Bài giảng Lý thuyết mạch điện - Chương 1: Tổng quan về môn học - Trịnh Lê Huy

Chương 1 LÝ THUYẾT 
MẠCH ĐIỆN
 Tổng quan về môn học
 Mục tiêu và nội dung của
môn học
 Kế hoạch giảng dạy
 Giới thiệu
 Mạch điện và mô hình
 Các phần tử mạch cơ bản
 Các định luật cơ bản
 Công suất
 Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
 Phương pháp giải mạch
dùng các định luật cơ bản
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 1
Tổng quan vềmôn học
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 2
Môn học: Lý thuyết mạch điện
Giảng viên: TS. Trịnh Lê Huy
Email: huytl@uit.edu.vn 
Giờ tiếp SV: 10h00 – 11h00, thứ 3 hàng tuần
Địa điểm: E 6.6
Group: Cần lập 1 group Facebook!
Mạch điện tử
Lý thuyết
mạch điện
Các thiết bị & 
mạch điện tử
Mục tiêu củamôn học
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 3
Kế hoạch giảng dạy
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 4
Trọng số đánh giá các phần: 
 Quá trình: 20%
 Đồ án môn học: 20%
 Kiểm tra giữa kì: 10%
 Thi cuối kì: 50%
11 
buổi
2 buổi
thuyết
trình
Lý thuyết
&
Bài tập
Đồ án
môn học
Giới thiệu
Chương 1:
 Các khái niệm cơ bản về mạch điện
 Các ký hiệu linh kiện và các mô hình toán học của linh kiện
 Các định luật cơ bản trong lý thuyết mạch
 Áp dụng các định lý cơ bản này để giải một số bài tập mạch
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 5
Mạch điện và mô hình
Mạch điện:
 Là một tập hợp các phần tử mạch liên kết lại với
nhau
 Phần tử mạch là những hình vẽ tượng trưng cho
linh kiện thực tế đặc trưng bởi một phương trình
toán học đại diện tính chất vật lý của linh kiện đó.
 Phần tử mạch là mô hình toán học của linh kiện thực
Đương nhiên phương trình toán chỉ phản ánh một
mặt nào đó các tính chất lý hoá của phần tử thực. Do
đó, mô hình có sai số, nên kết quả trên mạch sẽ khác
kết quả thực trên thực tế.
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 6
Các phần tử mạch cơ bản
Phần tử điện trở
Phần tử điện trở là mô hình toán học của linh kiện điện trở có quan hệ
áp và dòng trên nó tuân theo quy luật
u(t) = R.i(t)
Trong đó
i(t) : dòng chảy qua điện trở
u(t) : hiệu điện thế hai đầu điện trở
R : giá trị điện trở, đơn vị Ohm ()
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 7
p n  m  K M G
10-12 10-9 10-6 10-12 1 103 106 109
Các phần tử mạch cơ bản
Phần tử điện cảm
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 8
L: giá trị điện cảm đơn vị Henry (H) và có các ước số sau 
pH nH H mH H 
10
-12 
10
-9
 10
-6
 10
-12
 1 
Các phần tử mạch cơ bản
Phần tử điện dung
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 9
C : giá trị điện dung đơn vị Fara (H) và có các ước số sau 
pF nF F mF F 
10
-12 
10
-9
 10
-6
 10
-12
 1 
Các phần tử mạch cơ bản
Nguồn độc lập
 Nguồn áp độc lập: Nguồn áp độc lập là phần tử hai cực có tính chất áp trên
hai cực của nó không thay đổi bất chấp dòng đi qua nó.
 Nguồn dòng độc lập: Nguồn dòng độc lập là phần tử hai cực có tính chất
dòng qua nó không thay đổi bất chấp điện áp trên hai cực của nó.
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 10
Các phần tử mạch cơ bản
Nguồn phụ thuộc
 Nguồn áp phụ thuộc áp (Voltage controlled voltage source)
U1 : hiệu điện thế giữa hai điểm 1 và 2
k1 : hệ số không thứ nguyên
 Nguồn dòng phụ thuộc dòng (Current controlled current source)
I1 : dòng trên nhánh 1
k2 : hệ số không thứ nguyên
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 11
Các phần tử mạch cơ bản
Nguồn phụ thuộc
 Nguồn dòng phụ thuộc áp (Voltage controlled current source)
U1 : hiệu điện thế giữa hai điểm 1 và 2
k3 : hệ số có đơn vị là mhO
 Nguồn áp phụ thuộc dòng (Voltage controlled current source)
I : dòng trên nhánh
k4 : hệ số có đơn vị là Ohm
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 12
Các phần tử mạch cơ bản
Hỗ cảm
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 13
Dấu trước M tuỳ theo cực tính (dấu *) của các cuộn dây. Nếu 
 Dòng I1 và I2 cùng vào (hay ra) ở các cực cùng tên (dấu *) thì dấu + 
 Còn lại là dấu – 
Các định luật cơ bản
Định luật Ohm
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 14
u(t) = R.i(t) 
dt
)t(di
L)t(u LL 
dt
)t(du
C)t(i CC 
Các định luật cơ bản
Định luật Kirchhoff
 Định luật Kirchhoff về dòng điện (Kirchhoff current law)
Định luật Kirchhoff về dòng điện hay còn gọi là định luật Kirchhoff 1 (K1)
Phát biểu: Tổng đại số các dòng điện tại một nút bất kỳ thì bằng 0
(N: số nhánh đi vào nút)
Trong đó quy ước: Dòng đi vào thì có dấu +, dòng đi ra thì có dấu –
Định luật K1 có thể phát biểu khác như sau: Tổng các dòng điện vàomột nút bằng
tổng các dòng điện ra khỏi một nút.
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 15
Các định luật cơ bản
Định luật Kirchhoff
 Định luật Kirchhoff về áp (Kirchhoff voltage law)
Định luật Kirchhoff về điện áp hay còn gọi là định luật Kirchhoff 2 (K2)
Phát biểu: Tổng đại số các điện áp trên các phần tử dọc theo tất cả các nhánh
trênmột vòng kín thì bằng 0.
Hệ phương trình K1 và K2 đủ: nếu trong một mạch có n nút và m vòng
kín độc lập thì ta cần viết n –1 phương trình K1 và m phương trình K2.
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 16
Ví dụ
. Viết hệ phương trình K1 và K2 đủ
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 17
Công suất
Cho một phần tử mạch, ta có công suất tức thời 
P = u(t).i(t) (1.7) 
Theo ký hiệu dòng áp như hình 1.17a. Phần tử được gọi là tiêu thụ công suất. 
P > 0 : tiêu thụ công suất 
P < 0 : phát công suất 
Theo ký hiệu dòng áp như hình 1.17b. Phần tử được gọi là phát công suất. 
P > 0 : phát công suất 
P < 0 : tiêu thụ công suất 
Nguyên lý cân bằng công suất: Tổng công suất phát của nguồn bằng tổng công 
suất trong các phần tử tải 
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 18
Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
Nguồn áp mắc nối tiếp
Các nguồn áp mắc nối tiếp sẽ tương đương với một nguồn áp có trị số bằng tổng đại
số các nguồn áp đó.
ETĐ =  Ek (1.8)
Dấu + nếu Ek cùng chiều ETĐ
Dấu – nếu Ek ngược chiều ETĐ
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 19
Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
Nguồn dòng mắc song song
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 20
Các nguồn dòng mắc song song sẽ tương đương với một nguồn dòng có trị số 
bằng tổng đại số các nguồn dòng đó. 
JTĐ =  Jk (1.9) 
Dấu + nếu Jk cùng chiều JTĐ 
Dấu – nếu Jk ngược chiều JTĐ 
Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
Nối song song và nối nối tiếp các phần tử trở
Điện trở mắc nối tiếp
Ta có RTĐ = Rk = R1 + R2 + 
... + RN
Điện trở mắc song song 
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 21
Ví dụ
Tính RAB
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 22
Ví dụ
Tính RAE
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 23
Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
Biến đổi sao tam giác ( )
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 24
Biến đổi từ sao ra tam giác ( – ) 
3
323121
12
R
RRRRRR
R
2
323121
13
R
RRRRRR
R
 (1.13) 
1
323121
23
R
RRRRRR
R
Biến đổi từ tam giác ra sao ( – ) 
231312
1312
1
RRR
RR
R
231312
2312
2
RRR
RR
R
 (1.14) 
231312
2313
3
RRR
RR
R
Ví dụ
Tính RAE
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 25
Các phép biến đổi tương
đương đơn giản
Biến đổi tương đương
Nguồn áp nối tiếp với một điện trở sẽ tương đương với một nguồn
dòng mắc song song với điện trở đó và ngược lại.
Khi và chỉ khi J = E/R hay E = JR
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 26
Phương pháp giải mạch dùng
các định luật cơ bản
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 27
Ví dụ
Cho mạch như hình. Tìm I1 và I2
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 28
Ví dụ
Tìm công suất tiêu thụ trên điện trở 4
8/21/2017 TRỊNH LÊ HUY 29