Sách vật lý/Điện/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

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 Định luật Kirchhoff về cường độ dòng điện ,Định luật Kirchhoff về điện thế

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.
$\sum _{k=1}^{n}{\tilde {I}}_{k}=0$

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:

$-R_{2}i_{2}+\epsilon _{1}-R_{1}i_{1}=0$

Định luật 2 áp dụng cho vòng s₂:

$-R_{3}i_{3}-\epsilon _{2}-\epsilon _{1}+R_{2}i_{2}=0$

Đến đây ta có hệ phương trình tuyến tính cho 3 ẩn số $i_{1},i_{2},i_{3}$:

${\begin{cases}i_{1}-i_{2}-i_{3}&=0\\-R_{2}i_{2}+\epsilon _{1}-R_{1}i_{1}&=0\\-R_{3}i_{3}-\epsilon _{2}-\epsilon _{1}+R_{2}i_{2}&=0\\\end{cases}}$

Giả sử:

$R_{1}=100,\ R_{2}=200,\ R_{3}=300{\text{ (ohm)}};\ \epsilon _{1}=3,\ \epsilon _{2}=4{\text{ (volt)}}$

kết quả:

${\begin{cases}i_{1}={\frac {1}{1100}}{\text{ hay }}0.{\bar {90}}{\text{ mA}}\\i_{2}={\frac {4}{275}}{\text{ hay }}14.{\bar {54}}{\text{ mA}}\\i_{3}=-{\frac {3}{220}}{\text{ hay }}-13.{\bar {63}}{\text{ mA}}\\\end{cases}}$

$i_{3}$ mang dấu âm vì hướng của $i_{3}$ ngược với hướng giả định trong hình.

Định luật Ohm

Trong một mạch điện khép kín của một điện thế mắc nối tiếp với một điện trở . Định luật Ohm cho rằng

Điện thế tỉ lệ thuận với Dòng điện và Điện trở kháng bằng tích của Dòng điện nhân với Điện trở kháng

$V=IR$

$V$ - Điện thế đo bằng đơn vị Vôn V

$I$ - Dòng điện đo bằng đơn vị Ampere A

$R$ - Điện trở kháng đo bằng đơn vị Ôm Ω

Từ trên

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

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

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

Định luật Watt

Trong một mạch điện khép kín của một điện thế mắc nối tiếp với một điện trở . Định luật Watt cho rằng

Điện thế tỉ lệ thuận với Dòng điện và Điện trở kháng bằng tích của Dòng điện nhân với Điện trở kháng

Công thức toán

$P=IV$

$P$ - Năng lượng điện đo bằng đơn vị Watt W

$I$ - Dòng điện đo bằng đơn vị Ampere A

$V$ - Điện thế đo bằng đơn vị Vôn V

Từ trên

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

$P=IV=I\times I\times R=I^{2}R$

Hoán chuyển mạch điện

Hoán chuyển Norton

Hoán chuyển Thevenin

Lối mắc mạch điện

Các lối mắc mạch điện tiêu biểu sau

• Mạch điện nối tiếp của các linh kiện điện tử mắc kề với nhau

• Mạch điện song song của các linh kiện điện tử mắc đối với nhau

• Mạch điện 2 cổng của các linh kiện điện tử mắc vuông góc với nhau

• Mạch điện tích hợp của các linh kiện điện tử đả được mắc sẳn trong một hộp đen có nhiều chân rời ngoài để mắc nối với các công cụ điện rời ngoài