Электронные выпрямители и стабилизаторы.

Тема 2.1 Полупроводниковые приборы.

Электрофизические свойства полупроводников. Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход и его свойства. Вольтамперная характеристика. Устройство и типы диодов, их применение. Общие сведения о полевых транзисторах. Тристоры, работа, маркировка, применение.

Студент должен знать:

- параметры полупроводниковых приборов по их характеристикам;

- принцип работы полупроводникового диода и его применение;

- принцип работы биполярного транзистора, его схемы включения и применение;

- принцип работы полевого транзистора, его отличия от биполярного;

- принцип работы и применение тристоров.

уметь:

- определять типы проводниковых приборов по их маркировке;

- производить измерения токов и напряжений при снятии входных и выходных характеристики биполярных транзисторов.

Самостоятельная работа студентов.

Изобразить условные обозначения различных типов полупроводниковых приборов, описать кратко их работу применение (по справочнику).

2.2. Основы аналоговой электроники

Выпрямители их назначение, классификация обобщенная структурная схема. Однофазные и трехфазные принципиальные схемы выпрямления, их принцип действия, соотношения между основными электрическими величинами схем. Сглаживающие фильтры, их назначение, виды. Стабилизаторы.

Студент должен знать:

- структурную схему выпрямительного устройства;

- виды схем выпрямления, их принципы работы и параметры;

- схемы стабилизаторов и их принцип работы;

- схемы сглаживающих фильтров и их назначение;

уметь:

составлять схемы одно - двухполупериодных выпрямителей;

изображать графики выпрямительных токов и напряжений для различных типов выпрямителей;

объяснить работу различных сглаживающих фильтров, работу электронных стабилизаторов напряжения тока.

Самостоятельная работа студентов.

По схеме выпрямления, заданной преподавателем, изобразить схему выпрямления и подобрать типы диодов по заданным параметрам схемы.

Тема 2. 2.2. Электронные усилители

Общие сведения об усилителей электрических сигналов. Классификация и основные технические характеристики усилителей. Принцип работы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Обратная связь в усилителях. Многокаскадные усилители, температурная стабилизация режима работы. Импульсные и избирательные усилители.

Усилители постоянного тока. Дифференциальные каскады. Операционный усилитель.

Генераторы электрических сигналов. Импульсные и аналоговые. RC-автогенераторы. Генераторы на операционном усилителе..

Студент должен:

знать:

- основные технические характеристики электронных усилителей;

- принцип работы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе;

- принцип работы импульсивного, избирательного, операционного усилителей и усилителей постоянного тока;

- назначение обратной связи в усилителях;

- методы температурной стабилизации режима работы усилителя;

уметь:

- снимать и строить амплитудно-частотную характеристику электронного усилителя;

- по АЧХ определять коэффициент усиления усилителя и его полосу пропускания, граничные частоты рабочего диапазона;

- выражать коэффициенты усиления усилителя по току, по напряжению, по мощности в логарифмических единицах - децибелах (дБ).

Самостоятельная работа студентов.

По схеме усилителя заданной преподавателем объяснить назначение усилителя и его основные параметры и назначение и режимы работы элементов схемы.

2.3. Основы цифровой электроники, микропроцессоры.

2.3.1. Общие сведения о цифровых электронных устройствах. Транзисторный ключ.

Логические операции и способы их аппаратной реализации. Сведения об интегральных логических схемах. Триггеры.

2.3.2. Микропроцессор (МП), назначение, классификация, структура и принцип работы микропроцессорного устройства.

СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

по разделу "Электротехника"

Задание 1. Расчет простой цепи постоянного тока.

1. Рассчитать эквивалентное сопротивление цепи.

2. Рассчитать ток в каждом резисторе.

3. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа во всех узлах схемы и второго Закона Кирхгофа для одного из контуров.

4. Определить мощности, рассеиваемые на резисторах схемы.

5. Проверить выполнение баланса мощностей.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2.

Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-33 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.2), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.1; для номера зачетки 34-66 брать номер рисунка mn-33, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.1 и т.д.

Таблица 1.1.

№ варианта (две последние цифры номера зачетки)	№ рисунка	R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм	R4, кОм	R5, кОм	R6, кОм	R7, кОм	R8, кОм
01 – 33	1.01 - 1.33	1,2	2,0	0,3	1,5	1,8	1,2	3,0	2,2
34 – 66	1.01 - 1.33	0,3	1,0	1,5	2,7	0,2	1,3	0,3	1,6
67 – 99	1.01 - 1.33	1,8	1,1	2,0	0,3	1,5	1,2	0,2	1,3

Например, mn=37. Следовательно, из табл. 1.2 выбирается схема, на рис. 1.04, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.1.

Таблица 1.2.

Схема 1.01 Схема 1.02 Схема 1.03

Схема 1.04 Схема 1.05 Схема 1.06

Схема 1.07 Схема 1.08 Схема 1.09

Схема 1.10 Схема 1.11 Схема 1.12

Схема 1.13 Схема 1.14 Схема 1.15

Схема 1.16 Схема 1.17 Схема 1.18

Схема 1.19 Схема 1.20 Схема 1.21

Схема 1.22 Схема 1.23 Схема 1.24

Схема 1.25 Схема1.26 Схема 1.27

Схема 1.28 Схема 1.29 Схема 1.30

Схема 1.31 Схема 1.32 Схема 1.33

Рис. 1. Схемы электрических цепей для задачи 1

Задание 2. Расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками

Для своего варианта mn:

1. Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа (Метод токов ветвей). Систему не решать.

2. Определить токи в ветвях методом контурных токов или узловых напряжений - метод выбирается на усмотрение студента.

3. Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура цепи.

4. Определить режимы работы источников электроэнергии и составить баланс

мощностей.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.3 и табл. 1.4.

Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.4), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.3; для номера зачетки 51-100 брать номер рисунка mn-50, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.3.

Таблица 1.3

Номер

В

Вариант (mn)

рисунок

-

-

В

В

Ом

ОМ

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

1 - 50

1 - 50

51- 100

1 -50

Например, последние две цифры шифры 57. Следовательно, из табл. 1.4 выбирается схема, приведенная на рис. 7, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.3.

Таблица 1.4.

Рис. 1.	Рис.2	Рис.3
Рис. 4.	Рис. 5.	Рис. 6
Рис. 7.	Рис. 8.	Рис. 9.
Рис. 10.	Рис. 11	Рис. 12
Рис. 13.	Рис. 14.	Рис. 15
Рис. 16	Рис. 17.	Рис. 18.
Рис. 19.	Рис. 20	Рис. 21.
Рис. 22	Рис. 23.	Рис. 24.
Рис. 25.	Рис. 26.	Рис. 27.
Рис. 28.	Рис. 29.	Рис. 30
Рис. 31.	Рис. 32.	Рис. 33.
Рис. 34.	Рис. 35.	Рис. 36.
Рис. 37.	Рис. 38.	Рис. 39.
Рис. 40.	Рис. 41.	Рис. 42.
Рис. 43.	Рис. 44.	Рис. 45.
Рис. 46.	Рис. 47.	Рис. 48.
Рис. 49.	Рис. 50.

Задание 3. Расчет цепи гармонического тока

Выполнить следующие действия:

1. Рассчитать полное сопротивление цепи при гармоническом воздействии.

2. Рассчитать токи в ветвях и напряжения на элементах схемы;

3. Составить и проверить баланс полных, активных и реактивных мощностей;

4. Построить векторные диаграммы токов и напряжений.

векторную диаграмму токов для узла а.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5.

Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-30 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.5),; для номера зачетки 31-60 брать номер рисунка mn-30 и т.д.

Вариант № 1.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с,

φ = π/4. R1 = R2 = R3 = 100 Ом, C1 = 2 мкФ.

Вариант № 2.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω ₀ = 10⁴ рад/с,

φ ₀ = π/3. R1 = R2 = R3 = 100 Ом, L1 = 5 мГн.

.

Вариант № 3.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с,

φ₀ = π/4, R1 = R2 = R3 = 10 Ом, L1 = 1 мГн.

Вариант № 4.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с,

φ₀ = π/3, R1 = R2 = R3 =10 Ом, C1 = 10 мкФ.

Вариант № 5.

Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ), U =1 В, ω₀ =10⁴ рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = 100 Ом, R2 = R3 = 10 Ом, C1 = 2 мкФ.

Вариант № 6.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с,

φ₀ = π/3. R1 = 100 Ом, R2 = R3 = 10 Ом, L1 = 10 мГн.

Вариант № 7.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = 100 Ом, R2 = 10 Ом, C1 = 10 мкФ.,

L1 = 10 мкФ.

Вариант № 8.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/3.

R2 = 10 Ом, R1 = 100 Ом, L1 = 10 мГн., L2 = 5 мГн.

Вариант № 9.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = 100 Ом, R2 = 10 Ом, C2 = 2 мкФ., C1 = 1 мкФ.

.

Вариант № 10.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = R2 = R3 = 100 Ом, C1 = C2 = 1 мкФ.

Вариант № 11.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = 1 кОм, R2 = R3 = 10 Ом, C1 = 0.01 мкФ,

L1 = 0.5 мГн.

Вариант №12.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = R2 = 10 кОм, C1 = 0.01 мкФ., L1 = 1 мГн.

Вариант № 13.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с, φ₀ = π/3.

R1 = 50 Ом, C1 = 0.01 мкФ., C2 = 0.02 мкФ., L1 = 10 мГн.

Вариант № 14.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с,

φ₀ = π/4. C1 = 1 мкФ., C2 = 5 мкФ., L2 = 2 мГн., L1 = 10 мГн.

Вариант № 15.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4. R1 = 10 Ом, L1 = 4 мГн., L2 = 2 мГн, L3 = 1 мГн.

Вариант № 16.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁵ рад/с,

φ₀ = π/2. R1 = 10 Ом, C1 = 0.01 мкФ., L1 = 0.05 мГн,

L2 = 0.1 мГн.

Вариант № 17.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = 10 Ом, C2 = 0.5 мкФ., C1 = 0.2 мкФ., L1 = 0.01 мГн.

Вариант № 18.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4. R1 = 10 Ом, C1 = C2 = 1 мкФ., C3 = 5 мкФ.

Вариант № 19.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ),U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с, φ₀ = π/3.

R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, C1 = 0.01 мкФ., L1 = 0.1 мГн.

Вариант № 20.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ),U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4. R1 = 10 Ом, R2 = 10 кОм, L1 = 0.5 мГн., C1 = 0.01 мкФ.

Вариант № 21.

Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ), U= 1 В, ω₀ =10⁵ рад/с, φ₀ = π/2. R1=R2= 100 Ом, L2= 20 мГн., L1= 5 мГн

Вариант № 22.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/3.

R1 = 10 Ом, R2 = 10 кОм, C1 = 0.2 мкФ., L1 = 0.02 мГн.

Вариант № 23.

Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = R2 = 100 Ом, C1 = 5 мкФ., C2 = 1 мкФ.

Вариант № 24.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/3. R1 = 10 кОм, R2 = 10 Ом, C1 = 0.01 мкФ., L1 = 0.2 мГн.

Вариант № 25.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с,

φ₀ = π/4. R1 = R2 = 10 кОм, R3 = 100 Ом, C1 = 0.02 мкФ, L1 = 0.5 мГн.

Вариант № 26.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = 10 Ом, R2 = 100 кОм, С1 = 1000 пФ, L1 = 0.1 мГн.

Вариант № 27.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, С1 = 1000 пФ, L1 = 0.1 мГн.

Вариант № 28.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, С1 = 1000 пФ, L1 = 0.1 мГн.

Вариант № 29.

Дано: u(t)=Ucos(ωt+φ ), U=1 В, ω₀ =10 рад/с, φ₀ = π/4.

R1=10 Ом, R2=10 кОм, С1=500 пФ, L1=0.01 мГн.

Вариант № 30.

Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ), U = 1 В, ω₀ = 10⁴ рад/с, φ₀ = π/4.

R1= 10 Ом, R2= 20 Ом, С1= 1000 пФ, L1= 0.1 мГн

Задание 4. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ

В трёхфазную сеть с симметричной системой линейных напряжений U_AB= U_BC= U_CA= U_Л. включён трёхфазный потребитель электроэнергии, фазы которого соединены “звездой” и имеют комплексные сопротивления Zа, Zb, Zс или: соединены “треугольником” Zab, Zbc, Zca (рис.8).

Определить:

1) линейные и фазные напряжения и токи потребителя,

2) активную Р, реактивную Q и полную S мощности потребителя.

3) показания приборов: амперметра, вольтметра, показания ваттметров W1,W2.

4) Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5.

Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер строки табл.1.5, для четных номеров схему на рис 5, а для нечетных номеров схему на рис. 8. Для номера зачетки с последними цифрами 51-100 брать номер строки mn-50 табл.1.5, для четных номеров схему на рис. 8, а для нечетных номеров схему на рис. 5.

Таблица 1.6.

№ вар.	Za, Ом	Zb, Ом	Zc, Ом	Uл, В
	15+j10	10-j20	J40
	10-j10	20+j20	10e^J30˚
	15-j20		20e ^j45˚
	20+j10	J30
		10e ^j45	10-j20
	4e ^j40˚	-j20	15+j10
	20e^-j30˚	j15	10+j10
	10e ^J90˚	10+j15
	J40	15e ^j45˚	40-j10
	-j20	10e ^J30˚
	10-j10	10+j10	15e^j45˚
	20+j20		20e^J30˚
	10e^-j90˚	10+j20
	15e J60˚		-j30
	25e^j45	10+j30	10e^J90˚
	10+j10	10-j10
	20-j20	10+j10	20-j10
	5-j10	10+j5	10e^j45
	25+j25	10-j20	30e^j30
	20e^j30	10+j20	30e^-j30
		40-j20	20+j40
	10+j30	20e^-j90
		10-j20	30+j10
	30-j10		20+j20
	40-j20	30e^j45
	7+j7	10+j10	4-j4
	10-j10	10e J90˚	-j20
	20+j10	15e J45˚	-j40
	20-j15	10e J90˚
	30+j20		-j40
	8+j8	12e-J60˚	15-j5
	10+j30	15e-J30˚	20+j10
	30-j20	20e J90˚	15+j5
		15+j15	15-j10
	20e-J90˚	25+j20	15+j15
	15e-J45˚	20+j20	10-j10
	15e J45˚	-j30
	15-j10	10+j20	5-j10
		10e J30˚	10-j10
	15e J30˚	20-j10	-j20
	8-j8	10+j10
	10ej45		10-j20
		40-j10	20+j20
	50ej90		30-j30
	10-j8	20+j10
	20e-j30	20+j10
		50-j10	30+j30
		10-j10	15ej60
	20-j10		20ej30
	10-j50		50ej90

Методические указания к выполнению контрольной работы по разделу Основы электротехнтки

Методические указания к выполнению задания 1.

Решение этой задачи требует знания закона Ома для всей цепи и ее участков, первого закона Кирхгофа и методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов.

Электрические цепи подразделяются на простые и сложные. Цепь, в которой имеется единственный путь для тока, называется простой цепью. Расчет тока в такой цепи (рис. 2.4) осуществляется по закону Ома

где R _OБЩ – общее сопротивление потребителей (нагрузки); U – напряжение на зажимах источника ЭДС.

При последовательном соединении приемников

R _OБЩ = R ₁ + R ₂.

Рис. 2.4. – Простая электрическая цепь с последовательным соединением элементов

Рис. 2.5. – Сложная электрическая цепь

Цепь, в которой имеется три (или более) пути для токов, называется сложной цепью (рис. 2.5).

Сложная цепь состоит из узлов и ветвей. Ветвь – это участок электрической цепи, обтекаемый одним током. Все элементы ветви (источники, приёмники) соединены последовательно. В электрической цепи количество токов равно количеству ветвей.

Узел – это место соединения трех или более ветвей (узлы "а" и "б" на рис. 2.5).

Контур-состоит из ветвей, которые образуют замкнутый путь для протекания электрического тока.

Дата добавления: 2017-02-01