Bài giảng Lý thuyết mạch 2 - Chương 8: Đường dây dài

Bài giảng Lý thuyết mạch 2 - Chương 8: Đường dây dài. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung về: giới thiệu; chế độ xác lập điều hòa; chế độ quá độ; phản xạ sóng; phân bố dạng hyperbole; đường dây dài đều không tiêu tán;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết mạch 2 - Chương 8: Đường dây dài NGUYỄN CÔNG PHƯƠNGLÝ THUYẾT MẠCH II ĐƯỜNG DÂY DÀILý thuyết mạch III. Quá trình quá độII. Mạch phi tuyếnIII.Đường dây dài 1. Giới thiệu 2. Chế độ xác lập điều hòa 3. Chế độ quá độ https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 2 Giới thiệu (1) R1 R2 3A 3A Mạch có thông số tập trung/đường dây ngắn f = 50 Hz 6000 km→ λ = 6.106 m 3m R1 R2 R1 R2 8A –7 A 8A –7 A 3m 6000 km Mạch có thông số rải/đường dây dài f = 100 MHz → λ = 3 m f = 50 Hz → λ = 6.106 m https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 3Giới thiệu (2)• Đường dây dài: mô hình áp dụng cho mạch điện có kích thước đủ lớn so với bước sóng lan truyền trong mạch.• Mạch cao tần & mạch truyền tải điện.• Tại các điểm khác nhau trên cùng một đoạn mạch tại cùng một thời điểm, giá trị của dòng (hoặc áp) nói chung là khác nhau.• → ngoài dòng và áp, mô hình đường dây dài còn phải kể đến yếu tố không gian. https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 4Giới thiệu (3) Mạch có thông số tập trung/đường dây ngắn Mạch có thông số rải/đường dây dài https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 5 Giới thiệu (4) ℓ i( x, t ) i + di i(x,t) Rdx Ldx u( x , t ) u + du u(x,t) R, G, L, C Gdx Cdx x dx dx i − (i + di) − (Gdx)(u + du ) − (Cdx)(u + du )′ = 0 −u + ( Rdx)i + ( Ldx)i ′ + u + du = 0  ∂u ∂i  − = Ri + L du + ( Rdx)i + ( Ldx )(di / dt ) = 0  ∂x ∂t→ →  di + (Gdx)u + (Cdx)(du / dt ) = 0  − ∂i = Gu + C ∂u  ∂x ∂t https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 6Giới thiệu (5)  ∂u ∂i  − ∂x = Ri + L ∂t   − ∂i = Gu + C ∂u  ∂x ∂t• Áp dụng khi kích thước mạch lớn hơn 10% bước sóng.• Nghiệm phụ thuộc biên kiện x = x1, x = x2 & sơ kiện t = t0.• R (Ω/km), L (H/km), C (F/km) & G (S/km) phụ thuộc chất liệu của đường dây.• Nếu R (hoặc H, C, G) = f(i,x) thì đó là đường dây không đều.• Trong thực tế các thông số này phụ thuộc nhiều yếu tố → không xét đến.• Chỉ giới hạn ở đường dây dài đều & tuyến tính. https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 7Giới thiệu (6) i1 i2 Mạch có thông số tập trung (mạch thông thường): • thời_gian_lan_truyền = 0 • i1 = i2 i1 R, L , G , C , ℓ i2 Mạch có thông số rải (đường dây dài): • thời_gian_lan_truyền > 0 • i1 ≠ i2 https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 8Lý thuyết mạch III. Quá trình quá độII. Mạch phi tuyếnIII.Đường dây dài 1. Giới thiệu 2. Chế độ xác lập điều hòa a) Điện áp và dòng điện b) Các thông số đặc trưng c) Phản xạ sóng d) Phân bố dạng hyperbole e) Đường dây dài đều không tiêu tán f) Mạng hai cửa tương đương 3. Chế độ quá độ https ://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/home 9Điện áp và dòng điện (1)• Chế độ xác lập điều hòa: Nguồn điều hoà (xoay chiều), mạch ở trạng thái ổn định.• Là chế độ làm việc bình thường & phổ biến.• Dòng & áp có dạng hình sin, nhưng biên độ & pha phụ thuộc tọa độ: u ( x, t ) = 2U ( x) sin[ ωt + ϕ u ( x)] Uɺ ( x )  ↔ i ( x, t ) = 2 I ( x) sin[ωt + ϕi ( x)]  Iɺ( ...