Chương 2
Cơ bản về mạch điện
1
I N T C B NĐ Ệ Ử Ơ Ả
I. Những phần tử mạch điện
•
Sơ đồ mạch điện cơ bản:
dây dẫn
•
K
Bộ phận tiêu thụ có thể không có
điện do nguồn cung cấp

Nguồn cấp
điệnDC
T iả
Ch thỉ ị
(ch n)ọ
2
II. Các định luật mạch điện
•
1.
nh lu t Ohm VĐị ậ AB
A B
I
VAB = RI I = VAB/R R = VAB/I
•
Thí d 1:ụ Cho I = 2 A, R = 10 
•
VAB = 10(2) = 20 V
2. Đònh luật Joule

+
•
Thí dụ trên H.2 cho:
- I1+ I2 +I3 – I4 = 0 hay I1 + I4 = I2 + I3
•
Tổng quát: Tổng số dòng điện đi vào = tổng số dòng điện đi ra khỏi nút.
1
0
n
j
j
i
=
=
∑
4
•
b). Đònh luật Kirchhoff về điện thế (KVL)
•
Tổng cộng điện thế của một vòng mạch điện là bằng không:
với qui ước: khi ta chọn chiều dòng điện bất kỳ,
- Điện thế có dấu – khi dòng điện đi vào cực – của nguồn điện,
- Khi giải xong, nếu I > 0 chiều dòng điện được chọn là đúng
nếu I < 0 chiều dòng điện chọn sai, phải đổi chiều ngược lại.
Thí dụ1: Phương pháp vòng
Cho mạch điện theo h.3:
•
Chọn chiều dòng điện theo H.3, cho:
-V+V1+V2+V3 =0
-V + R1I + R2 I+ R3I =0

1
R2
2
R3
3
+
V
12V
I
5
Thí dụ 2: Tính dòng điện qua điện trở tải RL theo mạch ở H.4 :
Giải:
Ta chọn chiều dòng I 1, I 2
chạy trong vòng thứ 1 và
vòng thứ 2 như ở H.4.
•
Áp dụng đònh luật Kirchhoff
cho:
•
Thay trò số các điện trở vào được:
(4) ( 1+2+4) K I2 = 1k I1  7 I2 = 1 I1 (5)
(3)  V = (1 + 1 k )I1 – 1k I2  12V = 2k 7I2 – 1k I2 = 13k I2
•
Kết quả:
I2 = 12 V/ 13 k =0,923 mA
( )
( )
( )
( )
1 1 2 1 2

V
12V
I1
dong dien
I2
I1
I2
I2
Ω Ω
Ω Ω Ω
Ω Ω
Ω
6
Thí dụ: phương pháp nút
Cho mạch:
•
Áp dụng đònh luật
Kirchoff về dòng
-Nút 1 cho:
-
Nút 2:
1 2 3
1 2 3
1 1 1 2
1 2 3
0
0
0 (1)
I I I
I I I

3 4
0
0 (2)
I I I
e e e
I
R R
− + =
−
− + =
( )
( )
2
1
1 1 2 3 3
1
2
3 3 4
1 1 1
1 (3)
1 1
2 (4)
V e
e
R R R R R
e
I e
R R R
 
⇒ = + + −

G
G G G G
e
V
e I
G G G
G e S s
 
+ + −
 
 
 
=
 
 
 
 
− +
 
 
   
 
 
=
( )
( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
1 3 4 3

•
I = 1A. Tính trò e 1, e 2, và dòng I chạy qua điện trở R5.
•
Giải:
e1 = 0,65V
e2 = 4,75V
I = 0,95A
Ω
Ω
Ω
Ω
+
-
4
I
+
-
e1
V
R1
1
R2
2
R3
R4
e2
I1
I3
I2
-

I4
+
( ) ( ) ( )
( )
( )
( )
1 1 1 2 1 2 2 1 3
2 1 3 2 4
1 1 2 2 1 1 2 3 2 3
1 3 2 3 4
0
0
V e G V e G e e G
e e G e G I
V G V G e G G G e G
I e G e G G
− + − + − =
− − + =
⇒ + = + + −
= − + +
10
•
Giải được:
•
Nhận xét:
•
Ta có thể giải bằng cách cho V2 =0 và I =0, giải mạch theo V1,cho e1A:
•
Cho V1=0, I =0 , giải e1B theo V2, cho:
•

+ + +
3 4
G G
( )
2 2
1
1 2 3 4 3 4
B
V G
e
G G G G G G
=
+ + +
( ) ( )
3
1
1 2 3 4 1 2 3 4
C
IG
e
G G G G G G G G
=
+ + + +
11
•
Ta có kết quả:
•
Tổng quát:
•
Phát biểu nguyên lý xếp chồng:

•

b2A
13
III. Đònh lý Thevenin
•
Với mạch điện bất kỳ(H.a), ta có thể biểu diễn thành mạch điện đơn giản (H.b) như sau, với đònh nghóa sau:
A RTH A
VTH
RL
B B
•
Điện thế Thevenin VTH : tính được khi cho hở tải RL
•
Điện trở Thevenin RTH: tính được khi cho hở tải và nối tắt các nguồn điện thế có trong mạch
•
Và cho hở các nguồn dòng có trong mạch điện.
•
VTH = VOC
•
RTH = ROC
Mạch điện
bất kỳ
R
L
14

Thí dụ: Cho lại mạch điện ở H. 4
•
Tính được lần lượt sau:

4k
I
( )
3
6
2,5 4
0,923
TH
TH L
V V
I
R R R k
mA
= =
+ + +
=
D
C
B
A
R1
1k
R3
2k
R2
1k
RL
4
+
V

A
RTH
B
RL
I
RNorton
RN
16
Nguồn thế Nguồn dòng
1. Nguồn thế:
Rs
+
vs vs
-

a.Nguồn thế thực tế b. Nguồn thế lý tưởng (Rs=0)
2. Nguồn dòng:
is Rs is Rs

a. Nguồn dòng thực tế b. Nguồn dòng lý tưởng (Rs  )
∞
17
Sự tương đương giữa mạch Thevenin và mạch Norton
Thí dụ: Cho mạch:
Ta có lần lượt mạch tương đương
Thevenin và mạch tương đương
Norton
1
1 2
1 2

RN
2
1
1 2
1 2
N
N
V
I
R
R R
R
R R
=
=
+
TH
N
N
N TH
V
I
R
R R
⇔
=
18
Vài thí dụ áp dụng đònh lý Thevenin
Thí dụ 1.
•

4
3
TH
TH L
V V
I A
R R
= = =
+
 
+ Ω
 ÷
 
a'
a
+
-
VTH
2V
RTH
2/3
RL
4
I
a'
a
+
-
vs
3V

a'
a
+
-
V
1V
Is
2A
R2
2
R1
2
I1
+
-
1V
a'
a
+
-
VTH
RTH
I1
VTH
a'
a
Is
2A
R2
2

V I R A V
= =
+ Ω + Ω
= = =
= = Ω =
Thí dụ 3
Cho mạch:
•
Mạch tương đương Thevenin
cho tương tự như cách tính
như trên:
VTH = 4V
RTH = 2
Dòng điện và điện thế của tải:
Is
2A
a'
a
R2
2
R1
2
I2
RL
10
a'
a
+
-
VTH

= = Ω
Ω + Ω
a'
a
+
-
vs
72V
R1
6K
R2
3k
RL
4
RL
2k
a'
a
+
-
vs
72V
R1
6K
R2
3k
RL
2k
a'
a

2k
R3
4k
22
R3
4k
RL
2k
Thí dụ 5
•
Cho mạïch:
•
Áp dụng đònh lý Thevenin và
Nguyên lý chồng chất,lần lượt tính được :
•

( )
( )
1
2
1
2
6 3
2
6 3
6
18 12
6 3
4 2 8
12 8 20

a
R2
6
R1
3
a'
a
+
-
VTH
20V
RTH
2
RL
8
+
-
VTH2
8V
I
4A
a'
a
R2
6
R1
3
+
-
VTH1

ủửụng Thevenin sau:
2
1
1 2
1 1 2
TH
TH
R
V V
R R
R R R
=
+
=
R3
R5
R4
+
-
V
+
-
V
R1
R2
+
-
VTH2
+
-

2
R1
1
+
-
V
3V
IN
a'
a
R2
2
R1
1
2
1 2
3
3
3
1
N
N
R
V
I A
= Ω Ω = Ω
= =
Ω
a'
a