Mạng hai cửa - Cơ sở lý thuyết mạch điện

Mạng T & П (10) 2Uɺ1Uɺ 1Iɺ 2IɺnZ 2dZ1dZ [A] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ 12 dA Z=11 2 1 n d ZA Z = + 1 2 21 1 2 d n d d d Z Z ZA Z Z + + = 22 1 1 n d ZA Z = + 12 1 22 1 d AZ A = − 12nZ A= 12 2 11 1 d AZ A = − Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 88 Mạng hai cửa 1. Các bộ thông số 2. Quan hệ giữa các bộ thông số 3. Phân tích mạch có mạng hai cửa 4. Kết nối các mạng hai cửa 5. Mạng T & П 6. Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm 7. Tương hỗ 8. Tổng trở vào & hoà hợp tải 9. Hàm truyền đạt Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm (1) Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 89 1 1 1 2 2 1 2 2 U j L I j MI U j MI j L I ω ω ω ω  = + →  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 1 1 1 1 2 1 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) n d n d d d n d d n U j L I j L I I j L L I j L I U j L I I j L I j L I j L L I ω ω ω ω ω ω ω ω  = + +  = + + →  = + +  = + + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 1 1 2 2 n n d L L M L L M L M = −  → = −  = Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm (2) Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 90 1 1 2 2 n n d L L M L L M L M = − = − = 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 d d n L L ML L M L L ML L M L L ML M − = − − = − − = Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm (3) Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 91 1 1 2 2 n n d L L M L L M L M = − = − = VD Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm (4) Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 92 1 1 2 2 n n d L L M L L M L M = − = − = VD Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm (5) Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 93 VD 1 1 2 2 n n d L L M L L M L M = − = − = Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 94 Mạng hai cửa 1. Các bộ thông số 2. Quan hệ giữa các bộ thông số 3. Phân tích mạch có mạng hai cửa 4. Kết nối các mạng hai cửa 5. Mạng T & П 6. Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm 7. Tương hỗ 8. Tổng trở vào & hoà hợp tải 9. Hàm truyền đạt Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 95 Tương hỗ (1) 2 0U =ɺ 1U E=ɺ ɺ [Z] 2Iɺ 1 2 Eɺ A 1Iɺ [Z] 1 2 EɺA 1 2I I=ɺ ɺMạng hai cửa gọi là tương hỗ nếu 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 21 2 21 12 11 22 Z EI Z Z Z Z → = − ɺ ɺ 1 0U =ɺ 2U E=ɺ ɺ 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 12 1 21 12 11 22 Z EI Z Z Z Z → = − ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 96 Tương hỗ (2) [Z] 2Iɺ 1 2 Eɺ A 1Iɺ [Z] 1 2 EɺA 1 2I I=ɺ ɺMạng hai cửa gọi là tương hỗ nếu 21 2 21 12 11 22 Z EI Z Z Z Z = − ɺ ɺ 12 1 21 12 11 22 Z EI Z Z Z Z = − ɺ ɺ 12 21Z Z=Mạng hai cửa gọi là tương hỗ nếu Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 97 Tương hỗ (3) [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ 12 21Z Z=Mạng hai cửa gọi là tương hỗ nếu Bộ số [Z] của một mạng hai cửa tuyến tính không nguồn luôn thoả mãn Z12 = Z21 Mạng hai cửa tuyến tính không nguồn luôn có tính tương hỗ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 98 Tương hỗ (4) R1 R2 R3 R4 R5 E I5 VD Tính dòng qua R5. R1 R2 R3 R4 R5E I5 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 99 Tương hỗ (5) R1 R2 R3 R4 R5 E I5 Tính dòng qua R5. R1 R2 R3 R4 R5 EI5 VD Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 100 Tương hỗ (6) R1 R2 R3 R4 R5 E I5 Tính dòng qua R5. R1 R2 R3 R4 R5 EI5 VD Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 101 Tương hỗ (7) R1 R2 R3 R4 R5 E I5 Tính dòng qua R5. R1 R2 R3 R4 R5 E I5 VD Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 102 Tương hỗ (8) • [Z]: Z12 = Z21 • [Y]: Y12 = Y21 • [H]: H12 = – H21 • [G]: G12 = – G21 • [A]: det(A) = 1 • [B]: det(B) = 1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 103 Mạng hai cửa 1. Các bộ thông số 2. Quan hệ giữa các bộ thông số 3. Phân tích mạch có mạng hai cửa 4. Kết nối các mạng hai cửa 5. Mạng T & П 6. Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm 7. Tương hỗ 8. Tổng trở vào & hoà hợp tải 9. Hàm truyền đạt Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 104 Tổng trở vào & hoà hợp tải (1) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z Z2 = ? thì công suất trên nó đạt cực đại? 2Iɺ hEɺ tdZ 2Z 2 ˆ tdZ Z= Eɺ td vZ Z=1Z Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 105 Tổng trở vào & hoà hợp tải (2) Eɺ td vZ Z=1Z 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1V 1Z 2 1 vZ I = ɺ 1nZ 2nZ dZ 1Z vZ hëUɺEɺ 1Z Eɺ 1Z ng¾nIɺ hë ng¾n td UZ I = ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 106 Tổng trở vào & hoà hợp tải (3) 2 1 vZ I = ɺ 1 1 1 0Z I U+ =ɺ ɺ 2 1U =ɺ 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2 1 vZ I → = ɺ2 I→ ɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1V 1Z [Z] 2Uɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 107 Tổng trở vào & hoà hợp tải (4) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z [Z] 2 Iɺ hEɺ tdZ 2Z ?hE =ɺ 2 0I =ɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2 hU E=ɺ ɺ1Z [Z] 1 1 1Z I U E+ =ɺ ɺ ɺ 2 0I =ɺ 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2U→ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 108 Tổng trở vào & hoà hợp tải (5)VD1 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z 2Iɺ hEɺ tdZ 2Z 2 ˆ tdZ Z= 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 109 Tổng trở vào & hoà hợp tải (6) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z2 1 tdZ I = ɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1V 1Z [Z] 2Uɺ 1 1(15 25) 0j I U+ + =ɺ ɺ 2 1U =ɺ 1 1 2 2 1 2 30 20 20 50 U I I U I I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2 0,023 0,002AI j→ = −ɺ 43,15 3,75tdZ j→ = + Ω 2 43,15 3,75Z j→ = − Ω (Cách 1) 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ VD1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 110 Tổng trở vào & hoà hợp tải (7) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z hë ng¾n td UZ I = ɺ ɺ Cách 2: hëUɺEɺ 1Z Eɺ 1Z ng¾nIɺ 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ VD1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 111 Tổng trở vào & hoà hợp tải (8) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z hë ng¾n td UZ I = ɺ ɺ Cách 2: hëUɺEɺ 1Z1 1(15 25) 220j I U E+ + = =ɺ ɺ ɺ 2 0I =ɺ 1 1 2 2 1 2 30 20 20 50 U I I U I I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2 74,72 41,51V hëU j U→ = − =ɺ ɺ 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ VD1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 112 Tổng trở vào & hoà hợp tải (9) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z hë ng¾n td UZ I = ɺ ɺ Cách 2: Eɺ 1Z ng¾nIɺ 1 1(15 25) 220j I U E+ + = =ɺ ɺ ɺ 2 0U =ɺ 1 1 2 2 1 2 30 20 20 50 U I I U I I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2 1,63 1,10A ng¾nI j I→ = − + = −ɺ ɺ 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ VD1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 113 Tổng trở vào & hoà hợp tải (10) 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ Eɺ 2Uɺ1Z 2Z hë ng¾n td UZ I = ɺ ɺ Cách 2: hëUɺEɺ 1Z Eɺ 1Z ng¾nIɺ 1,63 1,10Ang¾nI j= −ɺ 74,72 41,51VhëU j= −ɺ 74,72 41,51 43,31 3,77 1,63 1,10td jZ jj − → = = + Ω − 2 43,31 3,77Z j→ = − Ω 30 20 ; 20 50   =     Z Tìm Z2 để PZ2 cực đại. 1220V; 15 25E Z j= = + Ωɺ VD1 Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 114 Tổng trở vào & hoà hợp tải (11) [A] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ1 11 2 12 2 1 21 2 22 2 U A U A I I A U A I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 1 11 2 12 2 1 1 21 2 22 2 v U A U A IZ I A U A I + = = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ Z2 2 2 2U Z I=ɺ ɺ 11 2 12 1 21 2 22 v A Z AZ A Z A + → = + Z1v Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 115 Tổng trở vào & hoà hợp tải (12) 1 11 2 12 2 1 21 2 22 2 U A U A I I A U A I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 2 22 1 12 1 2 2 21 1 11 1 v U A U A IZ I A U A I − + = = − − + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 1 1 1U Z I= −ɺ ɺ 22 1 12 2 21 1 11 v A Z AZ A Z A + → = + [A] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Z1 Z2v Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 116 Tổng trở vào & hoà hợp tải (13) 1Uɺ 1Iɺ 2Iɺ 2UɺEɺ 2 Z[A]1Z 220E =ɺ o0 V; 3 4 2 3 A  =    1 20 ;Z = Ω 1 2? ?I I= =ɺ ɺ2 50 ;Z j= Ω VD2 1Iɺ Eɺ 1Z 1vZ 11 2 12 1 21 2 22 v A Z AZ A Z A + = + 3( 50) 4 1,50 0,0050 2( 50) 3 j jj + = = + Ω + 1 1 1 220 10,23 0,0024 A 20 (1,50 0,0050) v EI Z Z jj = + = = − + + ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 117 Tổng trở vào & hoà hợp tải (14) 2 0Z = 11 2 12 1 21 2 22 v A Z AZ A Z A + = + 22 1 12 2 21 1 11 v A Z AZ A Z A + = + (ngắn mạch đầu ra) 12 1 22 AZ A → =ng¾n m¹ch 2Z →∞ 11 2 12 1 21 2 22 v A Z AZ A Z A + = + (hở mạch đầu ra) 11 1 21 AZ A → =hë m¹ch 1 0Z = (ngắn mạch đầu vào) 12 2 11 AZ A → =ng¾n m¹ch 22 1 12 2 21 1 11 v A Z AZ A Z A + = + 1Z →∞(hở mạch đầu vào) 22 2 21 AZ A → =hë m¹ch Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 118 Tổng trở vào & hoà hợp tải (15) 1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z  = −  = →  =   =  12 11 22 AZ Z A = = ngng¾n m¹ch 11 1 1 21 AZ Z A = =hë m¹ch h 12 22 11 AZ Z A = = ngng¾n m¹ch 22 2 2 21 AZ Z A = =hë m¹ch h Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 119 Tổng trở vào & hoà hợp tải (16) 1Uɺ 2Uɺ 1Iɺ a b Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 2Iɺc d e b VD3 Tính bộ số A. 2 1 11 2 0I UA U = = ɺ ɺ ɺ 1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z = − = = = Z1ng = Zab = {[(Z7//Z6//Z5)+Z3]//Z4//Z2}+Z1 Z1ng = ? Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 120 Tổng trở vào & hoà hợp tải (17) 1Uɺ 2Uɺ 1Iɺ a b Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 2Iɺc d e b1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z = − = = = Z1h = Zab = [{[(Z7+Z8)//Z6//Z5]+Z3}//Z4//Z2]+Z1 Z1h = ? VD3 Tính bộ số A. Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 121 Tổng trở vào & hoà hợp tải (18) 1Uɺ 2Uɺ 1Iɺ a b Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 2Iɺc d e b1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z = − = = = Z2ng = Zeb = [{[(Z1//Z2//Z4)+Z3]//Z5//Z6}+Z7]//Z8 Z2ng = ? VD3 Tính bộ số A. Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 122 Tổng trở vào & hoà hợp tải (19) 1Uɺ 2Uɺ 1Iɺ a b Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 2Iɺc d e b 1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z  = −  = →  =   =  1ngZ 1hZ 2ngZ VD3 Tính bộ số A. Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 123 Tổng trở vào & hoà hợp tải (20) 1ng 1h 11 2ng 1h 1ng 12 11 2ng 11 21 1h 12 22 1ng Z ( ) Z Z A Z Z A A Z AA Z AA Z = − = = = 11 22 12 21 1A A A A→ = − =A Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 124 Mạng hai cửa 1. Các bộ thông số 2. Quan hệ giữa các bộ thông số 3. Phân tích mạch có mạng hai cửa 4. Kết nối các mạng hai cửa 5. Mạng T & П 6. Mạng hai cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm 7. Tương hỗ 8. Tổng trở vào & hoà hợp tải 9. Hàm truyền đạt Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 125 Hàm truyền đạt (1) • Hàm truyền đạt áp: • Hàm truyền đạt dòng: • Hàm truyền đạt áp dòng: 2 1 u UK U = ɺ ɺ 2 1 i IK I = ɺ ɺ 2 1 ui UK I = ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 126 Hàm truyền đạt (2)VD1 [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Eɺ 30 20 ; 20 50 Z   =     Tính Ku, Ki, Kui. 220V 15 25t E Z j = = + Ω ɺ 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I  = +  = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 1U E=ɺ ɺ 2 2tU Z I= −ɺ ɺ 11 1 12 2 2 21 1 22 2t E Z I Z I Z I Z I Z I  = + →  − = + ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 22 1 11 22 12 21 11 21 2 11 22 12 21 11 t t t Z ZI E Z Z Z Z Z Z ZI E Z Z Z Z Z Z + = − + →  − =  − + ɺ ɺ ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 127 Hàm truyền đạt (3)VD1 [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Eɺ 30 20 ; 20 50 Z   =     Tính Ku, Ki, Kui. 220V 15 25t E Z j = = + Ω ɺ 2 2tU Z I= −ɺ ɺ 21 2 11 22 12 21 11 t t Z ZU E Z Z Z Z Z Z → = − + ɺ ɺ 22 1 11 22 12 21 11 21 2 11 22 12 21 11 t t t Z ZI E Z Z Z Z Z Z ZI E Z Z Z Z Z Z + = − + − = − + ɺ ɺ ɺ ɺ 212 1 11 22 12 21 11 0,28 0,19tu t Z ZUK j U Z Z Z Z Z Z → = = = + − + ɺ ɺ Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 128 Hàm truyền đạt (4)VD1 [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Eɺ 30 20 ; 20 50 Z   =     Tính Ku, Ki, Kui. 220V 15 25t E Z j = = + Ω ɺ 2 1 i IK I = ɺ ɺ 22 1 11 22 12 21 11 21 2 11 22 12 21 11 t t t Z ZI E Z Z Z Z Z Z ZI E Z Z Z Z Z Z + = − + − = − + ɺ ɺ ɺ ɺ 21 22 0,27 0,10i t ZK j Z Z − → = = − + + Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 129 Hàm truyền đạt (5)VD1 [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Eɺ 30 20 ; 20 50 Z   =     Tính Ku, Ki, Kui. 220V 15 25t E Z j = = + Ω ɺ 2 1 ui UK I = ɺ ɺ 22 1 11 22 12 21 11 21 2 11 22 12 21 11 t t t t Z ZI E Z Z Z Z Z Z Z ZU E Z Z Z Z Z Z + = − + = − + ɺ ɺ ɺ ɺ 21 22 6,60 5,15 t ui t Z ZK Z Z j → = + = + Ω Mạng hai cửa - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 130 Hàm truyền đạt (6)VD2 [Z] 2Uɺ 2Iɺ 1Uɺ 1Iɺ 1Iɺ 2Iɺ Eɺ Tính U2. 380V; 15 25 ; 0,28 0,19; t u E Z j K j = = + Ω = + ɺ 2 (0,28 0,19)380uU K E j→ = = +ɺ ɺ 107,7 70,5 Vj= + 2 128,7VU→ = 2 1 u UK U = ɺ ɺ 1U E=ɺ ɺ