Sách kỹ sư/Điện/Điện tử

Vật dẩn điện và điện

Điện DC

Điện trở kháng

$R=\frac{V}{I}$

Điện thế

$V=IR$

Dòng điện

$I=\frac{V}{R}$

Điện năng

$P=IV=I^{2}R=\frac{V^2}{R}$

Điện AC

Điện ứng

$X=\frac{v(t)}{i(t}$

Điện kháng

$Z=R+X$

Điện trở

Điện DC

Điện trở kháng của điện trở được tính theo Định luật Ohm

$R=\frac{V}{I}$

$G=\frac{I}{V}=\frac{1}{R}$

Điện thế của điện trở được tính theo Định luật Volt

$V=IR$

Dòng điện của điện trở được tính theo Định luật Ampere

$I=\frac{V}{R}$

Điện AC

$i(t)=\frac{v(t)}{X}$

$v(t)=i(t)X$

$p(t)=v(t)i(t)$

$X_R=\frac{v(t)}{i(t)}=0$

$Z_R=R+X_R=R\mathrm{\angle }0=R=r$

Cuộn từ

DC

Từ cảm của cuộn từ

$B=LI$

Dòng điện trong cuộn từ

$I=\frac{B}{L}$

Từ dung của cuộn từ

$L=\frac{B}{I}$

AC

$v(t)=L\frac{d}{dt}i(t)$

$i(t)=\frac{1}{L}\int i(v)dt$

$p(t)=\int Bdi=\int Lidi=\frac{1}{2}L{i}^2$

$X_L=\frac{v(t)}{i(t)}=\omega L\mathrm{\angle }90=j\omega L=sL$

$Z_L=R+X_L=R\mathrm{\angle }0+\omega L\mathrm{\angle }90=R+j\omega L=R+sL$

Tụ điện

DC

Điện lượng của Tụ điện

$Q=CV$

Điện thế của Tụ điện

$V=\frac{Q}{C}$

Điện dung của Tụ điện

$C=\frac{Q}{V}$

AC

$i(t)=C\frac{d}{dt}v(t)$

$v(t)=\frac{1}{C}\int i(t)dt$

$p(t)=\int Qdv=\int Cvdt=\frac{1}{2}C{v}^2$

$X_R=\frac{v(t)}{i(t)}=\frac{1}{\omega C}\mathrm{\angle }-90=\frac{1}{j\omega C}=\frac{1}{sC}$

$Z_R=R+X_C=R\mathrm{\angle }0+\frac{1}{\omega C}\mathrm{\angle }-90=R+\frac{1}{j\omega C}=R+\frac{1}{sC}$

Mạch điện

Mạch điện điện tử là một vòng khép kín của nhiều linh kiện điện tử mắc nối với nhau theo một lối mắc nhứt định để tạo thành các Bộ phận điện tử có khả năng thực thi một việc

Định luật mạch điện

Định luật Kirchhoff được dùng để mô tả mối quan hệ của cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện. Các định luật này được Gustav Kirchhoff xây dựng vào năm 1845 bao gồm 2 định luật sau

Định luật Kirchhoff về cường độ dòng điện

Tổng giá trị đại số của dòng điện tại một nút trong một mạch điện là bằng không . Tại bất kỳ nút (ngã rẽ) nào trong một mạch điện, thì tổng cường độ dòng điện chạy đến nút phải bằng tổng cường độ dòng điện từ nút chạy đi
$\sum _{k=1}^n{I}_k=0$ . Với n là tổng số các nhánh với dòng điện chạy vào nút hay từ nút ra.
$\sum _{k=1}^n{\tilde{I}}_k=0$

Định luật Kirchhoff về điện thế

Tổng giá trị điện áp dọc theo một vòng bằng không
$\sum _{k=1}^n{V}_k=0$. Với n là tổng số các điện áp được đo.
$\sum _{k=1}^n{\tilde{V}}_k=0$

Thí dụ

Theo định luật 1, ta có:

$i_1-i_2-i_3=0$

Định luật 2 áp dụng cho vòng s₁:

$-R_2{i}_2+{ϵ}_1-R_1{i}_1=0$

Định luật 2 áp dụng cho vòng s₂:

$-R_3{i}_3-{ϵ}_2-{ϵ}_1+R_2{i}_2=0$

Đến đây ta có hệ phương trình tuyến tính cho 3 ẩn số $i_1,i_2,i_3$:

$\{\begin{array}{cc}{i}_1-i_2-i_3& =0\\ -R_2{i}_2+{ϵ}_1-R_1{i}_1& =0\\ -R_3{i}_3-{ϵ}_2-{ϵ}_1+R_2{i}_2& =0\end{array}$

Giả sử:

$R_1=100,R_2=200,R_3=300\text{ (ohm)};{ϵ}_1=3,{ϵ}_2=4\text{ (volt)}$

kết quả:

$\{\begin{array}{c}{i}_1=\frac{1}{1100}\text{ hay }0.\overline{90}\text{ mA}\\ i_2=\frac{4}{275}\text{ hay }14.\overline{54}\text{ mA}\\ i_3=-\frac{3}{220}\text{ hay }-13.\overline{63}\text{ mA}\end{array}$

$i_3$ mang dấu âm vì hướng của $i_3$ ngược với hướng giả định trong hình.

Định luật Norton

Mọi mạch điện đều có thể biểu diển bằng mạch điện tương đương của mạch điện song song của dòng điện nguồn và điên dần tổng sau

Định luật Thevenin

Mọi mạch điện đều có thể biểu diển bằng mạch điện nối tiếp của một điện thế và điện kháng như sau

Lối mắc mạch điện

Có 4 lối mắc mạch điện cơ bản sau nối tiếp, song song, 2 cổng và tích hợp

Mạch điện
Mạch điện nối tiếp,
Mạch điện song song
Mạch điện 2 cổng
Mạch điện tích hợp

Mạch điện nối tiếp

Có các linh kiện điện mắc nối kề nhau trong một vòng tròn khép kín

$V=I{R}_1+I{R}_2+...+I{R}_n=I(R_1+R_2+...+R_n)$

$R_t=\frac{V}{I}=(R_1+R_2+...+R_n)$

$I=\frac{V}{R_t}=\frac{V}{R_1+R_2+...+R_n}$

Mạch điện song song

Có các linh kiện điện mắc nối thẳng đứng đối diện nhau trong một vòng tròn khép kín

$I=I_1+I_2+...+I_n=\frac{V}{R_1}+\frac{V}{R_2}+...+\frac{V}{R_n}=V(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n})$

$\frac{I}{V}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n}=\frac{1}{R_t}=G_t$

$V=\frac{I}{G_t}$

Mạch điện 2 cổng

Có các linh kiện điện tử mắc nối với nhau tạo ra 2 cổng nhập và xuất

$V_o=I{R}_2=\frac{V_i}{R_1+R_2}{R}_2$

$\frac{V_o}{V_i}=\frac{R_2}{R_1+R_2}$

Mạch điện tích hợp

Chân của Op Amp

1 Chỉnh Không 2 Chân Nhập Trừ 3 Chân Nhập Cộng 4 Chân Điện Nguồn -V 5 Không Dùng 6 Chân Xuất 7 Chân Điện Nguồn +V 8 Không Dùng

Con chíp IC 741 có khả năng khuếch đại hiệu hai điện thế nhập

Khuếch đại hiệu hai điện thế	$V_o=A(V_2-V_1)$
Khuếch đại điện âm	$V_o=-A{V}_1.V_2=0$
Khuếch đại điện dương	$V_o=A{V}_2.V_1=0$
So sánh điện thế	$V_o=0.V_2=V_1$ $V_o=V_{+}.V_2>V_1$ $V_o=V_{-}.V_2<V_1$