Bài giảng Lý thuyết mạch 1 - Bài: Mạng hai cửa - Nguyễn Công Phương
Mạng hai cửa
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nội dung
• Thông số mạch
• Phần tử mạch
• Mạch một chiều
• Mạch xoay chiều
• Mạng hai cửa
• Mạch ba pha
• Quá trình quá độ
Mạng hai cửa
2
Giới thiệu (1)
• Cửa: một cặp điểm, dòng điện chạy vào một điểm và đi ra
khỏi điểm kia
• Các phần tử cơ bản, mạng Thevenin & Norton: mạng một
cửa
• Mạng hai cửa: mạng điện có 2 cửa riêng biệt
• Mạng hai cửa còn gọi là mạng bốn cực
• Nghiên cứu mạng hai cửa vì:
– Phổ biến trong viễn thông, điều khiển, hệ thống điện, điện tử, …
– Khi biết được các thông số của một mạng hai cửa, ta sẽ coi nó
như một “hộp đen” ý rất thuận tiện khi nó được nhúng trong
một mạng lớn hơn
Mạng hai cửa
3
Giới thiệu (2)
• Xét mạng hai cửa với nguồn kích thích xoay chiều
• Đặc trưng của một mạng hai cửa là một bộ thông số
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I ,
2
U ,
2
I ,
1
• Bộ thông số này liên kết 4 đại lượng
trong đó có 2 đại lượng độc lập
U1,
• Có 6 bộ (thông) số:
ꢀ
ꢀ
I1
I2
– Z
– Y
Mạng
tuyến
tính
ꢀ
ꢀ
U2
U1
– H
– G
ꢀ
ꢀ
– A
I2
I1
– B
Mạng hai cửa
4
Giới thiệu (3)
• 2 bài toán chính:
– Tính bộ thông số của mạng hai cửa
– Phân tích mạch có mạng hai cửa (đã cho sẵn bộ thông số)
Mạng hai cửa
5
Mạng hai cửa
• Các bộ thông số
– Z
– Y
– H
– G
– A
– B
• Quan hệ giữa các bộ thông số
• Phân tích mạch có mạng hai cửa
• Kết nối các mạng hai cửa
• Mạng T & П
• Tương hỗ
• Tổng trở vào & hoà hợp tải
• Hàm truyền đạt
Mạng hai cửa
6
Z (1)
ꢀ
ꢀ
I1
I2
• Còn gọi là bộ số tổng trở
Mạng
tuyến
tính
• Thường được dùng trong:
– Tổng hợp các bộ lọc
ꢀ
ꢀ
U2
U1
– Phối hợp trở kháng
ꢀ
ꢀ
I2
I1
– Mạng lưới truyền tải điện
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
Z Z
⎡ ⎤
⎡ ⎤
⎡ ⎤
U1
I1
I1
⎡
⎤
⎪
1
11 1
12 2
11
12
↔
=
= Z
[ ]
⎨
⎢ ⎥
ꢀ
⎢ ⎥
ꢀ
⎢ ⎥
ꢀ
⎢
⎣
⎥
⎦
ꢀ
ꢀ
ꢀ
Z21 Z22
U2
I2
I2
U = Z I + Z I
⎪
⎩
⎣ ⎦
⎣ ⎦
⎣ ⎦
2
21 1
22 2
Mạng hai cửa
7
Z (2)
ꢀ ꢀ
I1 I1
⎧
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎩
U1 U1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
Z = =
⎪
1
11 1
12 2
11
ꢀ ꢀ
ꢀ
ꢀ
⎨
⎧
ꢀ
U = Z I
I2 =0
⎪
1
11 1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→
→
2
21 1
22 2
⎨
ꢀ
ꢀ
ꢀ ꢀ
U = Z I
⎪
⎩
U2 U2
2
21 1
Z21 = =
ꢀ
ꢀ ꢀ
I2 = 0
I1 I1
ꢀ
I2 =0
ꢀ
ꢀ
I2 = 0
I1
ꢀ
I1
U
ꢀ1
Z11 =
ꢀ
ꢀ
U2
U1
ꢀ
U
ꢀ2
Z21 =
I1
Mạng hai cửa
8
Z (3)
ꢀ ꢀ
I2 I2
⎧
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎩
U1 U1
ꢀ ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
Z = =
⎪
1
11 1
12 2
12
ꢀ
ꢀ
⎨
⎧
ꢀ
U = Z I
I1 =0
⎪
1
12 2
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→
→
2
21 1
22 2
⎨
ꢀ
ꢀ
ꢀ ꢀ
U = Z I
⎪
⎩
U2 U2
2
22 2
Z22 = =
ꢀ
ꢀ ꢀ
I1 = 0
I2 I2
ꢀ
I1 =0
ꢀ
ꢀ
I1 = 0
I2
ꢀ
U
ꢀ1
Z12 =
Z22 =
I2
ꢀ
ꢀ
U1
U2
ꢀ
U
ꢀ2
I2
Mạng hai cửa
9
Z (4)
ꢀ
ꢀ
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
⎨
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
2
21 1
22 2
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I1 = 0
I2
I2 = 0
I1
ꢀ
I2
ꢀ
I1
U
U
ꢀ1
ꢀ1
Z12 =
Z22 =
Z11 =
Z21 =
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U1
U2
U2
U1
ꢀ
ꢀ
U
U
ꢀ2
ꢀ2
I2
I1
Mạng hai cửa
10
Z (5)
• Nếu Z11 = Z22 : mạng hai cửa đối xứng
• Nếu Z12 = Z21 : mạng hai cửa tương hỗ
• Có một số mạng hai cửa không có bộ số Z
Mạng hai cửa
11
Z (6)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I2 = 0
I1
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U1
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I1
U
ꢀ1
Z11 =
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I ꢀ=0
ꢀ
ꢀ
2
ꢀ
I2
I
U1 = (R + R2 )I1 = (10 + 20)I1 = 30I1
1
ꢀ1
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U1 30I1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z11 = = = 30Ω
2
21 1
22 2
ꢀ ꢀ
I1 I1
Mạng hai cửa
12
Z (7)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I2 = 0
I1
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U2
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I1
U
ꢀ2
Z21 =
ꢀ
I2 =0
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U2 = R2I1 = 20I1
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U2 20I1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z21 = = = 20Ω
2
21 1
22 2
ꢀ ꢀ
I1 I1
Mạng hai cửa
13
Z (8)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I1 = 0
I2
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U1
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I2
U
ꢀ1
Z12 =
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I1 =0
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U1 = R2I2 = 20I2
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U1 20I2
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z12 = =
= 20Ω
2
21 1
22 2
ꢀ ꢀ
I2 I2
Mạng hai cửa
14
Z (9)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I1 = 0
I2
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U2
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I2
U
ꢀ2
Z22 =
ꢀ
I1 =0
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U2 = (R2 + R3 )I2 = (20 + 30)I2 = 50I2
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U2 50I2
→ Z22 = =
ꢀ ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
= 50Ω
2
21 1
22 2
I2 I2
Mạng hai cửa
15
Z (10)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I1
I2
Z11 = 30Ω
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
Z21 = 20Ω
Z12 = 20Ω
Z22 = 50Ω
30 20
20 50
⎡
⎤
→ Z =
⎢
⎣
⎥
⎦
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
⎨
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
2
21 1
22 2
Mạng hai cửa
16
Z (11)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I1
I1
I2
I2
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
[Z]
[Z]
U2
U2
U1
U1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I2
I1
I1
30 20
⎡
⎤
⎥
→ Z = ?
→ Z =
⎢
⎣
20 50
⎦
Mạng hai cửa
17
Z (12)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I2 = 0
I1
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U1
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I1
U
ꢀ1
Z11 =
ꢀ
I2 =0
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U1 = (R + R2 )I1 = (10 + 20)I1 = 30I1
1
ꢀ1
ꢀ
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U1 30I1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z11 = = = 30Ω
2
21 1
22 2
ꢀ ꢀ
I1 I1
Mạng hai cửa
18
Z (13)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I2 = 0
I1
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U2
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I1
U
ꢀ2
Z21 =
ꢀ
I2 =0
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U2 = R2I1 = 20I1
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U2 20I1
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z21 = = = 20Ω
2
21 1
22 2
ꢀ ꢀ
I1 I1
Mạng hai cửa
19
Z (14)
VD1
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω; Tính bộ số Z.
ꢀ
ꢀ
I1 = 0
I2
ꢀ
ꢀ
I1
I2
ꢀ
U1
ꢀ
ꢀ
[Z]
U2
U1
ꢀ
I2
U
ꢀ1
Z12 =
ꢀ
ꢀ
ꢀ
Iꢀ1 =0
ꢀ
ꢀ
ꢀ
I2
I
ꢀ1
ꢀ
U1 = −R2I2 = −20I1
⎧
U = Z I + Z I
⎪
1
11 1
12 2
ꢀ
ꢀ
⎨
U1 −20I2
ꢀ
ꢀ
ꢀ
U = Z I + Z I
⎪
⎩
→ Z12 = =
= −20Ω
2
21 1
22 2
ꢀ
ꢀ
I2
I2
Mạng hai cửa
20
Tải về để xem bản đầy đủ
117 trang
16620
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lý thuyết mạch 1 - Bài: Mạng hai cửa - Nguyễn Công Phương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_ly_thuyet_mach_1_bai_mang_hai_cua_nguyen_cong_phuo.pdf
