Luận Văn Ứng dụng Orcad Pspice giải các bài toán mạch điện

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Ứng dụng Orcad Pspice giải các bài toán mạch điện


PHẦN MỞ ĐẦU
Tôi lựa chọn thực hiện đề tài này dựa trên các lý do sau đây. Đề tài mà tôi thực
hiện được lựa chọn từ danh mục các đề tài được khoa đề ra. Tôi lựa chọn thực hiện đề
tài này do xét thấy kiến thức của mình nắm khá vững hai môn học Mạch điện 1 và
Mạch điện 2. Thêm vào đó là lý do muốn tìm hiểu về cách sử dụng phần mềm Orcad
Pspice để giải các bài toán mạch điện, một phần mềm mà tôi mới tìm hiểu lần đầu tiên.
Và do mong muốn tìm hiểu lại kiến thức mà mình đã học trong hai môn học Mạch điện
1 và Mạch điện 2, hai môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về phân
tích mạch và tổng hợp mạch điện.
Mục đích của đồ án là cung cấp những kiến thức cơ bản về lý thuyết mạch và
phương pháp sử dụng phần mềm Orcad Pspice đề giải các bài toán mạch điện. Trong
mục tiêu cung cấp những kiến thức cơ bản về lý thuyết mạch, đồ án sẽ giới thiệu những
khái niệm về mạch điện, các phương pháp phân tích mạch. Với mỗi phương pháp đều
có bài toán ứng dụng. Đồ án chỉ trình bày các phương pháp phân tích mạch cơ bản chứ
không đi sâu trình bày các mạch cụ thể. Trong mục tiêu cung cấp phương pháp sử dụng
phần mềm Orcad Pspice để giải các bài toán mạch điện đồ án trình bày cách cài đặt
phần mềm Orcad, các bước tiến hành mô phỏng trong Orcad Pspice và giải các bài
toán mạch điện dùng phần mềm Orcad Pspice. Từ kết quả tính toán và kết quả mô
phỏng bằng phần mềm đồ án sẽ đưa ra kết luận về việc sử dụng phần mềm Orcad
Pspice trong việc giải các bài toán mạch điện.
Đối tượng nghiên cứu của đồ án là các bài toán mạch điện và cách sử dụng phần
mềm Orcad Pspice để giải các bài toán mạch điện. Phạm vi nghiên cứu là các phương
pháp giải các bài toán mạch điện chung nhất mà từ đó có thể suy ra cách giải các bài
toán mạch điện có cấu hình đặc biệt ví dụ: Mạch điện 3 pha được phân tích như mạch
điện xác lập điều hòa.
Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đồ án: Tổng hợp các phương pháp giải các
bài toán mạch điện qua việc trình bày cơ sở lý thuyết cùng với việc giải trọn vẹn các
bài tập ví dụ. Đánh giá tác dụng của việc sử dụng phần mềm Orcad Pspice vào việc
giải các bài toán mạch điện.


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn những vấn đề liên quan đến đồ án:
Cơ sở lý luận của những vấn đề liên quan đến đồ án là các kiến thức đã được
nghiên cứu trong môn học lý thuyết mạch điện.
Cơ sở thực tiển là việc dựa trên cơ sở lý luận để giải các bài toán mạch điện và
sử dụng các công cụ mô phỏng phân tích mạch điện trong phần mềm Orcad Pspice để
mô phỏng các mạch điện.
1.2 Đánh giá những công trình nghiên cứu đã có:
Hai quyển Mạch điện 1 và Mạch điện 2 của tác giả Phạm Thị Cư đã trình bày
khá đầy đủ các phương pháp giải các bài toán mạch điện.
1.3 Những vấn đề đồ án cần nghiên cứu, giải quyết:
Trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp giải các bài toán mạch điện, giải trọn
vẹn một số bài tập cụ thể. Mô phỏng các bài tập ví dụ trên phần mềm Orcad Pspice.
Sau đó so sánh kết quả tính toán và mô phỏng để đưa ra kết luận về việc sử dụng phần
mềm Orcad Pspice để giải các bài toán mạch điện.
Nội dung của đồ án bao gồm:
Phần mở đầu.
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Lý thuyết về mạch điện
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4: Kết quả và bàn luận
Phần kết luận và kiến nghị.
1.4 Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đồ án là các bài toán mạch điện và việc sử dụng phần
mềm Orcad Pspice để giải các bài toán mạch điện.
1.5 Cơ sở lý thuyết:
Cơ sở lý thuyết là kiến thức của môn học lý thuyết mạch điện mà đặc biệt là hai
quyển Mạch điện 1 và Mạch điện 2 của tác giả Phạm Thị Cư cùng với kiến thức mà tôi
được học trong các học kỳ vừa qua.
1.6 Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đồ án:
Dựa trên cơ sở lý thuyết để giải các bài toán mạch điện. Đồng thời sử dụng các
công cụ của phần mềm Orcad Pspice để giải các bài toán mạch điện. Sau đó so sánh kết
quả của hai phương pháp trên để rút ra kết luận về việc giải các bài toán mạch điện.


CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT VỀ MẠCH ĐIỆN
2.1 Những khái niệm cơ bản về mạch điện:
2.1.1 Giới hạn và phạm vi ứng dụng của lý thuyết mạch:
Việc nghiên cứu các quá trình vật lý thường đòi hỏi phải dẫn đến việc mô tả các
hiện tượng đó bằng mô hình. Dựa trên mô hình với các dữ kiện ban đầu và bằng các
phương pháp toán học người ta có thể nghiên cứu phân tích các hiện tượng vật lý. Mô
hình được tạo ra phải phản ánh tốt nhất các đặc tính của hiện tượng, không đưa đến sự
sai khác quá lớn giữa kết quả nhận được từ phân tích trên mô hình và kết quả đo lường
thực tế. Mô hình chỉ là gần đúng với thực tế, mô hình càng tốt nếu kết quả nhận được
từ phân tích trên mô hình càng chính xác.
Để khảo sát các hiện tượng điện từ trong kỹ thuật điện, điện tử, vô tuyến điện
thường dùng hai loại mô hình: Mô hình trường và mô hình mạch, mà tương ứng ta có
hai môn học: Lý thuyết trường điện từ và lý thuyết mạch điện.
Trong lý thuyết trường, mô hình trường được sử dụng. Quá trình điện từ được
đo bởi một số hữu hạn các biến phân bố trong không gian cũng như thời gian như
vectơ cường độ trường điện
) , ( t r E
, cường độ trường từ
) , ( t r H
, mật độ dòng điện
) , ( t r J
, mật độ điện tích
) , ( t r 
, v.v Việc khảo sát dựa trên hệ phương trình
Maxwell, là hệ phương trình đạo hàm riêng trong không gian và thời gian, liên hệ giữa
các đại lượng trên. Tính chất của các môi trường trong đó ta khảo sát quá trình điện từ
được mô tả bởi các phương trình chất có dạng:
E D  
,
H B  
,
E J  
v.v.
trong đó: hệ số điện thẩm ε, hệ số từ thẩm à, độ dẫn điện γ là các thông số đặc trưng
của môi trường.
Việc dùng mô hình trường để khảo sát các hiện tượng điện từ có ưu điểm là
chính xác nhưng rất phức tạp về mặt toán học ngay cả đối với các hệ đơn giản.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Gia Hưng, Nguyễn Đình Ái, Đại số, Trường Đại học Nha Trang, 2008.
[2] Phạm Thị Cư, Mạch điện 1, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh,
2002.
[3] Phạm Thị Cư, Bài tập mạch điện 1, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí
Minh, 2005.
[4] Phạm Thị Cư, Mạch điện 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh,
2006.
[5] Phạm Thị Cư, Bài tập mạch điện 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí
Minh, 2007.
[6] Phạm Quang, Nguyễn Phương Quang, Vẽ phân tích và mô phỏng mạch điện với
orcad 9.0, Nhà xuất bản Thống Kê, 2002.
[7] Hồ Văn Sung, Bài tập cơ sở kỹ thuật mạch điện & điện tử Tập một, Nhà xuất bản
Giáo Dục Việt Nam, 2010.
[8] Hồ Văn Sung, Bài tập cơ sở kỹ thuật mạch điện & điện tử Tập hai, Nhà xuất bản
Giáo Dục Việt Nam, 2010.
[9] Nhóm 1 – Lớp 04ĐT1, Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử Orcad
10.5.
[10] Vũ Trí Viễn, Sử dụng phần mềm PSpice.