Электротехника и электроника
Указания для определения эквивалентного сопротивления цепи, напряжений в каждом резисторе и расход энергии цепью за промежуток времени. Расчет полного сопротивления цепи, коэффициентов мощности и угла сдвига фаз. Расчет схемы мостового выпрямителя.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.06.2015 |
Размер файла | 1023,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
методические рекомендации и выполнение контрольных заданий для обучающихся заочной формы обучения
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка
Общие методические указания к выполнению контрольных работ
Методические указания к выполнению контрольной работы № 1
Контрольная работа № 1
Методические указания к выполнению контрольной работы № 2
Контрольная работа №2
Список литературы
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа предмета «Электротехника и электроника» предусматривает изучение процессов, происходящих в электрических цепях постоянного и переменного тока; устройств, принципа действия электроизмерительных приборов, электромагнитных аппаратов, электрических машин и их практического применения; устройств и принципа действия электронных, фотоэлектронных и полупроводниковых приборов.
При изучении предмета следует соблюдать единство терминологии и обозначения в соответствии с действующими стандартами, Международной системной единицы (СИ).
В результате изучения предмета «Электротехника и электроника» обучающиеся должны усвоить:
основные электрические и магнитные явления, лежащие в основе построения электрических машин и аппаратов;
основные законы электротехники (Ома, Джоуля-Ленца, Кирхгофа, Ленца);
единицы электрических величин;
закономерности построения и сборки электрических схем;
правила безопасности труда при эксплуатации электрических установок;
классификацию электроизмерительных приборов, условные обозначения на их шкалах;
основные элементы конструкции и характеристики электроизмерительных приборов, трансформаторов, асинхронных двигателей, схемы электроснабжения потребителей электрической энергией;
устройство и принцип действия основных типов полупроводниковых и фотоэлектронных приборов, их практические применение; краткие сведения о логических элементах и интегральных микросхемах.
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
По электротехнике контрольная работа содержит 2 задачи и теоретические вопросы, контрольная по электронике состоит из одного теоретического вопроса и задачи. Варианты для каждого обучающегося - индивидуальные. Номер варианта определяется номером фамилии в журнале учебной группы.
Задачи и ответы на вопросы, выполненные не по своему варианту, не засчитываются.
Контрольная работа выполняется в отдельной тетради. Условия задачи и формулировки вопросов переписываются полностью. Формулы, расчеты, ответы на вопросы пишутся ручкой, а чертежи, схемы и рисунки выполняются карандашом, на графиках и диаграммах указывается масштаб. Вначале задача решается в общем виде, затем делаются расчёты по условию задания. Решение задач обязательно ведется в Международной системе единиц (СИ).
При выполнении контрольной работы необходимо следовать методическим указаниям: повторить краткое содержание теории, запомнить основные формулы и законы, проанализировать пример выполнения аналогичного задания, затем преступить непосредственно к решению задачи. К экзаменам допускаются обучающиеся, получившие положительные оценки по всем контрольным работам.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1
В контрольную работу входит материал раздела программы «Электротехника». В контрольную входят две задачи и теоретические вопросы по темам. В таблице 1 указаны варианты и данные к задачам, а также номера теоретических вопросов.
Методические указания к решению задачи 1
Решение задачи требует знаний закона Ома для всей цепи и ее участков, законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов, а также умения вычислять мощность и работу электрического тока. Содержания задач и схемы цепей приведены в условии, а данные к ним -- в таблице 1. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 1.
Пример 1. Для схемы, приведенной на рис. 1, а, определить эквивалентное сопротивление цепи RАВ и токи в каждом резисторе, а также расход электроэнергии цепью за 8 ч работы.
Решение. Задача относится к теме «Электрические цепи постоянного тока». Проводим поэтапное решение, предварительно обозначив стрелкой ток в каждом резисторе; индекс тока должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.
1. Определяем общее сопротивление разветвления RCD, учитывая, что резисторы R3 и R4 соединены последовательно между собой, а с резистором R5 параллельно:
RCD = (R3 + R4) R5 / (R3 + R4+R5) = (10 + 5)*10 / (10 + 5 + 10) = 6 Ом (рис. 1,6).
2. Определяем общее сопротивление цепи относительно вводов СЕ. Резисторы и RCD и R2 включены параллельно, поэтому
RСЕ = RCD R2 / /(RCD+R2) = 6*3 / (6+3)=2 Ом (рис. 1, в).
3. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи:
RАВ = R1 + RСЕ = = 8 + 2 = 10 Ом (рис. 1, г).
4. Определяем токи в резисторах цепи. Так как напряжение UAB приложено ко всей цепи, а RАВ = 10 Ом, то согласно закону Ома
I1 = UAB / RAB = = 150/10 = 15 А.
Для определения тока I1 находим напряжение на резисторе R2, т. е. UCE. Очевидно, UCB меньше UAB на потерю напряжения в резисторе R1, т. е.
UСЕ = = UАВ - I1 R1 = 150 - 15*8 = 30 В.
Тогда
I1 = UCE / R2 = 30/3 = 10 А.
Так как
UCD = = UCD,
то можно определить токи I3,4 и I5 :
I3,4 = UCD/(R3 + R4) = 30/(10 + 5) = 2 А; I5 = UCD/R5 = 30/10 = 3 А.
На основании первого закона Кирхгофа, записанного для узла С, проверим правильность определения токов:
I1 = I2 + I3,4 + I5,
15 = 10 + 2 + 3 = 15 А.
5. Расход энергии цепью за восемь часов работы:
W = Pt = UABI1t = 150*15*8 = 18 000 Вт*ч = 18 кВт*ч.
Пусть в схеме примера 1 известны сопротивления всех резисторов, а вместо напряжения UAB задан один из токов, например I2 = 2 А. Найти остальные токи и напряжение UAB. Зная I2, определяем
UCE = I2R2 = 2-3 = 6 В.
Так как
UCE = UCD,
То
I3,4 = UCD/(R3 + R4) = 6/(10 + 5) = 0,4 А;
I5 = UCD / R5 = 6/10 = 0,6 А.
На основании первого закона Кирхгофа
I1 = I2 + I3,4 + I5 = 2 + 0,4 + 0,6 = =3А.
Тогда
UAB = UCE + I1R1 = 6 + 3*8 = 30 В.
При расплавлении предохранителя Пр5 резистор R5 выключается и схема принимает вид, показанный на рис. 1, д. Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы:
R'AB = R1+ (R3 + R4)R2 / (R3+R4 R2) = 8 + (10 + 5)*3 / (10 + 5 + 3) = 10,5 Ом.
Так как напряжение UAB остается неизменным, находим ток
I1 = = UAB/R'AB = 150/10,5 = 14,28 А.
Напряжение
UCE = UAB - I1R1 = 150 - 14,28 * 8 = = 35,75 В.
Тогда токи
I2 = UCE/R2 = 35,75/3 = 11,9 A; I3,4 = UCE/R3,4 = 35,75/(10 + 5) = 2,38 A.
Сумма этих токов равна току
I1 : 11,9 + 2,38 = 14,28 А.
Рис. 1
Методические указания к решению задачи 2
Эта задача относится к неразветвленным и разветвленным цепям переменного тока. Перед ее решением изучите материал темы «Однофазные электрические цепи переменного тока», ознакомьтесь с методикой построения векторных диаграмм.
Пример 2. Неразветвленная цепь переменного тока содержит катушку с активным, сопротивлением RK = 3 Ом и индуктивным XL = 12 Ом, активное сопротивление R = 5 Ом и конденсатор с сопротивлением xC = 6 Ом (рис. 2,а). К цепи приложено напряжение U = 100 В (действующее значение). Определить: 1) полное сопротивление цепи; 2) ток; 3) коэффициент мощности; 4) активную, реактивную и полную мощности; 5) напряжение на каждом сопротивлении. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.
Решение. 1. Определяем полное сопротивление цепи:
Z = V(RK+R)2+(xL-xC)2 + = V(3 + 5)2 + (12 - 6)2 = 10 Ом.
2. Определяем ток цепи
I = U/Z = 100/10 = 10 А.
3. Находим коэффициент мощности цепи. Во избежание потери знака угла (косинус - функция четная) определяем sin ц:
sin ц = (xL- - xC)/Z = (12 - 6)/10 = 0,6; ц = 36°50'.
По таблицам Брадиса определяем коэффициент мощности cos ц = cos 36°50' = 0,8.
4. Определяем активную, реактивную и полную мощности цепи:
Р = U I cosц = 100-10*0,8 = 800 Вт
Р = I2(RK+ R) = 102 (3+5) =800 Вт;
Q = I2(xL-xC) = 102(12 - 6) =600 вар
Q=U I sinq>=1000-10-0,6=600 вар;
S = UI = 100*10 = 1000 B*А
S = I2 Z = 102-10 = 1000 В*А
S = VP2 +Q2 = V8002 + 6002 = 1000 В*А.
5. Определяем падения напряжения на сопротивлениях цепи:
URK=10*3 = 30 В;
UL = IxL = 10*12 = 120 В;
UR = IR = 10*5 = 50 В;
UC = IхC = = 10*6 = 60 В.
Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: в 1 см - 2,0 А и масштабом по напряжению: в 1 см - 20 В. Построение векторной диаграммы (рис. 2, б) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе
10 А/2 А/см = = 5 см.
Вдоль вектора тока откладываем векторы падений напряжения на активных сопротивлениях URK и UR:
30 В/20 В/см = 1,5 см; 50 В/20 В/см = 2,5 см.
Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 90° вектор падения напряжения UL на индуктивном сопротивлении длиной
120 В/20 В/см = 6 см.
Из конца вектора UL откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90° вектор падения напряжения на конденсаторе Uc длиной 60 В/20 В/см = 3 см. Геометрическая сумма векторов URK, UR, UL, UC равна полному напряжению, приложенному к цепи.
Рис. 2
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Задача 1. Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи и значения резисторов указаны на соответствующем рисунке. Номер рисунка и величина одного из заданных токов или напряжений приведены в таблице 1. Индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует указанное напряжение. Например, через резистор R5 проходит ток I5 и на нем действует напряжение U5. Определить: 1) эквивалентное сопротивление цепи относительно вводов АВ; 2) ток в каждом резисторе; 3) напряжение на каждом резисторе; 4) расход электрической энергии цепью за 10 ч.
Таблица 1
Номера вариантов |
Номера рисунков |
Задаваемая величина |
Действие с резисторами |
Номера теоретических вопросов |
||
Замыкается накоротко |
выключается из схемы |
|||||
01 |
1 |
J4,5=6А |
- |
R3 |
1,26,40 |
|
02 |
1 |
U2=100В |
R6 |
- |
3,18,42 |
|
03 |
1 |
J2=10А |
- |
R4 |
7,29,38 |
|
04 |
1 |
U3=40В |
R5 |
- |
5,20,44 |
|
05 |
1 |
U1=100В |
- |
R2 |
6,19,45 |
|
06 |
1 |
UАВ=200В |
R3 |
- |
8,17,30 |
|
07 |
2 |
UАВ=30В |
- |
R6 |
9,16,32 |
|
08 |
2 |
J1=1,08А |
R4 |
- |
10,21,33 |
|
09 |
2 |
U1=10,8В |
- |
R1 |
11,22,34 |
|
10 |
2 |
J2=0,72А |
R5 |
- |
12,23,43 |
|
11 |
2 |
J3=1,8А |
- |
R2 |
13,29,44 |
|
12 |
2 |
U4=12В |
R3 |
- |
14,35,45 |
|
13 |
3 |
UАВ=60В |
- |
R2 |
15,36,46 |
|
14 |
3 |
J2=6А |
R1 |
- |
16,26,37 |
|
15 |
3 |
U1=36В |
- |
R4 |
2,20,43 |
|
16 |
3 |
J3,4=2,16А |
R2 |
- |
7,23,46 |
|
17 |
3 |
U5=14,4В |
- |
R3 |
1,26,40 |
|
18 |
3 |
J1=2,4А |
R3 |
- |
3,18,42 |
|
19 |
4 |
J1,2=3,6А |
- |
R6 |
7,29,38 |
|
20 |
4 |
U5=21,6В |
R1 |
- |
5,20,44 |
|
21 |
4 |
J3=10,8А |
- |
R5 |
6,19,45 |
|
22 |
4 |
U6=108В |
R4 |
- |
8,17,30 |
|
23 |
4 |
J5=7,2А |
- |
R3 |
9,16,32 |
|
24 |
4 |
U4=72В |
R2 |
- |
10,21,33 |
|
25 |
5 |
J1=8А |
- |
R2 |
11,22,34 |
|
26 |
5 |
U6=48В |
R1 |
- |
4,30,46 |
|
27 |
5 |
J3=3,2А |
- |
R3 |
7,23,43 |
|
28 |
5 |
U1=32В |
R2 |
- |
9,21,46 |
|
29 |
5 |
UАВ=80В |
- |
R4 |
13,20,45 |
|
30 |
5 |
J6=4,8А |
R3 |
- |
16,22,38 |
Рис. 5
Задача 2. Неразветвленная цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в таблице № 2. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (U, I, P, Q, S). Определить следующие величины, если они не заданы в таблице вариантов: 1) полное сопротивление цепи Z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) силу тока в цепи; 4) угол сдвига фаз ц (величину и знак); 5) активную Р, реактивную Q, и полную S мощности, потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.
Таблица 2
Номер варианта |
Номер рисунка |
R1, Ом |
R2, Ом |
XL1, Ом |
XL2, Ом |
XC1, Ом |
XC2, Ом |
Дополнительная величина |
|
01 |
6 |
8 |
4 |
18 |
- |
2 |
- |
J = 10 А |
|
02 |
6 |
10 |
20 |
50 |
- |
10 |
- |
P = 120Вт |
|
03 |
6 |
3 |
1 |
5 |
- |
2 |
- |
P2 = 100Вт |
|
04 |
7 |
6 |
- |
2 |
10 |
4 |
- |
U = 40 В |
|
05 |
7 |
4 |
- |
6 |
2 |
5 |
- |
P = 16Вт |
|
06 |
7 |
16 |
- |
15 |
5 |
8 |
- |
QL1 = 135вар |
|
07 |
8 |
4 |
- |
6 |
- |
4 |
5 |
P = 100Вт |
|
08 |
8 |
8 |
- |
6 |
- |
8 |
4 |
UC2 = 40 В |
|
09 |
8 |
80 |
- |
100 |
- |
25 |
15 |
J = 1А |
|
10 |
9 |
10 |
14 |
18 |
- |
20 |
30 |
UR2 = 28 В |
|
11 |
9 |
6 |
2 |
10 |
- |
1 |
3 |
P = 200Вт |
|
12 |
9 |
40 |
20 |
20 |
- |
80 |
20 |
QC1 = -320вар |
|
13 |
10 |
12 |
- |
10 |
4 |
20 |
10 |
Q = - 64вар |
|
14 |
10 |
32 |
- |
20 |
20 |
6 |
10 |
J = 4А |
|
15 |
10 |
32 |
- |
25 |
15 |
8 |
8 |
UL1 = 125В |
|
16 |
11 |
4 |
2 |
5 |
6 |
3 |
- |
J = 5А |
|
17 |
11 |
8 |
4 |
10 |
15 |
9 |
- |
J = 10А |
|
18 |
11 |
4 |
8 |
10 |
15 |
9 |
- |
Q = 1600вар |
|
19 |
12 |
8 |
- |
12 |
- |
- |
6 |
P = 72Вт |
|
20 |
12 |
4 |
- |
15 |
- |
- |
12 |
U = 30В |
|
21 |
12 |
8 |
- |
6 |
- |
- |
12 |
Q = - 48вар |
|
22 |
13 |
2 |
6 |
- |
10 |
4 |
- |
U = 20В |
|
23 |
13 |
6 |
10 |
- |
8 |
20 |
- |
Q = - 192вар |
|
24 |
13 |
10 |
6 |
- |
20 |
8 |
- |
Y = 4А |
|
25 |
14 |
3 |
- |
- |
- |
1 |
3 |
J = 6А |
|
26 |
14 |
16 |
- |
- |
- |
8 |
4 |
P = 64Вт |
|
27 |
14 |
4 |
- |
- |
- |
2 |
1 |
Q = - 48вар |
|
28 |
15 |
24 |
- |
8 |
- |
125 |
15 |
P = 24Вт |
|
29 |
15 |
4 |
- |
10 |
- |
3 |
4 |
P = 64Вт |
|
30 |
15 |
8 |
- |
12 |
- |
4 |
2 |
U = 80В |
Рис. 8 Рис. 9
Рис. 10 Рис. 11
Рис. 12 Рис. 13
Рис. 14 Рис. 15
Теоретические вопросы к контрольной работе №1
Основные характеристики электрического поля: напряженность электрического поля, электрическое напряжение.
Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Краткие сведения о различных электроизоляционных материалах и их практическое использование.
Электрическая емкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов.
Общие сведения об электрических цепях.
Электрический ток: разновидности, направление, величина и плотность.
Электрическая проводимость и сопротивление проводников.
Законы Ома.
Проводниковые материалы: основные характеристики, материалы с малым удельным сопротивлением, сверхпроводники, материалы с большим удельным сопротивлением.
Основные элементы электрических цепей постоянного тока. Режимы электрических цепей.
Источники и приемники электрической энергии, их мощность и КПД.
Законы Кирхгофа.
Нелинейные электрические цепи постоянного тока.
Основные свойства и характеристики магнитного поля.
Индуктивность: собственная, катушки, взаимная. Коэффициент магнитной связи.
Электромагнитные силы.
Магнитные свойства вещества.
Электромагнитная индукция.
Принципы преобразования механической энергии в электрическую и электрическую энергию в механическую.
Общие сведения об электрических измерениях и электроизмерительных приборах. Классификация электроизмерительных приборов.
Измерение тока. Приборы, погрешности, расширение пределов измерения амперметров.
Измерение напряжения. Приборы, погрешности, расширение пределов измерения вольтметрами.
Измерение электрического сопротивления. Косвенные и прямые измерения.
Переменный ток: определения, получение. Характеристики.
Векторная диаграмма и ее обоснование. Элементы и параметры электрических цепей переменного тока.
Трехфазная система электрических цепей трехфазная цепь.
Соединение обмоток генератора. Фазные и линейные напряжения, соотношения между ними.
Соединение потребителей, применение этих соединений.
Назначение трансформаторов. Классификация, конструкция.
Принцип действия и устройство трансформатора. Режимы работы.
Типы трансформаторов и их применение: трехфазные, многообмоточные, сварочные, измерительные, автотрансформаторы.
Назначение машин переменного тока и их классификация. Устройство машин переменного тока.
Пуск и регулировка частоты вращения двигателей переменного тока.
Однофазный электродвигатель.
Устройство и принцип действия машины постоянного тока.
Генераторы постоянного тока.
Электродвигатели постоянного тока.
Понятие об электроприводе. Классификация.
Выбор электродвигателей по техническим характеристикам.
Нагрев и охлаждение электродвигателей. Режимы работы электродвигателей.
Схемы управления электродвигателей: общие сведения, магнитные пускатели, релейно-контактная аппаратура
Схемы электроснабжения потребителей электрической энергии, общая схема электроснабжения, понятие об энергетической системе и электрической системе.
Простейшие схемы электроснабжения промышленных предприятий, схемы осветительных электросетей.
Элементы устройства электрических сетей: воздушные линии, кабельные линии, электропроводки, трансформаторные подстанции.
Выбор проводов и кабелей.
Эксплуатация электрических установок: компенсация реактивной мощности, экономия электроэнергии.
Защитное заземление, защита от статического электричества.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 2
Контрольная работа 2 содержит материал раздела «Электроника», состоит из одного теоретического вопроса и задачи на расчет выпрямителей.
Прежде чем приступить к решению задач контрольной работы, следует изучить методические указания к решению задач данной темы.
Указания к ответу на теоретический вопрос.
Для правильного и качественного ответа следует изучить соответствующий материал из рекомендованной литературы. Ответ на вопрос должен быть конкретным с пояснением физической сущности работы того или иного устройства. При описании прибора или устройства следует обязательно пояснить свой ответ электрическими схемами, графиками и рисунками.
Во многих вопросах требуется сравнить различные электронные приборы с точки зрения особенностей их работы, отметить преимущества и недостатки, рассказать о применении. Так, при сравнении электровакуумных ламп и полупроводников следует отметить такие преимущества полупроводниковых приборов, как малые габаритные размеры, массу, механическую прочность, мгновенность действия (т. е. отсутствие накаливаемого катода), малую потребляемую мощность, большой срок службы и т.п. Наряду с этим надо указать их недостатки: зависимость параметров полупроводников от температуры окружающей среды и нестабильность характеристик (разброс параметров).
Указания к решению задачи 1
Задача I относится к расчету выпрямителей переменного тока, собранных на полупроводниковых диодах. Подобные схемы широко применяются в различных электронных устройствах и приборах. При решении задач следует помнить, что основными параметрами полупроводниковых диодов являются допустимый ток Iдоп, на который рассчитан данный диод, и обратное напряжение Uобр, выдерживаемое диодом без пробоя в непроводящий период.
Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значением мощности потребителя Ро, Вт, получающего питание от данного выпрямителя, и выпрямленным напряжением Uо, В, при котором работает потребитель постоянного тока. Отсюда нетрудно определить ток потребителя
Iо = Pо/Uо.
Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода Iдоп, выбирают диоды для схем выпрямителя. Следует учесть, что для однополупериодного выпрямителя ток через диод равен току потребителя, т.е. надо соблюдать условие
Iдоп ? Iо.
Для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления тока через диод равен половине тока потребителя, т.е. следует соблюдать условие
Iдоп ? 0.5Iо.
Для трехфазного выпрямителя ток через диод составляет треть тока потребителя, следовательно, необходимо, чтобы
Iдоп ? I0
Напряжением, действующее на диод в непроводящий период Ub, также зависит от той схемы выпрямления, которая применяется в конкретном случае. Так, для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя
Ub = рUо = = 3.14 Uо,
для мостового выпрямителя
Ub = 2р Uо /2 = 1.57 Uо,
а для трехфазного выпрямителя
Ub = 2.1 Uо.
При выборе диода, следовательно, должно соблюдаться условие
Uобр ? Ub.
Рассмотрим примеры на составление схем выпрямителей.
Пример 1. Составить схему мостового выпрямителя, использовав один из четырех диодов: Д218, Д222, КД202Н, Д215Б. Мощность потребителя Ро = 300В, напряжение потребителя Uо = 200В.
Решение. 1. Выписываем из табл.2.8 параметры указанных диодов и записываем их в таблицу.
Типы диодов |
Iдоп,. А |
Uобр, В |
Типы диодов |
Iдоп, А |
Uобр, В |
|
Д218 |
0.1 |
1000 |
КД202Н |
1 |
500 |
|
Д222 |
0.4 |
600 |
Д215Б |
2 |
200 |
2. Определяем ток потребителя
сопротивление напряжение цепь выпрямитель
Iо = Pо/ Uо = 300/200 = 1.5 A.
3. Находим напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы выпрямителя,
Ub = 1.57 Uo = 1.57 * 200 = 314В.
4. Выбираем диод из условия
Iдоп > 0.5Iо > 0.5 * 1.5 > 0.75 А,
Uобр > UВ ? 314 В.
Эти условиям удовлетворяет диод КД202Н:
Iдоп = 1.0 > 0.75А;
Uобр = 500 > 314В.
Диоды Д218 и Д222 удовлетворяют напряжению (1000 и 600 больше 314В), но не подходят по допустимому току (0.1 и 0.4 меньше 0.75А). Диод 215Б, наоборот, подходит по допустимому току (2 > 0.75А), но не подходит по обратному напряжению (200 < 314В).
5. Составляем схему мостового выпрямителя (рис 2.1). В этой схеме каждый из диодов имеет параметры диода КД202Н; Iдоп = 1А; Uобр = 500В.
рис. 2.1
рис. 2.2
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2
Ответь на вопрос своего варианта из табл. 2.1
Таблица 2.1
Номера вариантов |
Вопросы |
|
1. |
Приведите классификацию фотоэлектронных приборов. Поясните смысл внешнего и внутреннего фотоэффекта. |
|
2. |
Опишите устройство фотоэлементов с внешним фотоэффектом, принцип действия. Приведите их характеристики. Укажите область применения. |
|
3. |
Объясните устройство фотоприемников с внутренним фотоэффектом (фоторезисторов) и принцип их работы. Приведите их характеристики и укажите применение. |
|
4. |
Объясните электрофизические свойства полупроводников. Электропроводность полупроводников и влияние примесей на их проводимость. |
|
5. |
Объясните образование и принцип действия электронно-дырочного (р-n) перехода полупроводников. |
|
6. |
Объясните устройство полупроводниковых диодов и принцип выпрямления ими переменного тока. |
|
7. |
Начертите вольт-амперную характеристику полупроводникового диода и поясните его основные параметры, показав их на характеристике. |
|
8. |
Объясните устройство биполярных транзисторов. Назначение электродов, принцип работы, применение. |
|
9. |
Начертите схему и объясните усилительные свойства транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. |
|
10. |
Начертите и поясните входные и выходные характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Какие параметры транзистора можно определить по этим характеристикам? |
|
11. |
Объясните устройство полевых транзисторов, назначение электродов, принцип работы. |
|
12. |
Объясните устройство и принцип действия полупроводникового прибора с 4-слойной структурой - тиристора. Начертите и поясните его вольт-амперную характеристику. |
|
13. |
Начертите структурную схему выпрямителя переменного тока и поясните назначение ее составных частей. Приведите основные параметры выпрямителя. |
|
14. |
Начертите схему управляемого выпрямителя на тиристоре и поясните принцип ее работы. |
|
15. |
Начертите структурную схему электронного усилителя. Поясните назначение элементов схемы. Приведите классификацию усилителей. |
|
16. |
Основные технические показатели и характеристики электронных усилителей. Определение коэффициента усиления. |
|
17. |
Объясните понятие усилительного каскада. Какие варианты связей могут быть между каскадами? |
|
18. |
Объясните понятие обратной связи и ее влияния на режимы работы усилителя. Приведите примеры. |
|
19. |
Начертите схему усилителя низкой частоты на транзисторе с RC-связями. Поясните назначение элементов схемы и принцип ее работы. |
|
20. |
Объясните назначение и применение усилителей постоянного тока (УТП). Начертите схему УПТ на транзисторах и поясните ее работу. |
|
21. |
Начертите схему электронного генератора типа RC на транзисторе, объясните принцип работы, укажите назначение элементов. |
|
22. |
Начертите схему LC-генератора синусоидальных колебаний с трансформаторной связью на транзисторе. Объясните принцип работы и назначение элементов схемы. |
|
23. |
Начертите схему транзисторного генератора пилообразного напряжения (ГПН). Объясните назначение элементов схемы, принцип работы и применение. |
|
24. |
Начертите структурную схему электронного осциллографа, объясните его назначение, принцип работы. |
|
25. |
Начертите схему электронно-лучевой трубки с электростатическим отклонением луча. Объясните принцип работы трубки и ее характеристики. |
|
26. |
Объясните устройство и технологию изготовления полупроводниковых и гибридных интегральных микросхем. Укажите их преимущества и применение в современных электронных приборах. |
|
27. |
Объясните принцип действия и поясните основные параметры электронных реле. Чем отличаются электронные реле от электромеханических? |
|
28. |
Объясните устройство точечных и плоскостных полупроводниковых диодов. Укажите в их применении. |
|
29. |
Начертите схему фотореле с фотоэлементом и электронной лампой - триодом. Объясните назначение элементов схемы и принцип работы. |
|
30. |
Начертите структурную схему биполярного транзистора типа p-n-p с источниками питания и поясните принцип его работы. |
Задача 1а (варианты 1-10). Мостовой выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Ро, Вт, при напряжении питания Uо, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл. 2.2., для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертите схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из табл. 2.2.
Таблица 2.2
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, В |
Uо, Вт |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
|
1. |
Д214 Д215Б Д224А |
300 |
40 |
6. |
Д218 Д222 Д232Б |
150 |
300 |
|
2. |
Д205 Д217 Д302 |
100 |
150 |
7. |
Д221 Д214Б Д244 |
100 |
40 |
|
3. |
Д243А Д211 Д226А |
40 |
250 |
8. |
Д7Г Д209 Д304 |
50 |
100 |
|
4. |
Д214А Д243 КД202Н |
500 |
100 |
9. |
Д242Б Д224 Д226 |
120 |
20 |
|
5. |
Д303 Д243Б Д224 |
150 |
20 |
10. |
Д215 Д242А Д210 |
700 |
50 |
Задача 1б(варианты 1-10). Составить схему однополупериодного выпрямителя,. Использовав стандартные диоды,.. параметры которых приведены в табл. 2.8. Мощность потребителя Ро, Вт, с напряжением питания Uо, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами. Данные для своего варианта взять из табл. 2.3.
Таблица 2.3
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
|
1. |
Д217 |
40 |
250 |
6. |
Д233 |
300 |
200 |
|
2. |
Д215Б |
150 |
50 |
7. |
Д209 |
20 |
100 |
|
3. |
Д304 |
100 |
50 |
8. |
Д244А |
200 |
30 |
|
4. |
Д232Б |
200 |
200 |
9. |
Д226 |
30 |
150 |
|
5. |
Д205 |
60 |
100 |
10. |
КД202А |
40 |
10 |
Задача 1а (варианты 11-20).Составить схему двухполупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды,. Параметры которых приведены в табл. 2.8. Определить допустимую мощность потребителя, если значение выпрямленного напряжения Uо, В. Данные для своего варианта взять из табл. 2.4.
Таблица 2.4
Номера вариантов |
Типы диодов |
Uо, В |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Uо, В |
|
11. |
Д218 |
300 |
16. |
Д233Б |
150 |
|
12. |
Д7Г |
80 |
17. |
Д214Б |
50 |
|
13. |
Д244 |
20 |
18. |
Д244А |
30 |
|
14. |
Д226 |
200 |
19. |
Д205 |
100 |
|
15. |
Д222 |
160 |
20. |
Д215 |
120 |
Задача 1б(варианты 11-20). Трехфазный выпрямитель, собранный на трех диодах, должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Ро, Вт при напряжении Uо, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл. 2.8. для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из табл. 2.5.
Таблица 2.5
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
|
11. |
Д224 Д207 Д214Б |
90 |
30 |
16. |
Д305 Д302 Д222 |
100 |
40 |
|
12. |
Д215А Д234Б Д218 |
100 |
400 |
17. |
Д243А Д233Б Д217 |
600 |
200 |
|
13. |
Д244А Д7Г Д210 |
60 |
80 |
18. |
КД202А Д215Б Д205 |
150 |
150 |
|
14. |
Д232 КД202Н Д222 |
900 |
150 |
19. |
Д231Б Д242А Д221 |
400 |
80 |
|
15. |
Д304 Д244 Д226 |
200 |
40 |
20. |
Д242 Д226А Д224А |
500 |
20 |
Задача 1а (варианты 21-30). Составить схему мостового выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл. 2.8. Мощность Ро, Вт, с напряжением питания Uо, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами. Данные для своего варианта взять из табл. 2.6.
Таблица 2.6
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, В |
Uо, В |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
|
21. |
Д7Г |
80 |
100 |
26. |
Д207 |
30 |
100 |
|
22. |
Д224 |
200 |
50 |
27. |
Д302 |
250 |
150 |
|
23. |
Д217 |
150 |
500 |
28. |
Д243Б |
300 |
200 |
|
24. |
Д305 |
300 |
20 |
29. |
Д221 |
250 |
200 |
|
25. |
Д214 |
600 |
80 |
30. |
Д233Б |
500 |
400 |
Задача 1б (варианты 21-30). Двухполупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Ро, Вт, при напряжении Uо, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл. 2.8. для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из табл. 2.7.
Таблица 2.7
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, В |
Uо, В |
Номера вариантов |
Типы диодов |
Ро, Вт |
Uо, В |
|
21. |
Д244Б Д214 Д243Б |
150 |
20 |
26. |
Д243А Д226 Д231Б |
400 |
80 |
|
22. |
Д218 Д221 Д214А |
30 |
50 |
27. |
Д224А Д242 Д303 |
200 |
30 |
|
23. |
Д302 Д205 Д244Б |
60 |
40 |
28. |
КД202Н Д243 Д214А |
300 |
60 |
|
24. |
Д242А Д222 Д215Б |
150 |
50 |
29. |
Д224 Д214Б Д302 |
70 |
20 |
|
25. |
Д7Г Д217 Д242Б |
20 |
150 |
30. |
Д215А Д231 Д234Б |
800 |
120 |
Таблица 2.8
Типы диодов |
Iдоп, А |
Uобр, В |
Типы диодов |
Iдоп, А |
Uобр, В |
|
Д7Г |
0.3 |
200 |
Д232 |
10 |
400 |
|
Д205 |
0.4 |
400 |
Д232Б |
5 |
400 |
|
Д207 |
0.1 |
200 |
Д233 |
10 |
500 |
|
Д209 |
0.1 |
400 |
Д233Б |
5 |
500 |
|
Д210 |
0.1 |
500 |
Д234Б |
5 |
600 |
|
Д211 |
0.1 |
600 |
Д242 |
5 |
100 |
|
Д214 |
5 |
100 |
Д242А |
10 |
100 |
|
Д214А |
10 |
100 |
Д242Б |
2 |
100 |
|
Д214Б |
2 |
200 |
Д243 |
5 |
200 |
|
Д215 |
5 |
200 |
Д243А |
10 |
200 |
|
Д215А |
10 |
200 |
Д243Б |
2 |
200 |
|
Д215Б |
2 |
200 |
Д244 |
5 |
50 |
|
Д217 |
0.1 |
800 |
Д244А |
10 |
50 |
|
Д218 |
0.1 |
1000 |
Д244Б |
2 |
50 |
|
Д221 |
0.4 |
400 |
Д302 |
1 |
200 |
|
Д222 |
0.4 |
600 |
Д303 |
3 |
150 |
|
Д224 |
5 |
50 |
Д304 |
3 |
100 |
|
Д224А |
10 |
50 |
Д305 |
6 |
50 |
|
Д224Б |
2 |
50 |
КД202А |
3 |
50 |
|
Д226 |
0.3 |
400 |
КД202Н |
1 |
500 |
|
Д226А |
0.3 |
300 |
||||
Д231 |
10 |
300 |
||||
Д231Б |
5 |
300 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В.М. Прошин «Электротехника. Учебник для начального профессионального образования» .2010 , Изд.центр"Академия"
2. Б.И. Петленко Электротехника и электроника: Учебник для студентов среднего профессионального образования. 2010. Академия .Москва.
3. Справочник: Учебник (СПО). Электротехника и эл. оборуд. автомобилей. 2011.Гриф.
4. http://www.profobrazovanie.org
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение эквивалентного сопротивления и напряжения электрической цепи, вычисление расхода энергии. Расчет силы тока в магнитной цепи, потокосцепления и индуктивности обмоток. Построение схемы мостового выпрямителя, выбор типа полупроводникового диода.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.12.2013Определение эквивалентного сопротивления цепи и напряжения на резисторах. Расчет площади поперечного сечения катушки. Определение наибольших абсолютных погрешностей вольтметров. Расчет индуктивного сопротивления катушки и полного сопротивления цепи.
контрольная работа [270,7 K], добавлен 10.10.2013Разработка программы на языке Pascal, осуществляющей расчёт полного (комплексного) сопротивления участка электрической цепи, его действительной и мнимой составляющих, угла сдвига фаз. Процедура вычисления эквивалентного сопротивления параллельных ветвей.
курсовая работа [280,7 K], добавлен 23.02.2012Описание схемы и определение эквивалентного сопротивления электрической цепи. Расчет линейной цепи постоянного тока, составление баланса напряжений. Техническая характеристика соединений фаз "треугольником" и "звездой" в трехфазной электрической цепи.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.06.2013Определение эквивалентной емкости схемы и энергии, запасенной ею. Расчет эквивалентного сопротивления и токов. Описание основных характеристик магнитного поля. Расчет тока в электрической лампочке и сопротивления ее нити накала, при подключении сеть 220В.
контрольная работа [32,4 K], добавлен 17.10.2013Особенности определения токов и составления баланса мощностей. Разработка электрической схемы цепи. Определение эквивалентного сопротивления цепи. Расчет токов ветвей источника. Алгоритм составления суммарного баланса мощностей, потребляемых приемниками.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 31.12.2021Сопротивление в комплексном виде. Определение общего эквивалентного сопротивления цепи, токов в ветвях параллельной цепи и напряжения на ее участках. Сравнение полной мощности в цепи с суммой активных и реактивных мощностей на ее отдельных участках.
контрольная работа [48,0 K], добавлен 22.11.2010Эквивалентные преобразования электрической цепи с резисторными элементами в цепь с Rэ. Последовательное соединение элементов. Эквивалентное преобразование соединений "треугольник" в "звезда" и обратно. Расчет схемы, относящейся к смешанному соединению.
курсовая работа [473,5 K], добавлен 01.06.2014Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой (звезда). Определение активной, реактивной и полной мощности, потребляемой цепью. Расчет тягового усилия электромагнита. Магнитные цепи с постоянными магнитодвижущими силами. Алгоритм расчета цепи.
презентация [1,6 M], добавлен 25.07.2013Определение токов во всех ветвях электрической цепи. Составление и решение уравнения баланса мощностей. Уравнение второго закона Кирхгофа. Расчет значения напряжения на входе цепи u1(t). Активная, реактивная и полная мощности, потребляемые цепью.
контрольная работа [611,1 K], добавлен 01.11.2013