Примеры задач до темы лекции 14

Задача 1

Рассчитать химический источник питания при: максимальной и

минимальному напряжению Umax=9B; Umin=7.2B; сопротивление внешней цепи Rн=144Ом; длительность работы t_вр=10 часов и температура окружающей среды от +25 к –40, в режиме неизменного тока Iп=50ма=const; стоимость должна быть минимальная; исходное сопротивление на частоте 20 Гц не более 15 Ом.

Решение:

1. Выбираем марганцево-цинковый элемент с солевым электродом не создают вредных испарений и наиболее дешевые.

2. Из справочных материалов для элементов с солевым электролитом и щелочным выбираем ток элемента так, чтобы при заданном токе I_н=50ма, а длительность работы t_вр=10 часов напряжение U_k было не ниже 1 В (в противном случае значительно растет внутренне сопротивление элемента) ДСТ 12333-74 позволяет элементы типа 332, 336, 343, 373, 374, 376, 425, 465 и розряджувати до 0,85 В. Возможно выбор элемента типа 343.

Рисунок 2.6 - Кривая непрерывного разряда

елемента 343

Таблиця 2.1 - Номер кривой соответствует току разряда

Номер кривой
Разрядний ток, мА

По кривой, которая пошла бы между кривыми 5 и 6, получаем U_k=1.12 В.

Разрядный тока равен 50 мА

3. Определяем начальное напряжение элемента (значение U на осе ординат)

U_нач=1,5 В

4. Определяем количество последовательно включенных элементов N и округляем к ближайшему меньшему целому числу элементов

5. Определяем напряжение в конце разряда при напряжении

U_мин=7.2 В; U_мин < U_кб; 7,2 В > 6.72 В

Что превышает, следовательно, условие не выполняется. Переходим к элементу 373 с большим Q.

6 Данные перерасчёта

Рисунок 2.7 - Кривые непрерывного разряда НЦ типа 373

Таблица 2.2 - Номер кривой соответствует току разряда

Номер кривой

Разрядный ток, мА

Для элемента 373 при t=10 ч и I =50 ма получаем U=1,4 В и U_нач=1,55 В, откуда N=5

Для выполнения условия U_мин < U_к. ; U_кб=6,9 В; U_кб = 5 · 1,4 = 7,0 В

7,0 В > 6,9 В.

Таким образом, не стоит переходить к элементам 374 и 376.

7 Даны перечисления при N=6. Элемента 373 могут подойти, если согласуется с превышением U_нач.б на 3%.

Учитывая точность расчетов, такое решение может считаться приемлемым

В; 8,28 В>7,2 В и условие выполняется.

выполняется условие Uмин < N·U_k и будет получен больший срок службы.

8 Уточняем срок службы по рисунку 2.7, для напряжения U_k=1,2 В и

I=50 ма, определяем часов.

9 Для элементов 373 выгодное сопротивление Z_вых=0,42 Ом; на частоте

f=20 Гц

Z_вых.б=0,426 Ом

Z_вых.б=2,52 Ом.

Был задан 15 Ом. Востребование выполнено.

10 Уводимо температурное исправление на напряжения батареи, ТНК для НЦ

элементов .

11 Определяем максимальное сопротивление в начале разряда

Задача 2

Определите максимальное значение напряжения сети U_с = 220 В.

Решение:

1 Напряжение сети имеет синусоидальное значение, следовательное коэффициент амплитуды равен к_а = 1,41.

U_m = 1,41 · U_с,

U_m = 1,41 · 220 = 310,2 В.

Задача 3

Построить амплитудно – частотный спектр сигнала на выходе функционального узла выпрямителя, если основная частота сетевого напряжения равна f_осн. = 50 Гц, а максимальное значение напряжение на выходе выпрямителя равна U_m = 3,14 В.

Решение:

1 Форма напряжения на выходе выпрямителя двухполупериодная и ряд Фурье имеет вид

U = [ 2 U_m / π] (1 + 2/3 cos 2w₁t - 2/15 cos 4w₁t +2/35 cos 6w₁t +.....),

1.1 Амплитуда постоянной составляющей равна

u₀ = 2 U_m / π,

u₀ = 2· 3,14 / 3,14 = 2 В,

1.2 Вторая гармоника f₂ = 100 Гц, амплитуда сигнала равна

u₂ = 2/3 (2 U_m / π),

u₂ = 2/3· (2 ·3,14 / 3,14) = 1,33 В.

1.3 Четвертая гармоника f₄ = 200 Гц, амплитуда сигнала равна

u₄ = 2/15 (2 U_m / π),

u₄ = 2/15· (2 ·3,14 / 3,14) = 0,27 В.

1.4 Шестая гармоника f₆ = 300 Гц, амплитуда сигнала равна

u₆ = 2/35 (2 U_m / π),

u₆ = 2/35· (2 ·3,14 / 3,14) = 0,11 В

1.5 Амлитудно - частотный спектр на выходе выпрямителя

Рисунок 2. 8 - Амлитудно – частотный спектр сигнала

Дата добавления: 2014-01-07