Указания к решению задачи 1

К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Тема 2. 2 Электронные устройства.

Электронные выпрямители, основные сведения, структурная схема. Однофазные и трехфазные выпрямители. Сглаживающие фильтры.

Электронные усилители: назначение, типы, технические характеристики, принцип работы, обратная связь в усилителях.

Многокаскадные усилители, усилители постоянного тока, импульсные и избирательные усилители, операционные усилители.

Колебательный контур. Структурная схема электронного генератора. Генераторы синусоидальных колебаний: генераторы LC-типа, генераторы RC- типа. Импульсные генераторы, генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН - генератор). Мультивибраторы

Понятие о микропроцессорах и микро-ЭВМ. Устройство и работа микро-ЭВМ. Структурная схема, взаимодействие блоков.

Арифметическое и логическое обеспечение микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Архитектура микропроцессора. Микропроцессоры с жесткой и гибкой логикой. Интерфейс микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Интегральные схемы микроэлектроники, логические элементы и их параметры, логические микросхемы. Триггеры.

Периферийные устройства микро - ЭВМ. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Аналогово-цифровые преобразователи.

Вопросы для самоконтроля.

1Объясните работу однофазной однополупериодной и мостовой схемы выпрямления.

2Чему равно обратное напряжение в двухполупериодной, мостовой и трехфазной схемах выпрямления?

3Какими основными параметрами характеризуется усилитель?

4Как определяется коэффициент усиления транзисторного усилителя при схеме с общим эмиттером?

5Объясните назначение элементов схемы, работу и применение генераторов синусоидального напряжения типа LC и RC.

6Объясните структурный состав, основные функции микропроцессора и укажите существенное отличие микропроцессора от микро-ЭВМ

Решение задачи 1 требует знания материала темы «Электрические цепи постоянного тока»: основных законов цепей постоянного тока (законов Ома, Кирхгофа, последовательного и параллельного соединения резисторов), производных формул этих законов и умения их применять для расчета электрических цепей со смешанным соединением резисторов.

Расчет электрических цепей со смешанным соединением резисторов выполняется путем постепенного упрощения схемы в следующей последовательности:

1Определить узлы и ветви схемы; обозначить стрелками направление токов во всех ветвях

23аменить группу последовательно соединенных резисторов эквивалентным сопротивлением участка цепи

3Заменить группу параллельно соединенных резисторов также их эквивалентным сопротивлением

4Найти эквивалентное сопротивление всей цепи

5Определить силу тока в неразветвленной части цепи

6Посредством обратного преобразования найти разность потенциалов (напряжение) на отдельных резисторах и силу тока во всех ветвях

7Проверить правильность выполненных расчетов.

Методику и последовательность действий при решении задач со смешанным соединением резисторов рассмотрим в общем виде на конкретном примере.

Условие задачи. Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. Заданы схема цепи (рисунок 1), значения сопротивлений резисторов: R₁ = 30 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = 5 Ом, мощность цепи Р = 320 Вт.

Определить: эквивалентное сопротивление цепи Rэк; 2) токи, проходящие через каждый резистор I1 – I4. Решение задачи проверить, применив законы Кирхгофа. Составить баланс мощностей.

Рисунок 1

Выписываем условие задачи (содержание условий задач выписывать применительно к своему варианту) и продумываем план (порядок) решения.

В нашем случае принимаем такой порядок решения:

1. Определяем, что в данной схеме (рисунок 1) два узла (а, б) и три ветви, в каждой из которых протекает свой ток: I1, I2, I = I3 = I4

2. Находим эквивалентное сопротивление цепи, заменяя группу параллельно соединенных резисторов R1 и R2 их эквивалентным сопротивлением R1,2

R_1,2 = R₁R₂ / (R₁+R₂)

Схема примет вид (рисунок 2):

R1,2 R3 R4

+ -Рисунок 2

где R1,2; R3; R4 соединены последовательно и их общее (эквивалентное) сопротивление определяется по формуле:

Rэк = R_1,2 + R3 + R4

3. Из формулы мощности находим общий ток в неразветвленной части цепи (I) и токи во всех ветвях (I1, I2, I3, I4):

P=I²Rэк → I= ;

I₃ = I₄ = I, так как при последовательном соединении на всех участках цепи один и тот же ток.

Токи I_1, I₂ - определяются по закону Ома для участка цепи

I₁ = U_1,2 / R1; I₂ = U_1,2 / R₂,

где U_1,2 = I R_1,2 - падение напряжения на параллельном участке цепи:

U1,2 = Uаб =U1 = U2

4. Выполняем решение, не забывая нумеровать и кратко описывать действия. Отсутствие письменных пояснений действий приводит к неполному пониманию решения задач, быстро забываются.

5. Выполняем проверку решения следующими способами: а) логичность получения такого результата; б) проверка результатов с применением первого и второго закона Кирхгофа, подсчетом баланса мощности; в) сравнивание результатов решением задачи другими способами

Объясним некоторые способы проверки результатов решения.

Применение первого закона Кирхгофа.

Формулировка закона: алгебраическая сумма токов в любой узловой точке электрической цепи равна нулю.

Математическая запись для узла б схемы цепи рисунок 1:

I₁+I₂ = I или I₁+I₂ - I = 0.

Применение второго закона Кирхгофа.

Формулировка закона: во всяком замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС (∑Е) равна алгебраической сумме падений напряжений (∑IR) на отдельных сопротивлениях этого контура.

В замкнутом контуре (рисунок 1) приложенное напряжение U аналогично ЭДС при внутреннем сопротивлении источника тока, равном нулю. Падения напряжения на сопротивлениях контура равны:

U_1,2 = I R_1,2; U₃=I R₃ и U₄ = I R₄.

Обходя контур по направлению тока (в данном случае по часовой стрелке), составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

U = U_1,2+U₃+U_4.

Подсчет баланса мощности.

Общая мощность цепи равна сумме мощностей на отдельных резисторах.

Для схемы цепи (рисунок 1) Р=Р₁+Р₂+Р₃+Р₄; так как Р = U I = I² R, то

Р = I₁² ∙ R₁+ I₂²R₂+ I₃²R₃+ I₄²R₄

Для закрепления материала рекомендуется рассмотреть решение примеров 1 - 3.

Пример 1. На рисунке 3 изображена электрическая цепь со смешанным соединением резисторов. Известны значения сопротивлений резисторов R₁ = 3 Ом, R₂ = 10 Ом, R₃ = 15 Ом, R₄ = 1 Ом, напряжение U= 110 B и время работы цепи t = 10 ч. Определить токи, проходящие через каждый резистор, I₁, I₂, I₃, I₄, общую мощность цепи Р и расход энергии W.

Дано: R₁ = 3 Ом, R₂ = 10 Ом, R₃ = 15 Ом, R₄ = 1 Ом, U= 110 B, t = 10 ч. Определить: I₁, I₂, I₃, I₄

Дата добавления: 2015-05-06