Bước tới nội dung

Công thức điện tử

Tủ sách mở Wikibooks

Sách công thức tóan điện tử

Điện

[sửa]
Điện DC hình v(t)=V
Điện AC hình v(t)=Vsinωt

Điện và vật dẩn điện

[sửa]
Điện DC hình R=VI
G=IV
Điện AC hình X=v(t)i(t)
Z=R±X

Điện nguồn

[sửa]

DC

[sửa]
I=Qt
Q=It
V=WQ
W=QV
E=Wt=QVt=IV

AC

[sửa]
i(t)=ddtQ(t)
Q(t)=∫i(t)dt
v(t)=ddtW(t)Q(t)
W(t)=∫v(t)Q(t)=∫v(t)i(t)dt
E(t)=ddtW(t)=ddt∫v(t)i(t)dt

Điện trở

[sửa]

DC

[sửa]

Điện trở kháng

R=VI=ρlA=1G

Điện dẩn

G=IV=σAl=1R

Điện thế

V=IR=IG

Dòng điện

I=VG=VR

AC

[sửa]

Dòng điện

i(t)=v(t)X

Điện thế

v(t)=i(t)X

Điện ứng

X=v(t)i(t)

Điện kháng

Z=R+X=R∠0=R=r


Điện từ cảm

B=Li=μAi=μ2πri

Từ dung

L=Bi=μA=μ2πr

Năng lượng nhiệt nội, nhiệt sinh trong điện trở khi điện trở dẩn điện . Năng lượng điện thất thoát dưới dạng nhiệt

Wi=i2R(T)
R(T)=Ro+nT
R(T)=RoenT

Năng lượng điện truyền với thất thoát dưới dạng nhiệt

W=Wv−Wi=iv−i2R(T)=i[v−iR(T)]

Năng lượng nhiệt ngoại ,Năng lượng nhiệt tỏa vào môi trường xung quanh

We=pv=mCΔT
v=mCΔTp
C=pvmΔT
m=pvCΔT=pλ
p=mCΔTv=mλ
λ=CΔTv=mp

từ

[sửa]

DC

[sửa]
B=LI=NμlI
I=BL
L=BI=Nμl

AC

[sửa]

Dòng điện

i(t)=Lddti(t)

Điện thế

v(t)=1L∫v(t)dt

Điện ứng

X=v(t)i(t)

Điện kháng

Z=R+X=R∠0+ωL∠90=R+jωL=sL


Điện từ cảm

B=Li=μAi=Nμli

Từ dung

L=Bi=μA=Nμl

Năng lượng nhiệt nội, nhiệt sinh trong điện trở khi điện trở dẩn điện . Năng lượng điện thất thoát dưới dạng nhiệt

Wi=∫Bdi=∫Lidi=12Li2


Năng lượng nhiệt ngoại ,Năng lượng nhiệt tỏa vào môi trường xung quanh

We=pv=pω=p1μϵ=pC=pλf=hf
h=pλ
p=hλ
λ=hpv=Cf

Tụ điện

[sửa]

DC

[sửa]
Q=CV=ϵAlV=CEl
V=QC
C=QV=ϵAl

AC

[sửa]

Diot

[sửa]

DC

[sửa]

AC

[sửa]
Linh kiện điện tử Điện DC Điện AC
Điot
+ --
>|----- Vo . Vo=Vi−Vd
Vi -----|<|----- Vo . Vo=0
>|----- Vo . Nửa sóng cộng Vi
Vi -----|<|----- Vo . Nửa sóng trừ Vi

Trăng si tơ

[sửa]
NPN -
PNP -

Tính chất IV

[sửa]

DC

[sửa]

Trang si tơ không dẩn điện khi

VB < VBE

Transistor dẩn điện khi

VB > VBE

Khi transistor dẩn điện,

IB ≠ 0 ,
IE = α IB ,
IC = β IB

AC

[sửa]

Khi mắc với điện AC

NPN transistor cho qua nửa sóng chiều dương .
PNP transistor cho qua nửa sóng chiều dương

IC

[sửa]
Linh kiện điện tử Điện DC Điện AC
IC 741

Chân của con chíp IC 741


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
Ký hiệu

Khuếch đại khác biệt giửa hai điện thế ở cổng nhập
Vo=A(V2−V1)
Khuếch Đại Điện Âm
Vo=−AV1.V2=0
Khuếch Đại Điện Dương
Vo=AV2.V1=0
So Sánh hai Điện Thế
Vo=0.V2=V1
Vo=V+.V2>V1
Vo=V−.V2<V1
IC 555

Các chân của con chip IC555
Pinout diagram
1 . GND . Chạm đất (0 V)
2 . TRIG . OUT lên , khoảng thời gian , khi nhập dưới 1/3 VCC.
3 . OUT . khởi động bởi TRIG +VCC or GND.
4 . RESET . Khoảnh thời gian
5 . CTRL . điều khiển mạch chia điện bên trong (mặc định, 2/3 VCC).
6 .THR . Khoảnh thời gian ngưng khi điện thế ở THR trên CTRL.
7 . DIS . Xuất hở thâu ; nhả điện tụ điện
8 . V+, VCC . Điện cấp phát 3 and 15 V.

Mạch điện

[sửa]

Mạch điện điện trở

[sửa]
Mạch điện Lối mắc Tính chất
Mạch chia điện


I=ViR2+R1
Vo=IR2=ViR2R2+R1
VoVi=R2R2+R1
VoVi=R2R2+R1

Mạch T


V=V2R1R1+R3=V1R1R2+R1
V2V1=R1+R3R1R1R2+R3
V2V1=R1+R3R2+R3
V2V1=R1+R3R2+R3

Mạch π 2 cổng vovi=1R3−1R21R1−1R2
Mạch Nối Tiếp Song Song REQ=(R1‖R2)+R3=R1R2R1+R2+R3
Δ - Y Hoán Chuyển


R1=RaRbRa+Rb+Rc
R2=RbRcRa+Rb+Rc
R3=RcRaRa+Rb+Rc

Y - Δ Hoán Chuyển Ra=R1R2+R2R3+R3R1R2
Rb=R1R2+R2R3+R3R1R3
Rc=R1R2+R2R3+R3R1R1

Mạch điện RLC nối tiếp

[sửa]
Mạch điện Tính chất Công thức
Mạch điện RLC nối tiếp


1. R≠0 và mạch điện hoạt động ở trạng thái cân bằng
VL+VC+VR=0
Ldidt+1C∫idt+iR=0
d2idt2+RLdidt+1LCi=0
s2i+2αsi+βi=0
β=1T=1LC
α=βγ=R2L
T=LC
γ=RC

Nghiệm phương trình
Một nghiệm thực . α=β . i=Ae−αt=A(α)
Hai nghiệm thực . α>β . i=Ae(−α±α−β)t
Hai nghiệm phức . α<β . i=Ae(−α±jβ−α)t=A(α)Sinωt
A(α)=Ae−αt
ω=β−α
λ=α−β


2. R≠0 và mạch điện hoạt động ở trạng thái đồng bộ
ZL=−ZC
ωo=±j1T
T=LC
Zt=ZL+ZC+ZR=ZR=R
i=vR
i(ω=0)=0
i(ω=ωo)=vR
i(ω=00)=0


3. R=0 và mạch điện hoạt động ở trạng thái cân bằng
VL+VC=0
Ldidt+1C∫idt=0
d2idt2+1LCi=0
d2idt2=−1Ti
i=ASinωt
ω=1T
T=LC

4. R=0 và mạch điện hoạt động ở trạng thái đồng bộ
ZL=−ZC
ωo=±j1T
T=LC
VL=−VC
v(θ)=ASin(ωot+2π)−ASin(ωot−2π)

Mạch điện LC

[sửa]
Mạch điện Tính chất Công thức
Mạch điện LC nối tiếp


Ở trạng thái cân bằng
VL+VC=0
Ldidt+1C∫idt=0
d2idt2+1LCi=0
s2i=−1Ti
s=−1T=±j1T=±jω
i=Aest=Ae±jωt=ASinωt
ω=1T
T=LC
Ở trạng thái đồng bộ
ZL=−ZC
ωo=±j1T
T=LC
VL=−VC
v(θ)=ASin(ωot+2π)−ASin(ωot−2π)

Mạch điện RL

[sửa]
Mạch điện điện tử Tính chất
Mạch điện RL nối tiếp VL+VR=0


Ldidt+iR=0
didt+RLi=0
si=−1Ti
s=−1T=−α
i(t)=Aest=Ae−αt
α=1T
T=LR

Mạch điện RL bộ lọc tần số thấp
vovi=RR+jωL=11+jωLR=11+jωT


T=LR
ωo=1T=RL=2πfo
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=0

Mạch điện RL bộ lọc tần số cao


vovi=jωLR+jωL=jωLR1+jωLR=jωT1+jωT
T=LR
ωo=1T=RL=2πf
vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=0)=vi

Mạch Điện RC

[sửa]
Mạch điện Tính chất
Mạch Điện RC nối tiếp
Mạch Điện RC nối tiếp
VC+VR=0


Cdvdt+vR=0
dvdt=−1RCv
sv=−1Tv
s=−1T=−α
α=1T
T=RC
v=Aest=Ae−αt

Mạch điện RC bộ lọc tần số thấp


vovi=1jωCR+1jωC=1jωRC+1=11+jωT
T=RC
ωo=1T=1RC=2πf
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=0

Mạch điện RC bộ lọc tần số cao vovi=RR+1jωC=jωCR1+jωCR=jωT1+jωT


T=RC
ωo=1T=1RC
vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=vi

Mạch điện IC

[sửa]

Mạch điện IC 741

[sửa]
Mạch Điện VoVi Chức năng
Inverting amplifier Vout=−Vin(RfR1) Khuếch Đại Điện Âm
Non-inverting amplifier Vout=Vin(1+R2R1) Khuếch Đại Điện Dương
Voltage follower Vout=Vin  Dẩn Điện
Summing amplifier Vout=−Rf(V1R1+V2R2+⋯+VnRn) Khuếch Đại Tổng
Integrating amplifier Vout=∫0t−VinRCdt+Vinitial Khuếch Đại Tích Phân
Differentiating amplifier Vout=−RC(dVindt) Khuếch Đại Đạo Hàm
Schmitt trigger Hysteresis from −R1R2Vsat to R1R2Vsat Schmitt trigger
Inductance gyrator L = RLRC Từ Dung
Negative impedance converter Rin=−R3R1R2 Điện Trở Âm
Logarithmic configuration vout=−Vγln⁡(vinIS⋅R) Khuếch Đại Logarit
Exponential configuration vout=−RISevinVγ Khuếch Đại Lủy Thừa

Mạch điện IC 555

[sửa]
Sóng vuông Lối mắc Công thức
Sóng vuông một trạng thái
The relationships of the trigger signal, the voltage on C and the pulse width in monostable mode
Schematic of a 555 in monostable mode Thời gian của sóng đơn , Thời gian để nạp điện bằng 2/3 điện cung cấp
t=RCln⁡(3)≈1.1RC
Với
t,R, đo bằng đơn vị seconds, ohms và farads
Sóng vuông hai trạng thái ổn Standard 555 Astable Circuit Sóng vuông hai trạng thái ổn có tần số sóng tùy thuộc vài giá trị của R1, R2 and C
f=1ln⁡(2)⋅C⋅(R1+2R2)
Thời gian cao
th=ln⁡(2)⋅(R1+R2)⋅C
Thời gian thấp
tl=ln⁡(2)⋅R2⋅C
Năng xuất của R1 phải cao hơn giá trị của Vcc2R1

Bộ phận điện tử

[sửa]

Bộ giảm điện

[sửa]

Bộ giảm điện . Bộ phận điện tử có khả năng giảm điện

Bộ giảm điện Lối mắc Tính chất
Mạch điện RL nối tiếp


VL+VR=0
Ldidt+iR=0
didt=−1Ti
T=LR
∫dii=−1T∫dt
Lni=−1T+c
i=e−1Tt+c=Ae−1Tt
A=ec


Mạch điện RC nối tiếp


VC+VR=0
Cdvdt+vR=0
dvdt=−1Tv
T=RC
∫dvv=−1T∫dt
Lnv=−1T+c
v=e−1Tt+c=Ae−1Tt
A=ec

Bộ ổn điện

[sửa]

Bộ ổn điện . Bộ phận điện tử cho điện thế ổn không đổi ở tần số thời gian

Bộ phận điện tử Lối mắc Tính chất
Bộ lọc tần số thấp
vov2=1jωCR+1jωC=11+jωT
T=RC
ωo=1T=1RC
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=0
Bộ lọc tần số thấp

vov2=RR=jωL=11+jωT
T=LR
ωo=1T=RL
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=0
Bộ lọc tần số cao

vov2=jωT1+jωT
T=RC
ωo=1T=1RC

vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=vi
Bộ lọc tần số cao

vov2=jωT1+jωT
T=LR
ωo=1T=RL
vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi2
vo(ω=00)=vi
Bộ lọc băng tần

vovi=(11+jωTL)(jωTH1+jωH)
TL=LR
TH=RC
ωL−ωH=RL−1RC
Bộ lọc băng tần

vovi=(11+jωTL)(jωTH1+jωH)
TL=RC
TH=LR
ωL−ωH=1RC−RL
Bộ lọc băng tần chọn lựa
LC-R

vovi=RR+jωL+1jωC
ω=ω1−ω2
vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi
vo(ω=00)=0
Bộ lọc băng tần chọn lựa
R-LC

vovi=jωC+1jωLR+jωC+1jωL
ω=ω1−ω2
vo(ω=0)=0
vo(ω=ωo)=vi
vo(ω=00)=0
Bộ lọc băng tần chọn lược
LC-R

vovi=RR+jωL+1jωC
ω=ω1−ω2
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=0
vo(ω=00)=vi
Bộ lọc băng tần chọn lược
R-LC

vovi=jωC+1jωLR+jωC+1jωL
ω=ω1−ω2
vo(ω=0)=vi
vo(ω=ωo)=0
vo(ω=00)=vi

Bộ khuếch đại điện

[sửa]

Bộ khuếch đại điện . Bộ phận điện tử có khả năng khuếch đại điện

Bộ phận điện tử Khuếch đại điện âm Khuếch đại điện dương
Trăng si tơ
vovi=1−(R2R2+R1)(R3R4)
R1=0 . R4=(n+1)R3
Vout=−nVin
Op amp 741
Inverting amplifier
Vout=−Vin(RfR1)
−nVin.Rf=nR1

Non-inverting amplifier
Vo=Vi(1+R2R1)
Vout=nVin . R2=nR1 R2R1>>1
Biến điện

Vout=−VinN2N1
Vo=−nVi . N2=nN1


Vout=VinN2N1
Vo=nVi . N2=nN1

Bộ dao động sóng điện

[sửa]

Bộ dao động sóng điện . Bộ phận điện tử có khả năng tạo ra dao động dao động sóng điện tìm thấy từ các mạch điện LC và RLC mắc nối tiếp

Bộ phận điện tử Tính chất
Bộ dao động sóng điện đều


Ldidt+1C∫vdt=0
d2idt+1Ti=0
d2idt=−1Ti
i(t)=e±j1Tt=e±jωt=ASinωt
ω=1T
T=LC
Ở trạng thái cân bằng LC nối tiếp có khả năng tạo ra Sóng điện đều của Sóng Sin

Bộ dao động sóng điện dừng


ZL−ZC=0
Từ trên
ZC=−ZL
1ωC=−ωL
ωo=±j1T
T=LC
VC=−VL
V(θ)=ASin(ωot+2π)−ASin(ωot−2π)
Mạch điện có khả năng tạo ra Dao động Sóng Dừng ở góc độ 0 - 2π

Bộ dao động sóng điện giảm dần đều
Phân tích mạch điện RLC nối tiếp ở trạng thái cân bằng, ta thấy


Ldidt+1C∫Vdt+iR=0
d2idt+RLdidt+1LCi=0
d2idt+2αdidt+βi=0
d2idt=−2αdidt−βi
α=R2L=βγ
β=1LC=1T
T=LC
γ=RC
Phương trìnhh trên có nghiệm như sau
1 nghiệm thực . α=β
i=Ae−αt=Ae−αt
2 nghiệm thực . α>β
i=Ae(−α±λ)t
λ=α−β
2 nghiệm phức . α<β
i=Ae(−α±jω)t=A(α)Sinωt
ω=β−α

Bộ dao động sóng điện cao thế
Ở Trạng Thái Đồng Bộ


Zt=ZR+ZL+ZC=R
ZL+ZC=0
i=vZt=vR
Xét mạch điện ở 3 tần số góc
i(ω=0)=0
i(ω=ωo)=vR
i(ω=00)=0

Bộ biến đổi chiều điện

[sửa]

Bộ biến đổi chiều điện . Bộ phận điện tử có khả năng biến đổi sóng điện . Thí dụ như biến đổi điện AC hai chiều thành điện AC một chiều

Bộ phận điện tử Tính chất
Với Biến điện chia ở trung tâm
Với Biến điện không có chia ở trung tâm

Bộ biến đổi sóng điện AC sang DC

[sửa]

Bộ biến đổi sóng điện AC sang DC . Bộ phận điện tử có khả năng biến đổi sóng điện AC sang sóng điện DC

Bộ phận điện tử Tính chất
Bộ biến đổi sóng điện AC sang DC