Chức năng năng lượng trong lý thuyết mạch. Cơ sở lý thuyết về mạch điện. Phần tử tích cực trong lý thuyết mạch điện

1 Danh sách các chữ viết tắt và biểu tượng.................................. 2

2 Tác vụ đang bật bài tập................................................................. 3

3 Sơ đồ thay thế phức tạp.................................................................. ...................... 6

4 Tính dòng điện theo định luật Kirchhoff................................................................. .......... 9

5 Tính toán dòng điện theo MKT và KUP........................................... ............................ mười một

5.1 Tính toán dòng điện bằng MKT....................................................... ............................ mười một

5.2 Tính toán dòng điện theo CBM................................................................. .......... 13

5.3 So sánh dòng điện trong các nhánh mạch................................................................. ............ 15

6 Tính toán điện áp trên các phần tử mạch thụ động................................. 16

7 Kiểm tra hiệu suất cân bằng công suất.................................................. ............ 17

8 Vẽ đồ thị biến đổi thế phức.................................. 18

10 Danh sách tài liệu tham khảo.................................................................. ........... 19

11 Phụ lục 1................................................................. .................................... 20

12 Phụ lục 2................................................................. .................................................... 21

13 Phụ lục 3................................................................. .................................................... 22

1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ CÔNG ƯỚC

HUYỀN THOẠI:

MCT - phương pháp hiện tại vòng lặp.

MUP - phương pháp điện thế nút.

KDZ - giá trị hiệu quả phức tạp.

2 Bài tập cho môn học.

Mục đích của công việc này là phân tích mạch điện của dòng điện hài.

1 Đối với đồ thị EC cho trước (Hình 1), hãy mô tả sơ đồ mạch điện mạch cho các giá trị tức thời;

2 Vẽ mạch tương đương phức tạp;

3 Dựa vào định luật Kirchhoff, xây dựng hệ phương trình tính giá trị hiệu dụng phức của dòng điện trong tất cả các nhánh của mạch;

4 Định nghĩa phức chất giá trị hiệu quả dòng điện nhánh trên MKT và MUP.

Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng.

5 Kiểm tra việc đáp ứng điều kiện cân bằng công suất trong mạch;

6 Để chia tỷ lệ, hãy vẽ đồ thị về sự thay đổi điện thế phức dọc theo đường viền bên ngoài của mạch điện.

Hình 1. Đồ thị mạch mở rộng.

1	1"	1""	2	2"	2""	3	3"	3""
R1	L1	C1	R2	--	C2	R3	L3	C3
4	4"	4""	5	5"	5""	6	6"	6""
-e 4	R4	L4	J5	R5	C5	--	L6	C 6

Bảng 1. Các phần tử nhánh.

Hình 2. Mạch điện.

Các phần tử hiển thị trong sơ đồ được tính toán dựa trên số tùy chọn và số nhóm. Trong trường hợp của tôi, n=18, m =1 (vì Tùy chọn là 18 và nhóm là 9011).

Giá trị nguồn tức thời được tính như sau:

3 Sơ đồ thay thế phức tạp.

Một bước cần thiết trong tính toán mạch điện phức tạp Dòng điện xoay chiều là hình ảnh của một mạch tương đương phức tạp. Trong sơ đồ này, các phần tử phản kháng được thay thế bằng các điện trở phức tạp, nguồn điện áp (hoặc dòng điện) có giá trị tức thời.

Hình 3. Mạch tương đương phức tạp.

4 Tính dòng điện theo định luật Kirchhoff.

Hãy xác định chiều dòng điện tùy ý trong các nhánh của mạch:

Hình 4. Chiều dương của dòng điện.

Để tính toán sử dụng định luật Kirchhoff, cần biết giá trị hiệu dụng của các nguồn. Giá trị hiệu quả phức tạp có thể được tính bằng công thức /1/:

Hãy tính toán chúng:

Ta thu được hệ phương trình:

Để tính hệ phương trình chúng ta sẽ sử dụng chương trình - MathCAD 2000 Professional. Bản in quyết định được đính kèm tại Phụ lục 1.

Giải hệ phương trình:

5 Tính toán dòng điện sử dụng Phương pháp dòng điện vòng và Phương pháp thế năng nút.

5.1 Tính toán dòng điện bằng phương pháp dòng điện vòng.

Bản chất của phương pháp này là thay vì dòng điện thực tế trong các nhánh của mạch, người ta tìm thấy dòng điện vòng. Phương pháp này dựa trên định luật thứ hai của Kirchhoff. Tuy nhiên, không giống như cách tính dòng điện theo Kirchhoff thứ nhất và thứ hai phương pháp này cho phép bạn giảm số lượng phương trình.

Trước hết, hãy đặt hướng tùy ý của dòng điện trong vòng:

Hình 5. Chiều dương của dòng điện vòng.

Hãy tạo một hệ phương trình theo định luật thứ hai của Kirchhoff, có tính đến các giá trị hiệu dụng của emf:

Để tính hệ phương trình chúng ta sẽ sử dụng chương trình - MathCAD 2000 Professional. Bản in quyết định được đính kèm tại Phụ lục 2.

Sau khi xác định chiều của dòng điện, như trong lời giải theo định luật Kirchhoff (xem Hình 4), chúng ta thu được các giá trị dòng điện sau:

5.2 Phương pháp điện thế nút.

Định nghĩa 1

Lý thuyết về mạch điện được coi là một tập hợp các định luật tổng quát nhất được sử dụng để mô tả các quá trình trong mạch điện.

Lý thuyết về mạch điện dựa trên hai tiên đề:

giả định ban đầu của lý thuyết về mạch điện (ngụ ý rằng trong bất kỳ thiết bị điện tất cả các quá trình có thể được mô tả bằng các khái niệm như “điện áp” và “dòng điện”);
giả định ban đầu của lý thuyết về mạch điện (giả sử cường độ dòng điện tại một điểm bất kỳ trên tiết diện dây dẫn sẽ như nhau, còn hiệu điện thế giữa hai điểm lấy trong không gian sẽ thay đổi theo quy luật tuyến tính).

Các khái niệm cơ bản trong lý thuyết mạch điện

Mạch điện gồm có:

nguồn hiện tại (máy phát điện);
người tiêu dùng Năng lượng điện từ(máy thu).

Lưu ý 1

Nguồn là thiết bị tạo ra dòng điện và điện áp. Các thiết bị như vậy có thể là các thiết bị như pin, máy phát điện, tập trung vào việc chuyển đổi các loại khác nhau năng lượng (hóa học, nhiệt, v.v.) thành điện năng.

Lý thuyết về mạch điện dựa trên nguyên tắc mô hình hóa. Đồng thời, các mạch điện thực tế được thay thế bằng một số mô hình lý tưởng hóa, bao gồm các phần tử được kết nối với nhau.

Định nghĩa 2

Trong trường hợp này, các phần tử được hiểu là những mô hình lý tưởng hóa các thiết bị khác nhau, mà các đặc tính điện nhất định được quy cho, hiển thị với độ chính xác nhất định các hiện tượng xảy ra trong các thiết bị thực.

Phần tử thụ động trong lý thuyết mạch điện

Các phần tử thụ động trong lý thuyết mạch điện bao gồm điện trở, đại diện cho nó yếu tố lý tưởng hóa, sẽ đặc trưng cho sự biến đổi năng lượng điện từ thành một số loại năng lượng khác, ngụ ý rằng nó chỉ có đặc tính tiêu tán năng lượng không thể đảo ngược. Một mô hình mô tả toán học các đặc tính của điện trở được xác định theo định luật Ohm:

Ở đây $R$ và $G$ là các tham số của phần mạch, tương ứng được gọi là điện trở và độ dẫn.

Công suất tức thời đi vào điện trở:

Định nghĩa 3

Một phần tử thực có tính chất gần bằng điện trở được gọi là điện trở.

Độ tự cảm được coi là một phần tử lý tưởng hóa của mạch điện đặc trưng cho năng lượng từ trường, được lưu trữ trên mạng. Điện dung được coi là một phần tử lý tưởng hóa của mạch điện đặc trưng cho năng lượng của điện trường.

Phần tử tích cực trong lý thuyết mạch điện

Các yếu tố hoạt động trong lý thuyết mạch điện bao gồm nguồn emf. Nguồn dòng lý tưởng, hay máy phát dòng điện, là nguồn năng lượng mà dòng điện của nó không phụ thuộc vào điện áp ở các cực của nó.

Trong trường hợp điện trở của mạch nối với nguồn điện lý tưởng tăng không giới hạn, thì công suất mà nó phát triển và theo đó, điện áp ở các cực của nó cũng sẽ tăng vô hạn. Nguồn dòng điện hữu hạn được mô tả dưới dạng nguồn lý tưởng với kết nối song song sức đề kháng nội tại.

Điều quan trọng là các cực đầu vào của nguồn điều khiển bằng điện áp phải hở, trong khi các cực đầu vào của nguồn điều khiển bằng dòng điện phải được nối tắt.

Có 4 loại nguồn phụ thuộc:

nguồn điện áp được điều khiển bằng điện áp (VNC);
nguồn điện áp được điều khiển bởi dòng điện (INUT);
nguồn hiện tại, điều khiển điện áp(ITUN);
một nguồn hiện tại được điều khiển bởi dòng điện (ITUT).

Trong INUN, điện trở đầu vào sẽ lớn vô cùng và điện áp đầu rađược liên kết với đẳng thức đầu vào $U_2=HUU_1$, trong đó $HU$ là hệ số truyền điện áp. INUN được coi là bộ khuếch đại điện áp lý tưởng.

Trong INC, dòng điện đầu vào được điều khiển bởi điện áp đầu ra $U_2$, trong khi độ dẫn đầu vào cực lớn:

Trong đó $HZ$ là điện trở chuyển giao.

Trong ITUN, dòng điện đầu ra $I_2$ được điều khiển tương ứng bởi điện áp đầu vào $U_1$ và $I_1=0$ và dòng điện $I_2$ liên quan đến $U_1$ bởi đẳng thức $I_2=HYU_1$, trong đó $HY $ là độ dẫn truyền.

Trong ITUT, dòng điều khiển là $I_1$ và dòng điều khiển là $I_2$. $U_1=0$, $I_2=HiI_1$, trong đó $Hi$ là hệ số chuyển hiện tại. ITUT giới thiệu bộ khuếch đại lý tưởng hiện hành

Mục đích dạy học môn học là để sinh viên nghiên cứu lý thuyết về các mạch điện khác nhau nhằm giải quyết các vấn đề truyền dẫn, xử lý và phân phối tín hiệu điện trong hệ thống thông tin liên lạc. Bộ môn cần đảm bảo hình thành nền tảng kỹ thuật chung để đào tạo các chuyên gia tương lai trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông và hệ thống truyền thông, đồng thời tạo ra cơ sở cần thiếtđể thành công trong việc nắm vững các môn học đặc biệt tiếp theo của chương trình giảng dạy. Nó phải góp phần phát triển khả năng sáng tạo của sinh viên, khả năng hình thành và giải quyết các vấn đề thuộc chuyên ngành đang nghiên cứu, khả năng vận dụng sáng tạo và nâng cao kiến thức một cách độc lập. Những mục tiêu này đạt được trên cơ sở cơ bản hóa, tăng cường và cá nhân hóa quá trình học tập thông qua việc giới thiệu và sử dụng hiệu quả thành tựu của công nghệ thông tin liên lạc. Kết quả của việc học môn này, sinh viên phải phát triển kiến thức, kỹ năng và khả năng cho phép họ phân tích độc lập các mạch điện khác nhau của thiết bị thông tin liên lạc.

Nhiệm vụ chính của việc nghiên cứu OTC là cung cấp cho sinh viên sự hiểu biết toàn diện về biểu hiện trường điện từ trong các mạch điện làm cơ sở nhiều thiết bị khác nhau công nghệ thông tin liên lạc. Các mục tiêu khác của việc nghiên cứu OTC là: đồng hóa phương pháp hiện đại phân tích, tổng hợp và tính toán các mạch điện cũng như các phương pháp mô hình hóa và nghiên cứu chế độ khác nhau mạch điện trên máy tính cá nhân.

OTC là môn học đầu tiên trong đó sinh viên học những kiến thức cơ bản về xây dựng, chuyển đổi và tính toán các mạch điện của thiết bị thông tin liên lạc. Nó là nơi giao thoa của các môn học cung cấp những kiến thức cơ bản và đào tạo đặc biệt sinh viên. Khi học môn này, lần đầu tiên sinh viên làm quen với nguyên lý hoạt động, phương pháp phân tích và tổng hợp các mạch điện đang được xem xét. Kiến thức và kỹ năng mà sinh viên thu được là cần thiết cho cả việc vận hành thành thạo thiết bị thông tin liên lạc và phát triển các thiết bị liên quan đến truyền và xử lý tín hiệu.

Bakalov V.P., Dmitrikov V.F., Kruk B.I. Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết mạch: Sách giáo khoa đại học; Ed. V.P. Bakalova. Tái bản lần thứ 2, đã sửa đổi. và bổ sung M., Đài phát thanh và truyền thông, 2000, 592 tr.
Beletsky A.F. Lý thuyết mạch điện tuyến tính. St.Petersburg, Lan, 2009, 544 tr.
Bessonov L.A. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật điện. Ed. LA Bessonova. M., trường sau đại học, 1980, 472 trang.
Popov V.II. Cơ sở lý thuyết mạch điện. M., Trường Cao Đẳng, 1985, 496 tr.
Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết mạch: Sách giáo khoa đại học / G.V. Zeweke, P.A. Ionkin, A.N. Netushil, S.V. Strakh. M., Energoatomizdat, 1989, 528 tr.
Shebes M.R., Kablukova M.V. Sách bài tập lý thuyết mạch điện tuyến tính. M., Trường Cao Đẳng, 1986, 596 tr.
Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết mạch: kiểm tra đánh giá thành tích học tập và chất lượng đào tạo \ Dmitriev V.N., Zelinsky M.M., Semenova T.N., Uryadnikov Yu.F., Shashkov M.S. Ed. Yu.F. Uryadnikov. M., Đường dây nóng. Viễn thông, 2006, 240 tr.

Danh sách tài liệu bổ sung:

Atabekov G.I. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật điện. Mạch điện tuyến tính. St.Petersburg, Lan, 2009, 592 tr.
Atabekov G.I. Cơ sở lý thuyết mạch điện. St.Petersburg, Lan, 2009, 432 tr.
Baskakov S.I. Mạch vô tuyến và tín hiệu: Sách giáo khoa. cho các trường đại học cho các mục đích đặc biệt "Kỹ thuật vô tuyến". M., Trường Cao Đẳng, 1988, 448 tr.
Biryukov V.N., Popov V.P., Sementsov V.I. Tổng hợp các bài toán về lý thuyết mạch điện. M., Trường Cao Đẳng, 1990, 238 tr.
Danilov J1.B. và những lý thuyết khác Lý thuyết mạch điện phi tuyến L.V. Danilov, P.N. Mathanov, E.S. Filippov. L., Energoatomizdat, 1990, 256 tr.
Dobrotvorsky I.N. Lý thuyết mạch điện: Sách giáo khoa các trường kỹ thuật. M., Đài phát thanh và truyền thông, 1990, 472 tr.
Tổng hợp các vấn đề trên cơ sở lý thuyết kỹ thuật điện. Ed. L. A. Bessonova. M., Trường Cao Đẳng, 1980, 472 tr.
Lý thuyết về mạch điện. Phần I. / Ed. Yu.F. Uryadnikov. Hướng dẫn/ MTUSI. M., 1999, 66 tr.
Lý thuyết về mạch điện. Phần II. / Ed. Yu.F. Uryadnikov. Sách giáo khoa / MTUSI. M., 2000, 64 tr.
Lý thuyết về mạch điện. Phần 111. / Ed. Yu.F. Uryadnikov. Sách giáo khoa / MTUSI. M., 2001, 66 tr.
Frisk V.V. Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết mạch điện/Sách giáo khoa. M., IP RadioSofg, 2002, 288 tr.
Frisk V.V., Logvinov V.V. Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết mạch, nguyên tắc cơ bản của thiết kế mạch, máy thu sóng vô tuyến. Xưởng thí nghiệm TRÊN máy tính cá nhân. M., SOLON-Press, 2008, 608 tr.

Lý thuyết mạch điện

Đề tài lý thuyết mạch điện là nghiên cứu về các mô hình tổng quát nhất mô tả các quá trình xảy ra trong tất cả các thiết bị điện. Lý thuyết về mạch điện dựa trên hai tiên đề:

Giả định ban đầu của lý thuyết về mạch điện. Tất cả các quá trình trong bất kỳ thiết bị điện nào đều có thể được mô tả bằng hai khái niệm: dòng điện và điện áp.
Giả định ban đầu của lý thuyết về mạch điện. Dòng điện tại bất kỳ điểm nào trong tiết diện của bất kỳ dây dẫn nào đều bằng nhau và điện áp giữa hai điểm bất kỳ trong không gian thay đổi theo định luật tuyến tính.

Dòng điện là giới hạn của tỷ số giữa lượng điện được truyền bởi các hạt tích điện qua một bề mặt nhất định trong một khoảng thời gian nhất định với khoảng thời gian này, khi nó có xu hướng bằng không.

Giả sử điện tích và thời gian là liên tục, chúng ta có thể chuyển từ giới hạn sang đạo hàm. Kích thước hiện tại:

= Cl −1 =

Điện áp là giới hạn của tỷ lệ giữa lượng năng lượng cần thiết để truyền một lượng điện nhất định từ điểm này sang điểm khác trong không gian với lượng điện này khi nó có xu hướng bằng không. Đẳng thức cuối cùng được viết dưới giả định rằng năng lượng và điện tích là những đại lượng liên tục. Kích thước điện áp:

= JCl −1 =

Các định nghĩa xuất phát từ các khái niệm cơ bản:

Năng lượng là thước đo khả năng thực hiện công của một vật. Kích thước của nó:

1 = J =

Công suất là tốc độ thay đổi năng lượng theo thời gian. Kích thước sức mạnh:

= J −1 = = W

Bây giờ chúng ta hãy giới thiệu khái niệm về các phần tử của mạch điện. Các phần tử là các thiết bị lý tưởng hóa có hai hoặc nhiều thiết bị đầu cuối, tất cả các quá trình điện từ trong đó có thể được mô tả với độ chính xác đủ để thực hành chỉ ở các khái niệm cơ bản (dòng điện và điện áp). Các phần tử là: tuyến tính và phi tuyến, thụ động và chủ động, cố định và không cố định, liên tục và rời rạc, với các tham số gộp và phân tán. Để xem xét sâu hơn, chúng tôi sẽ loại trừ các phần tử không cố định và các phần tử có tham số phân tán. Nguồn năng lượng điện từ là các thiết bị lý tưởng có hai hoặc nhiều thiết bị đầu cuối và được thiết kế để tạo ra hoặc chuyển đổi năng lượng điện từ. Có ba loại nguồn: độc lập, phụ thuộc và được quản lý.

Mạch điện là tập hợp các phần tử và nguồn được thiết kế để tạo, nhận và chuyển đổi dòng điện và điện áp (tín hiệu điện). Những phần của mạch nơi tín hiệu được nhận hoặc tín hiệu được tạo ra được gọi là đầu vào; những khu vực trong đó dòng điện hoặc điện áp được ghi lại do quá trình tạo ra hoặc biến đổi của chúng được gọi là đầu ra.

Văn học

Dobrotvorsky I. N. Lý thuyết về mạch điện. Sách giáo khoa. - M.: Đài phát thanh và truyền thông, 1989.

Quỹ Wikimedia. 2010.

Kronstadt (định hướng)
Thỏa thuận gọi điện

Xem thêm “Lý thuyết mạch điện” là gì trong các từ điển khác:

lý thuyết về mạch (điện)- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Từ điển Anh-Nga về kỹ thuật điện và kỹ thuật điện, Moscow, 1999] Các chủ đề về kỹ thuật điện, các khái niệm cơ bản Triết lý mạch EN ...

lý thuyết mạch điện- elektrinių grandinių teorija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. lý thuyết mạch điện vok. Schaltkreistheorie, f; Stromkreistheorie, frus. lý thuyết về mạch điện, f pranc. Théorie de Circuits électriques, f … Fizikos terminų žodynas

lý thuyết mạch- lý thuyết về mạch điện - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Từ điển Anh-Nga về kỹ thuật điện và kỹ thuật điện, Moscow, 1999] Chủ đề kỹ thuật điện, các khái niệm cơ bản Lý thuyết từ đồng nghĩa của mạch điện EN... ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

LÝ THUYẾT XÁC SUẤT- liên quan đến việc nghiên cứu các sự kiện mà sự xuất hiện của chúng không được biết đến một cách chắc chắn. Nó cho phép chúng ta đánh giá tính hợp lý của việc mong đợi sự xuất hiện của một số sự kiện so với những sự kiện khác, mặc dù việc gán các giá trị số cho xác suất của các sự kiện thường là không cần thiết... ... Bách khoa toàn thư của Collier

Lý thuyết đồ thị- một nhánh của toán học hữu hạn (Xem Toán học hữu hạn), một đặc điểm của nó là cách tiếp cận hình học để nghiên cứu các đối tượng. Khái niệm cơ bản của lý thuyết đồ thị. Đồ thị được xác định bởi một tập hợp các đỉnh (điểm) và một tập hợp các cạnh (liên kết) nối...

Kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô

Kỹ thuật điện- I Kỹ thuật Điện (từ Điện... và Kỹ thuật là một ngành khoa học công nghệ gắn liền với việc sử dụng các hiện tượng điện, từ để chuyển hóa năng lượng, thu nhận và thay đổi thành phần hóa học của các chất, sản xuất, chế biến... ... Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô

Đối tượng và tiên đề của nhà máy nhiệt điện- Đối tượng của lý thuyết mạch điện là nghiên cứu các định luật tổng quát nhất mô tả các quá trình xảy ra trong mọi thiết bị điện. Lý thuyết về mạch điện dựa trên hai tiên đề: 1. Giả định ban đầu... ... Wikipedia

mô hình giả thuyết-suy diễn của lý thuyết- MÔ HÌNH GIẢ ĐỊNH GIẢ THUYẾT CỦA LÝ THUYẾT - mô hình của một lý thuyết khoa học, thể hiện cấu trúc khái niệm của nó dưới dạng một hệ thống các giả thuyết liên kết với nhau và các hệ quả suy diễn xuất phát từ chúng. Sự hình thành các lý thuyết được tổ chức phức tạp... Bách khoa toàn thư về nhận thức luận và triết học khoa học

Batur, Mikhail Pavlovich- Mikhail Pavlovich Batura Belor. Mikhail Paulavich Batura Ngày sinh: 16/05/1950 (1950 05 16) (62 tuổi) Nơi sinh: làng Klyukovichi ... Wikipedia

Sách

Lý thuyết mạch điện, I.N. Dobrotvorsky. Đang được xem xét quá trình vật lý và các phương pháp tính toán mạch điện thụ động và chủ động. Được sao chép theo cách đánh vần gốc của tác giả trong ấn bản năm 1989 (nhà xuất bản Radio và...

Bài giảng số 1

Bài giảng số 1
Chủ đề: “Cơ bản
khái niệm lý thuyết
điện
dây chuyền"

Câu hỏi nghiên cứu

1. Giới thiệu.
2. Khái niệm về mạch điện.
3. Đại lượng điện cơ bản:
điện, Vôn,
EMF, năng lượng và năng lượng.
4. Bị động lý tưởng hóa
các phần tử. Mạch tương đương thực
các phần tử của mạch điện.
5. Các yếu tố hoạt động lý tưởng hóa.
Mạch tương đương nguồn thực sự.

Văn học

1. Popov V.P. Cơ sở lý thuyết mạch:
Sách giáo khoa đặc biệt dành cho đại học.
"Kỹ thuật vô tuyến" - M.: Trường trung học phổ thông,
2007, tr. 6-36.
2. Kasatkin A.S., Nemtsov M.V.
Kỹ thuật điện: Sách giáo khoa dành cho
sinh viên không học điện
chuyên ngành của các trường đại học – M.: Cao hơn
trường học, 2003, tr. 4-15.

Nội dung và chủ đề của môn học
"Lý thuyết mạch điện"
Nội dung môn học bao gồm các nhiệm vụ
phân tích và tổng hợp tuyến tính và phi tuyến
mạch điện, nghiên cứu cách thực hiện
mặt định tính và định lượng
các quá trình được thiết lập và nhất thời,
chảy trong nhiều thiết bị điện tử khác nhau
dụng cụ và thiết bị.
Chủ đề của lý thuyết mạch là sự phát triển của kỹ thuật
phương pháp nghiên cứu các quá trình trong kỹ thuật điện và
thiết bị điện tử vô tuyến dựa trên việc thay thế chúng
các thiết bị có mô hình đơn giản hóa, các quy trình trong đó
được mô tả dưới dạng dòng điện và điện áp.

Thành phần mạch điện

GOST R52002-2003
"Kỹ thuật điện.
Điều khoản và
các định nghĩa
các khái niệm cơ bản"
Điện
xích
Mạch điện -
Cái này
toàn bộ
thiết bị
Và
các đối tượng,
hình thành
con đường
Vì
điện
hiện hành,
điện từ
các quá trình trong đó họ có thể
được mô tả bằng cách sử dụng
các khái niệm
Về
động cơ điện
sức mạnh,
điện
hiện hành
Và
điện áp.
Nguồn
điện
năng lượng
Người nhận
điện
năng lượng
Phụ trợ
yếu tố

Kết nối nối tiếp
dây dẫn
Sơ đồ
Sơ đồ hệ thống dây điện

Kết nối song song
dây dẫn
Sơ đồ
Sơ đồ hệ thống dây điện

Những giả định cơ bản và
nguyên lý lý thuyết mạch điện
Lý thuyết mạch giả định:
Mỗi phần tử của chuỗi được mô tả đầy đủ
mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên
kẹp của nó, trong khi các quá trình diễn ra
các yếu tố bên trong không được xem xét.
Dựa trên lý thuyết về mạch điện
nằm ở nguyên tắc mô hình hóa. TRONG
Theo nguyên tắc này, thực
các phần tử mạch điện được thay thế bằng các phần tử đơn giản hóa của chúng
mô hình được xây dựng từ lý tưởng hóa
các phần tử.

Các yếu tố lưỡng cực lý tưởng hóa

IDE
Lý tưởng
điện trở
Hoàn hảo
cuộn dây cảm ứng
Lý tưởng
tụ điện
Lý tưởng
nguồn
Vôn
Lý tưởng
nguồn
hiện hành

Khái niệm dòng điện

Dòng điện dẫn điện là hiện tượng có hướng
phong trào vận chuyển miễn phí sạc điện V.
thực chất hoặc trong sự trống rỗng, được đặc trưng về mặt định lượng
đại lượng vô hướng bằng đạo hàm thời gian của
điện tích được mang tự do
Các hạt mang điện qua bề mặt đang xét.
q dq
tôi(t)lim
t 0 t
dt
q q
i(t) tôi const
t t
Dòng điện một chiều là thứ không thay đổi theo thời gian.
chuyển động một chiều của các hạt tích điện (điện tích).
Chiều dương có điều kiện của dòng điện trong tính toán
mạch điện có thể được lựa chọn hoàn toàn
tùy ý.

Đại lượng và đơn vị điện
số đo của họ
Giá trị hiện tại tức thời là
mức phí thay đổi trong
thời gian:
q dq
tôi lim
.
t 0 t
dt
Andre-Marie
Ampe 1775 - 1836
Đơn vị SI của dòng điện là
ampe (A).
điện và điện tử
Trang trình bày 4
Dovgun V.P.

Sức mạnh hiện tại. Đơn vị của dòng điện. Ampe kế.
Điện tích chạy qua một tiết diện nhất định của vật dẫn
đơn vị thời gian, đặc trưng của dòng điện.
Cường độ dòng điện trong mạch được đo thiết bị đặc biệt- ampe kế.
Sơ đồ kết nối: ampe kế được kết nối với nguồn điện
mạch nối tiếp với phần tử mà nó đo
dòng điện.
Ampe kế - đồ gia dụng điện tửđể đo dòng điện.
Ampe kế
Ampe kế
phòng thí nghiệm kỹ thuật
Ampe kế
cuộc biểu tình
AMPER Andre Marie
(22.I 1775 - 10.VI 1836)
nhà vật lý người Pháp
nhà toán học và nhà hóa học
có điều kiện
chỉ định trên
sơ đồ

Khái niệm về điện áp

1
MỘT
A E dl FE dl
qA
q
MỘT
B
Edl
B
TRONG
bạn A B E dl
MỘT
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B của mạch điện
(hoặc hiệu điện thế giữa điểm A và B) là công
do lực điện trường gây ra để chuyển động
đơn vị điện tích dương dọc theo một đường đi tùy ý từ
điểm A đến điểm B của trường và bằng tích phân tuyến tính
cường độ điện trường.

Khái niệm về điện áp

cái gì thế
bạn lim
q 0 q
dq
Điện áp giữa các điểm A và B của nguồn điện
mạch có thể được định nghĩa là giới hạn
tỷ lệ năng lượng điện trường w,
chi cho việc chuyển giao tích cực
điện tích q từ điểm A đến điểm B đến điện tích này tại
Đơn vị điện áp
trong hệ SI - volt (V).
q 0

Luigi Galvani (1737-1798)

Thí nghiệm của Luigi Galvani với chân ếch

Alessandro Volta(1745-1827)

Tế bào Galvanic (hoặc hóa học)
Alessandro Volta

Khái niệm về EMF

Sức điện động -
đại lượng vô hướng,
về mặt số lượng tương đương với công việc
lực lượng bên ngoài
chi tiêu vào
chuyển động của một người
nguồn điện dương
bên trong nguồn từ
kẹp ít hơn
tiềm năng cuối cùng với
tiềm năng lớn.
Bất kể tính chất của ngoại lực, nguồn EMF
bằng số với điện áp giữa các cực nguồn
năng lượng khi không có dòng điện trong nó, tức là ở chế độ không tải
tiến triển.

Điện áp. Các đơn vị
Vôn. Vôn kế
Vôn kế –
điện
thiết bị cho
đo
Vôn.
.
Sơ đồ kết nối:
vôn kế đã được bật
mạch điện
song song với điều đó
phần tử trên đó nó
đo điện áp.
Biểu tượng bật
sơ đồ
VOLTA Alessandro (1745-1827) người Ý
nhà vật lý và sinh lý học
Vôn kế kỹ thuật
Vôn kế
phòng thí nghiệm
Vôn kế phòng thí nghiệm

Khái niệm về sức mạnh và năng lượng

cái gì thế
bạn lim
q 0 q
dq
dw udq uidt
Năng lượng,
chi tiêu vào
di chuyển
thù lao:
dw dq dw
pui
dq dt dt
q
udq
0
t
uidt

Khái niệm về sức mạnh và năng lượng

Sức mạnh tức thời
phần chuỗi:
dw
P
ui.
dt
t
w(t)
pdt
Quyền lực
đo bằng
watt (W)
James Watt
1736 – 1819
Năng lượng
đo bằng
joules (J)
W w(t 2) w(t1)
t2
pdt
t1
James Joule
1818 – 1889

Thí nghiệm xác định công suất
dòng điện
P U tôi
1W 1V MỘT

Mạch điện có thể là vật tiêu dùng và
nguồn năng lượng
Nếu các dấu hiệu trùng khớp
điện áp và dòng điện
tích cực. Cái này
tương ứng với mức tiêu thụ
phần năng lượng của mạch.
Nếu các dấu hiệu không khớp
điện áp và dòng điện
tiêu cực. Nó có nghĩa là,
rằng phần chuỗi là
nguồn năng lượng.
pui 0
pui 0

Phần tử điện trở
Phần tử điện trở –
yếu tố lý tưởng hóa
điều đó chỉ xảy ra
sự biến đổi không thể đảo ngược
năng lượng điện từ trong
nhiệt và các dạng năng lượng khác.

Ký hiệu đồ họa thông thường và đặc tính dòng điện-điện áp của phần tử điện trở

Phần tử điện trở
Đặc tính dòng điện-điện áp của phi tuyến
yếu tố điện trở
Đèn sợi đốt
Điốt bán dẫn

Phần tử điện trở
Nếu đặc tính dòng điện-điện áp là thẳng thì đi qua
bởi vì
Bắt đầu
tọa độ
Cái đó
Điện trở được gọi là tuyến tính.
Định luật Ohm:
bạn R Ri R
tôi R Gu R
R - sức đề kháng
Georg Simon Ohm
1789 – 1854
u Ri
Đơn vị của điện trở là Ôm.

Phần tử điện trở
Định luật Ohm:
tôi gu
Độ dẫn nhiệt:
G 1
Werner von Siemens
1816-1892
R
Thiết bị dẫn điện – Siemens
(Cm).
điện và điện tử
Trang trình bày 14
Dovgun V.P.

Điện trở. Các đơn vị
sức chống cự. Định luật Ohm cho một đoạn mạch.
Ôm kế là một thiết bị điện để đo điện trở của dây dẫn.
Định nghĩa: Điện trở là thước đo phản kháng của vật dẫn
tạo ra dòng điện trong đó.
Ký hiệu: R
Đơn vị: 1 ôm.
Công thức xác định:
bạn
R
TÔI
Ohm Georg Simon
(1787-1854)
nhà vật lý người Đức
- điện trở suất riêng của chất đó,
l là chiều dài dây dẫn, S là diện tích tiết diện ngang
mặt cắt dây dẫn.
Sơ đồ kết nối:
ohm kế bật
tương tự như ampe kế
cùng với nguồn hiện tại
và một điện trở thay đổi,
cần thiết cho
thiết lập thang đo bằng không.
có điều kiện
chỉ định trên
sơ đồ
Ôm kế phòng thí nghiệm

Làm nóng dây dẫn bằng điện
điện giật Định luật Joule-Lenz.
bạn tôi r
A IUt I IRt I Rt
2
PR u R iR Ri R2 GuR2
t
t
t
WR (t) PR dt R i dt G u R2 dt 0
2
R
JOLE JAMES
PRESCOTT
(1818–1889), tiếng Anh
nhà vật lý
Lenz Emilius
Khristianovich
(1804-1865),
tiếng Nga
nhà vật lý
bạn
TÔI
R
bạn
bạn 2t
MỘT
Út
R
R

Công của dòng điện
!
Đúng cách
1 J 1 W giây
1Wh 3600J
1kWh 1000Wh 3600000 J

phần tử cảm ứng

Lý
Weber-amp
đặc trưng
N
F
k 1
ĐẾN
NF

d
e
dt
Michael Faraday (1791-1867)

Định luật cảm ứng điện từ
Michael Faraday (khai trương 1831)
d
e
dt
diL
bạn Lê
dt
1
Il
L
t
bạn
L
dt
diL
PL u L i L Li
dt
Định luật này thiết lập mối quan hệ giữa từ tính và
hiện tượng điện.
Công thức: EMF của cảm ứng điện từ, trong
đường viền có số lượng bằng nhau và ngược nhau về
dấu hiệu của tốc độ thay đổi từ thông
qua bề mặt được giới hạn bởi đường viền này.

phần tử điện dung

q=CUс
duC
iC C
dt
iC
dq
dq duC
dt
duC
dt
uC
1
C
t
Tôi
C
dt
duC
PC uC iC uC
dt

Mạch tương đương của các phần tử thực của mạch điện

KẾT LUẬN: 1. Độ chính xác yêu cầu càng cao thì số lượng
các yếu tố được tính đến và kế hoạch sẽ càng phức tạp.
thay thế từng phần tử.
2. Để giảm độ phức tạp của phép tính, họ cố gắng sử dụng
mạch tương đương đơn giản hóa chứa tối thiểu
số phần tử cho phép
3. Các mạch tương đương của cùng một phần tử có thể có các dạng khác nhau
loại tùy thuộc vào dải tần đang được xem xét.

Nguồn điện áp lý tưởng (nguồn
điện áp, nguồn emf) là
phần tử hoạt động lý tưởng hóa, điện áp
tại các cực của nó không phụ thuộc vào dòng điện qua chúng
kẹp.
u=e(t)
2
2
P
1
R
bạn
1
R
e
(t)
i u / Rн (1 / Rн)e(t)
N
N
Nguồn điện áp lý tưởng có thể là
được xem như một nguồn năng lượng, bên trong
điện trở của nó bằng không.

Nguồn hiện tại lý tưởng (nguồn hiện tại) -
nó là một yếu tố tích cực được lý tưởng hóa,
dòng điện không phụ thuộc vào điện áp trên
cái kẹp của anh ấy.
tôi=j(t)
u Rнi Rн j (t) p Rнi 2 Rн j 2 (t)
Nguồn dòng lý tưởng có thể coi là nguồn
năng lượng với độ dẫn nội bộ vô hạn
(lớn vô cùng sức đề kháng nội bộ).

Mạch tương đương cho nguồn thực

Đặc điểm bên ngoài của nguồn thực

U E RinI
E
J
R trong n
I J Gв nU
G trong n
1
R trong n
J
E
G trong n
R trong n
1
G trong n

Cám ơn vì sự quan tâm của bạn!!!

Các khái niệm cơ bản về cấu trúc liên kết mạch

Nút chuỗi là
độc lập nếu
mặc dù gắn bó với anh ấy
sẽ có một chi nhánh mới, không
khớp trước đó
được xem xét
điểm giao.
Mạch điện là
độc lập nếu anh ấy
chứa ít nhất một
chi nhánh mới, không
bao gồm trong trước đó
được xem xét
đường nét.

Phương trình thành phần của các phần tử lý tưởng hóa

uL L
diL
dt
uR = RiR
iR = GuR
iR
t
Il
1
bạn L dt
L
bạn
R
bạn
Tôi
G
u = e(t)
tôi = j(t)
duC
iC C
dt
uC
1
C
t
Tôi
C
dt
u = E – Ri i
i=J–Giu

Mô hình toán học các nhánh mạch điện dựa trên phương trình thành phần

u1 R1i1 L1
u2 R2i2 ;
di3
u3 L3
;
dt
1
bạn 4 R3i4
C
di1
đ;
dt
t
Tôi
4
dt.

Định luật Kirchhoff đầu tiên

Định luật đầu tiên của Kirchhoff là định luật
cân bằng dòng điện trong mạch phân nhánh
được xây dựng cho các nút của mạch điện.
Nó ghi: tổng đại số của các dòng điện trong
bất kỳ nút nào của mạch điện trong bất kỳ
thời điểm của thời gian bằng 0, tức là
tôi
Tôi
k 1
k
(t)0
I1 – I2 – I3 +J = 0.

Định luật Kirchhoff thứ hai

Định luật thứ hai của Kirchhoff là định luật
cân bằng ứng suất trong khu vực kín
mạch, công thức cho mạch
mạch điện.
Nó viết: đại số
Tổng
điện áp trong bất kỳ đóng cửa
mạch bất cứ lúc nào
bằng 0:
N
bạn
k 1
k
(t)0

Định luật Kirchhoff thứ hai

Công thức thứ hai của thứ hai
Định luật Kirchhoff: đại số
lượng emf trong bất kỳ mạch kín nào
mạch điện bất cứ lúc nào
thời gian bằng đại số
tổng điện áp giảm trên
các phần tử của mạch này:
tôi
e
k 1
k
N
(t) bạn k (t)
k 1

Ví dụ 1.

uR1 uba uJ uR 2 u12 uR3 ucd uR 4 0
e1 e4 R1i1 u J u12 R2i2 R3i3 R4i4

Ví dụ 2.

1
di
Ri idt L
e(t)
C
dt

Các vấn đề chính của lý thuyết mạch

x(t) x1 (t), x2 (t),..., xn (t)
S(t) s1(t), s2(t),..., sm(t)
Bài toán phân tích mạch điện là những bài toán trong đó
biết trước ảnh hưởng bên ngoài x(t),
cấu hình và thông số mạch được xác định
phản ứng dây chuyền S(t).
Bài toán tổng hợp là những bài toán đòi hỏi
xác định cấu trúc và các thông số của mạch bằng cách
cho phản ứng dây chuyền S(t) với một số
ảnh hưởng bên ngoài x(t).