PHẦN BÀI TẬP THI LÝ THUYẾT MẠCH PDF

Preview

Summary

Download PHẦN BÀI TẬP THI LÝ THUYẾT MẠCH PDF

Description

NỘI DUNG THI LÝ THUYẾT MẠCH PHẦN BÀI TẬP Mục lục Bài 1 ...................................................................................................................... 2 Bài 2 ...................................................................................................................... 4 Bài 3 ...................................................................................................................... 5 Bài 4 ...................................................................................................................... 6 Bài 5 ...................................................................................................................... 8 Bài 6 ...................................................................................................................... 9 Bài 7 .................................................................................................................... 10 Bài 8 .................................................................................................................... 11 Bài 9 .................................................................................................................... 13 Bài 10 .................................................................................................................. 16 Bài 11 .................................................................................................................. 18 Bài 12. ................................................................................................................. 19 Bài 13 .................................................................................................................. 21 Bài 14 .................................................................................................................. 22 Bài 15 .................................................................................................................. 23

Bài 1: Cho mạch điện như hình 1 ở chế độ xác lập với các nguồn điện áp: e1(t ) = E1m sin t , e6 (t ) = E 6m sin(t +  ) 1. Viết hệ phương trình điện thế nút (nút 4 làm gốc) với: a. R6  0 b. R6 = 0 2. Viết hệ phương trình dòng điện vòng Cách làm: 1. - Chọn nút gốc bằng 0V - Viết phương trình cho các nút, với ẩn số là điện thế các nút: + Vế trái: Lấy điện áp nút đang xét nhân với tổng dẫn nạp thuộc nút đó, rồi trừ đi các tích giữa điện áp nút lân cận với dẫn nạp chung của nút lân cận và nút đang xét. + Vế phải: Tổng đại số các nguồn dòng được biến đổi từ các nguồn áp được nối vào nút đang xét. Dấu (+) khi chiều của nguồn dòng chỉ vào nút đang xét. Dấu (-) khi chiều của nguồn dòng đi ra khỏi nút đang xét. 2. – Thành lập các vòng cho mạch - Thành lập hệ gồm phương trình cho mạch tương ứng với các vòng kín, trong đó ẩn số là các dòng điện vòng giả định, dựa trên cơ sở áp dụng định luật Krichhoff II. Bài làm: 1. Viết hệ phương trình điện thế nút (nút 4 làm gốc) với: a. R6  0

HPT Ñieän theá nuùt: choïn nuùt 4 laøm goác: 4 =0 Nuùt 1: Y111 Y12

Y13

2

J ñ1

3

Nuùt 2: − Y21 1 + Y22 2 Y23 3 Jñ2 Nuùt 3: − Y311

Y32

2

Y33

3

Jñ3

Trang 2

 1  +  R 1  −1  1  R2   − 1  R 1

1 1  +  R2 R6  1

1 R2

1 R1

 1  R2

1 R4 + Z L 4

1 

1

 1  R1

ZC3

2

E1 R1

3

ZC 3

1 R5 

1 ZC3

R6

1 2

ZC 3 

E6 0

3

−E1 R1

3

b. R6 = 0 Nuùt 1: 1 =E6 Nuùt 2: − Y21 1 + Y22 2 Y23 3 Jñ2 Nuùt 3: − Y311    1=E 6  1  −1  1  R2  R2  1  −1  ZC3  R 1

Y32

2

Y33

1 R4 + Z L 4 2

1  R1

3

Jñ3

1  ZC 3  1 ZC3

2

1  R5 

1 ZC 3

3

0

−E1 R1

3

2. HPT dòng điện vòng Voøng I: Z11 I V1

Z12 I V2

Z13 I V3

E V1

Voøng II: Z 21I V1

Z22I V 2

Z 23I V3

E V2

Voøng III: Z31I V1 Z32 I V 2

Z33 I V3

EV3

( R1 + R2 + Z C3 ) I V1 ZC3 I V2 R2 I V3 E1  −Z C 3I V1 R4 R5 Z C3 Z L4 I V2 R4 Z L4 I V3 0  E6 −R2I V 1 R 4 Z L 4 I V 2 R 2 R 4 R 6 Z L4 I V3

Trang 3

Bài 2: Cho mạch điện xác lập như hình 2, biết e1( t) = 15cos100 t[V ]; J4 = 5 A (nguồn DC), R1 = R3 = 2 ; R2 = R4 = 1 ; L1 = L2 = 40 mH; M = 20mH.

Tính dòng điện qua điện trở R1 Cách làm: - Khử hổ cảm. - Áp dụng nguyên lý xếp chồng - Lần lượt cho: + Nguồn làm việc riêng lẽ. e1(t) làm việc, J4 hở mạch; phức hóa sơ đồ. + Nguồn J4 làm việc, e1(t) ngắn mạch; phức hóa sơ đồ. - Tính I1AC, I1DC, suy ra i1(t) Bài làm: Khử hỗ cảm, phức hóa sơ đồ: Z L 1 = Z L 2 = j 2( ),Z M = j 2( )

I1AC =

E1 5 =  − 45 3 + 3j 2

Trang 4

 i AC (t ) =

5

cos(100 − 45 )(V ) 2 AÙp duïng pp ñieän theá nuùt: 1 1 1 − 2  5 = 0 1 = −  + +  2 2 1 3  I = 1 = −5   1DC R1 6 2 − 1 +  = 5  = − 10 2  2 3  1 −5 5 Vaäy : i1 (t ) = i1 AC (t ) + I 1 DC = + cos(100 − 45),(V ) 6 2

Bài 3: Cho mạch điện như hình 3, với j(t) = 2sin(200t) A, e(t)10sin(100t )V . Hãy tìm dòng điện qua điện trở 3Ω Cách làm: - Thực hiện phép khử hỗ cảm - Áp dụng nguyên lý xếp chồng - Lần lượt cho: + Nguồn e(t) làm việc, j(t) ngắn mạch: tính trở kháng trên các phần tử L, C. Phức hóa sơ đồ. Áp dụng phương pháp dòng điện vòng, tìm I 1 . + Nguồn j(t) làm việc, e(t) ngắn mạch: tính trở kháng trên các phần tử L, C. Phức hóa sơ đồ. Biến đổi tương đương, tìm I2 . Bài làm: Nguồn e(t) làm việc, j(t) ngắn mạch

Trang 5

Voøng 1: I Voøng 2: I

+ j + 1) = 0

Ta coù heä:  2 + j2 − 1− j   I      −1 − j 4 + j 4   I  I  − 45 ( A)  i1 (t ) = 1,01sin(100t − 45 )(A )

Nguồn j(t) làm việc, e(t) ngắn mạch

0,5 + j 3,67 J = 1,46 35,98 (A ) 3,5 + j 3,67  i2 (t ) = 1,46sin(200t + 35,98 )(A )

I

Vaäy: i (t ) = i1 (t ) + i2 (t ) =1,01sin(100t − 45 ) + 1,46sin(200t + 35,98 )(A )

Bài 4: Cho mạch điện như hình 4 ở trạng thái xác lập điều hòa biết: j(t) = 2sin100t( A), e(t) =12sin(100t + 90 ), R1 = R2 = 2 , L1 = 0,02 H a. Tìm sơ đồ tương đương Thevenin bên trái ab. b. Với giá trị nào của Zt thì công suất tác dụng lên Zt lớn nhất? Hãy tính công suất đó. Cách làm: a. - Trước hết cắt bỏ Zt, phần mạch còn lại chính là phần mạch có chứa nguồn. - Hở mạch ab, chọn nút b làm gốc, viết phương trình điện áp cho nút a, suy ra U hm Trang 6

- Triệt tiêu các nguồn độc lập bên trái ab: nguồn áp ->ngắn mạch, nguồn dòng ->hở mạch, xác định trở kháng Thevenin Zth. b. Để công suất tác dụng lên Zt cực đại thì: Rt=R0 và Xt=X0; hay Zt=Zth* Bài làm:

a. J

2(A ), E 12 90 = j12(U ),Z L 1 = j L = j 2( )

Vieát phöông trình ñieän aùp cho nuùt a, nuùt b laøm goác Yaa a  U hm

b.Z th =

1  R2

 E 1 J a R1 + ZL 1  R2 2 + j6 = 8 90 (V ) 1 1 + 2 2 + j2

Jda a

R2 (R1 + Z L1 ) 2 = (3 + j ) R1 + R2 + Z L1 5

2 Khi Zt = Zth* = (3 − j ) 5 Thì PZt → max PZtmax =

U hm 8 Rt

2

=

82 20 (W ) = 8.1,2 3

Trang 7

1 2

1  2 + j2 

a

2

j6

Bài 5: Cho mạch điện như hình 5, biết: e(t) = 40sin(100t )V a. Tìm sơ đồ Thevenin hoặc Norton bên trái ab b. Hãy tìm công suất tiêu thụ trên Rt Cách làm: a. Chuyển các thông số về dạng phức, khử hỗ cảm và hở mạch ab b. - Tính U hm , trở kháng Thevenin, tìm dòng điện qua Rt - Tính công suất tiêu thụ Bài làm: a.

b. − Ñieän aùp hôû maïch U hm ñöôïc xaùc ñònh: Uhm

E (4 + j 2) = 30 − j 10(V ) 4 + j4

- Trôû khaùng Thevenin: 1 1 j2(4 + j2) − j = + j ( ) Zth = 4+ j4 2 2

Trang 8

It

U hm = 8 − j4 = 8,94  − 26,6(A ) Z th + Rt

1 2 P = Rt Im = 119,9(W ) 2

Bài 6: Cho mạch điện như hình 6 ở trạng thái xác lập điều hòa biết: e( t) = 10 cos100 t V a. Tìm sơ đồ Thevenin hoặc Norton bên trái ab b. Tìm công suất tiêu thị lớn nhất có thể đạt được trên Zt

Cách làm: Tương tự câu 4 Bài làm: a.

1 = − j10  j C Hôû maïch ab, phöông trình ñieän aùp cho nuùt a, nuùt b laøm goác:

E 10 0 , ZL = jL = j20 , ZC =

Ihm

a ZL

=

a

j20

Trang 9

Yaa a

1

Jda

R

5

  a U hm

1 ZL

1  ZC 

a

E 3. a R ZL

j 5 = 5 2 45 (V )

Doøng ngaén maïch: Uab 0 I 1 0 Inm

1( A )

Trôû khaùng Thevenin Zth =

U hm Inm

5

j5()

b.Khi Zt =Z*th = 5 − j 5( ) thì PZt → max max Zt

P

U hm

2

(5 2)2 = = = 1,25(W ) 8.Rt 8.5

Bài 7: Cho mạch điện như hình 7, biết: R1=10Ω, R2=90Ω, C=2μF, E=100V. Tại t=0 đóng khóa K, hãy xác định điện áp trên tụ.

Cách làm: - Xác định điều kiện đầu của bài toán (t2 và tại t2=-ln0,2 khóa K2 đóng, biết E2=10V; R=1Ω; L=2H; C=1F

Cách làm: Xét mạch điện tại thời điểm: - t  t1 : + Khóa K1 ở vị trí 1, K2 mở, vẽ lại mạch. + Tìm IL , suy ra iL ( t) . - t1  t  t 2 : + Khóa K1 ở vị trí 2, K2 mở, lập sơ đồ tương đương toán tử. + Tính IL(s), biến đổi Laplace ngược suy ra iL ( t) - t  t2 : + Dời gốc thời gian về tại t=t2 hay đặt biến =t-t2, lập sơ đồ tương đương toán tử. + Áp dụng phương pháp dòng điện vòng, tìm IL(s), suy ra iL ( ) Bài làm: * ÔÛ thôøi ñieåm t...