pháp tiến hành:
Bước 1: tính giá trị của E
Để hở mạch a, b
Dùng vôn kế (R
v
= ∞) đo hiệu điện thế giữa a, b
U
ab
= E U
ab
> 0 cực dương mắc vào a
U
ab
< 0 cực dương mắc vào b
Bước 2: tính r (điện trở trong)
Thay tất cả các nguồn điện trong mạch điện
(không chứa nhánh a, b) bằng điện trở nội của
chúng.
Bước 3: Thay mạng điện ngoài bằng nguồn tương
đương(E,r)
III. Các ví dụ
1. Ví dụ 1
Cho mạch điện như hình vẽ
E
1
=12v, r
1
=1Ω, E
2
=10v, r
2
=1Ω,
R
1
= 5Ω , R
2
=3Ω
Tìm cường độ dòng điện qua R
x
khi R
x
đạt các giá trị sau:
R
x1
=1Ω , R
x2
=3Ω , R
x3
=7Ω
R
1
R
x
E
1
r
1
R
2
E
2
,r
2
Bài giải
phương pháp U- Thevenin:
Để tìm E
t
ta tháo bỏ R
x
và tìm U
AB
khi
mạch hở
Dòng điện do E
1
phát ra trong mạch kín
là:
I
1
= =
• Suy ra: U
AM
= I
1
R
2
= .3 = 4
•
• U
AB
= U
AM
+U
MB
= 4- 10 = -6
• Tức là E
t
= -6V và cực dương của nguồn nối
với cực B, cực âm nối với cực A.
M
R
1
E
1
,r
1
R
2
E
2
,r
2
A
A
B
4
3
E
1
r
1
+R
1
+R
2
4
3
• Ta tính điện trở trong tương đương r
t
bằng cách tính R
AB
sau
khi tháo R
x
sau khi tháo R
x
và cho E
1
, E
2
bằng 0.
• R
AB
= +1= 3
• Ta có mạch tương đương với nguồn (E
t
, r
t
)
• I
x
= =
• R
x1
= 1Ω→ I
1
= 1.5 A
• R
x2
= 3Ω→ I
2
= 1 A
• R
x3
= 7Ω→ I
1
= 0.6 A
6.3
6 3
t
x t
E
R r
3
t
x
E
R
R
1
A
r
1
r
2
M
B
V DUẽ 2
E
1
=12.5 v ; r
1
= 1
E
2
=8 v ; r
2
=0.5
R
1
=R
2
=5 ; R
3
=R
4
=2.5
R
5=
4 ;R
A
=0.5
Tớnh cửụứng ủoọ doứng ủieọn qua
Ampe
R
4
E
1
,r
1
R
1
R
5
E
2
,r
2
B D
A
C
R
2
R
3
A
1
1 5
12.5
1
1 7.5 4
BD
E
I
r R R
2 3 4
1
2 3 4
( ) 5(2.5 2.5)
5 7.5
5 2.5 2.5
BD
R R R
R R
R R R
5 1.25 6.25
CB
U V
Bước 1:Tính E ;Để hở mạch B,C nối vào vônkế
E
1
,r
1
R
5
R
3
R
4
R
2
R
1
B
A
C
D
Bước2 :Tính r
A
D
B
C
R
1
R
3
R
2
R
5
r
1
R
4
1
5 ; 2.5 1.25
2
AB CA
U V U V
Boỷ A,D ra khoỷi maùch (maùch cau caõn baống)
1 3
5 2.5
3.75
2 2
B C
R R
R
Tớnh I
A
2
2
6.25 3.75 0.5
6.25 8
3
0.5 3.75 0.5
CB BC A
A
A
E U V r R R
E E
I
r r R
E,r
A
E
2
r
2
IV. Kết luận
Qua những ví dụ trên chúng ta có thể rút ra
môt số những kết luận cho phương pháp máy
phát tương đương.
1. Ưu điểm
Khi gặp những bài toán có mạch điện phức
tạp mà đề bài chỉ yêu cầu tính cđdđ của một
nhánh nào đó thì phương pháp này đặc biệt
thuận lợi.
Phương pháp này còn đặc biệt thuận lợi khi
khảo sát cđdđ qua nhánh a, b có các giá trị
biến thiên.
2. Nhược điểm
Đối với những mạng điện phức tạp yêu cầu tính nhiều ẩn số
thì phương pháp này trở nên không thuận lợi và có thể dùng
các phương pháp khác.
Kết luận chung: không có một phương
pháp nào là tối ưu. Phương án nào cũng có
những thuận lợi và khó khăn của phương
pháp đó. Do đó tùy vào mạng điện và yêu
cầu của bài toán mà chúng ta nên áp dụng
phương pháp này hoặc phương pháp khác.
Đó là điều mà chúng ta nắm rõ.
