Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Указания к решению задач 81-110

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 14Следующая ⇒

–

Е_к

R_к

U_кэ

U_бэ

R₂

R₁

I_б

I_к

Рис. 18

Эти задачи относятся к расчету параметров и характеристик транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером (рис. 18). Эта схема получила наиболее широкое распространение, так как обеспечивает наибольшее усиление по мощности. В схеме рис. 18 изменения тока базы I_б вызывают не только изменения тока в цепи коллектора I_к, но и изменения напряжения на коллекторе U_кэ. Для коллекторной цепи в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать

то есть сумма напряжений на резисторе R_к и коллекторного напряжения U_кэ всегда равна Е_к – ЭДС источника питания.

Расчет цепи, то есть определение I_к и U_кэ для различных значений токов базы I_б и сопротивления резистора R_к можно произвести графически. Для этого на семействе выходных характеристик (рис. 19) необходимо провести вольтамперную характеристику резистора R_к, удовлетворяющую уравнению

Эту характеристику удобно строить по двум точкам: при I_к=0, U_кэ=0, I_к=Е_к/R_к. Отложив на соответствующих осях напряжение, равное Е_к, и ток, равный Е_к/R_к, через полученные точки проводят прямую КМ, называемую нагрузочной линией или линией нагрузки.

Точку пересечения линии нагрузки со статической характеристикой при заданном токе базы называют рабочей точкой.

Ее начальное положение на линии нагрузки (при отсутствии переменного сигнала) носит название точки покоя Р. Точка покоя характеризуется током покоя выходной цепи I_ко, напряжением покоя U_ко, током базы I_бо и напряжением смещения на базе U_бо (на рис. 18 им является падение напряжения на резисторе R₂ делителя R₁R₂).

При включении транзистора по схеме с общим эмиттером управляющим является ток базы I_б. Коэффициент усиления по току β при такой схеме включения определяется как отношение приращения тока коллектора DI_к к приращению тока базы DI_б:

где U_кэ – напряжение между коллектором и эмиттером

Ток коллектора и мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора, определяются по формулам:

Пример №1

Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, определить коэффициент усиления β по выходным (рис. 19) и входной (рис. 20) характеристикам, если U_бэ=0,35В; Е_к=12В и U_э=7В. Подсчитать также сопротивление в цепи коллектора R_к и мощность Р_к на коллекторе.

2 4 6 8 10 12

I_к, мА

I_б=600 мкА

U_кэ, В

Рис. 19

0,2 0,4 0,6

0,8 0,6 0,4 0,2

I_б, мА

U_бэ, В

Рис. 20

Решение

1. по входной характеристике определяем при U_бэ=0,35В ток базы: I_б=0,6мА=600мкА

2. по выходным характеристикам для U_кэ=7 В и I_б=600 мкА определяем ток коллектора: I_к=20 мА.

3. через точку Р и точку К (U_кэ=Е_к=12 В; I_к=0) на оси абсцисс проводим линию нагрузки до пересечения с осью ординат и находим величину сопротивления резистора в цепи коллектора. В точке М:

, следовательно

4. на выходных характеристиках строим отрезок [РС] опустив перпендикуляр до пересечения с соседней характеристикой для I_б=0,4мА, из которой находим:

5. определяем мощность на коллекторе:

6. определяем мощность на коллекторе:

Пример №2

Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, найти ток базы I_б, ток коллектора I_к и напряжение на коллекторе U_кэ, если напряжение U_бэ=0,3В; напряжение питания Е_к=20В; сопротивление в цепи коллектора R_к=0,8кОм. Входная и выходные характеристики транзистора приведены на рис. 21 и 22.

0,1 0,2 0,3

I_б, мА

U_бэ, В

Рис. 21

5 10 15 20

I_к, мА

I_б=100 мкА

U_кэ, В

Рис. 22

Решение

1. откладываем на оси абсцисс точку U_кэ=Е_к=20 В, а на оси ординат – точку, соответствующую .

2. соединяем эти точки прямой и получаем линию нагрузки

3. находим на входной характеристике для U_б=0,3В ток базы I_б=250мкА

4. находим на выходной характеристиках точку А при пересечении линии нагрузки с характеристикой, соответствующей I_б=250мкА

5. определяем для точки А ток коллектора I_к=17мА и напряжение U_кэ=7В

Пример №3

Мощность на коллекторе транзистора Р_к=6 Вт, напряжение на коллекторе U_кэ=30 В, напряжение питания Е_к=40 В. Используя входную (рис. 23) и выходные (рис. 24) характеристики, определить ток базы I_б, напряжение смещения на базе U_бэ, ток коллектора I_к, коэффициент усиления b и сопротивление нагрузки R_к.

0,2 0,4 0,6

I_б, мА

U_бэ, В

Рис. 23

U_бэ

10 20 30 40

I_к, А

0,8

0,6

0,4

0,2

I_б=2 мА

U_кэ, В

Рис. 24

Решение

1. определяем ток коллектора I_к:

2. находим на выходных характеристиках точку А, соответствующую точку I_к=0,2А и U_кэ=30В. Из рис. 24 видно, что точка А лежит на характеристике для I_б=2мА

3. соединяем прямой точку А и точку С на оси абсцисс, соответствующую Е_к=40В. На пересечении прямой с осью ординат получим точку Д, в которой I_к=0,8А

4. определяем R_к:

5. на выходных характеристиках стороны отрезок [АВ] из которого находим

6. определяем коэффициент усиления транзистора:

7. находим по входной характеристике напряжение смещения на базе для I_б=2мА:

6. Задания для контрольной работы №1

Задачи 1-10

R₂

R₃

R₁

R₅

R₄

U_AB

Цепь постоянного тока (рис. 1) содержит несколько резисторов, сопротивления которых составляют:

R₁ = 2 Ом

R₂ = 4 Ом

R₃ = 12 Ом

R₄ = 3 Ом

R₅ = 6 Ом

Рис. 1

Дополнительный параметр указан в таблице 1:

Номер задачи
Дополнительный параметр	U_АВ	I₁	I₂	P₄	I₃	U₅	U₄	P₅	U₂	P₁
Значение	100В	А	3,75А	Вт	А	В	В	Вт	В	Вт

Определить общее (эквивалентное) сопротивление цепи; токи и напряжения на всех участках цепи. Правильность решения задачи проверить составлением баланса мощностей.

Задача 11-20

Цепь постоянного тока (рис. 1) содержит несколько резисторов, сопротивления которых составляют:

R₂

R₃

R₁

R₅

R₄

U_AB

R₆

R₁ = 4 Ом

R₂ = 15 Ом

R₃ = 10 Ом

R₄ = 5 Ом

R₅ = 10 Ом

R₆ = 4 Ом

Рис. 2

Дополнительный параметр указан в таблице 2:

Номер задачи
Дополнительный параметр	I₆	U_АВ	I₄	I₃	I₃	P₂	U₅	P₅	U₁	P₁
Значение	А	В	А	А	1,2А	Вт	В	360Вт	В	100Вт

Задача 21-30

Для данной цепи постоянного тока (рис. 3) определить общее (эквивалентное) сопротивление, а также токи и напряжения на всех участках цепи. Правильность решения проверить составлением баланса мощностей. Внутреннее сопротивление источника считать равным нулю. Исходные данные приведены в таблице 3.

R₃

R₁

R₄

R₅

R₂

↑

Рис. 3

Номер задачи	Параметры цепи	Дополнительный параметр
R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом
					U_АВ = 50 В
					U_АС = 30 В
					U_С_D = 120 В
					U_BC = 60 В
					U_BD = 42 В
					P₁ = 576 Вт
					P₂ = 256 Вт
					P₃ = 30 Вт
					P₄ = 42 Вт
					P_ОБЩ = 729 Вт

Задачи 31-40

Цепь переменного тока содержит включенные последовательно индуктивность, резистор и конденсатор. Величины активного, индуктивного и емкостного сопротивлений приведены в таблице 4. Начертить схему цепи и определить:

1. полное сопротивление цепи

2. напряжение, приложенное к цепи

3. ток в цепи

4. коэффициент мощности

5. активную, реактивную и полную мощности цепи.

Построить векторную диаграмму и описать ее построение

Таблица 4.

Номер задачи	Параметры цепи	Дополнительный параметр
R, Ом	X_L, Ом	Х_С, Ом
			Q_L = 150 ВАр
			U = 40 В
			U = 50 В
			I = 4 А
			I = 5 А
			Р = 24 Вт
			Р = 800 Вт
			Q_С = -160 ВАр
			S = 500 ВА
			Q_L = 500 ВАр

Задачи 41-50

По заданной векторной диаграмме (рис. 4-7) для цепи переменного тока начертить эквивалентную схему цепи и определить:

1. характер и величину сопротивления каждого элемента

2. полное сопротивление цепи

3. напряжение, приложенное к цепи

4. активную, реактивную и полную мощности цепи

5. коэффициент мощности

Номер рисунка и величины напряжений и тока приведены в таблице 5.

Рис. 4 Рис. 5

Рис. 6 Рис. 7

Таблица 5

Номер задачи	Исходные данные
Номер рис.	U₁, В	U₂, В	U₃, В	U₄, В	U₅, В	I, А

						-
						-


						-


						-

Задачи 51-60

Цепь переменного тока содержит различные сопротивления, включенные последовательно (рис. 8-17). Номер рисунка, значения сопротивлений и дополнительный параметр для каждой задачи указаны в таблице 6.

Определить:

1. полное сопротивление цепи

2. напряжение, приложенное к цепи

3. ток в цепи

4. коэффициент мощности и угол сдвига фаз φ

5. активную, реактивную и полную мощности цепи.

Построить векторную диаграмму цепи и описать ее построение

Таблица 6

Номер задачи	Номер рис.	R₁, Ом	R₂, Ом	Х_L1, Ом	Х_L₂, Ом	Х_С₁, Ом	Х_С2, Ом	Дополнительный параметр
			-		-		-	U = 50 В
					-		-	Р = 24 Вт
				-	-		-	I = 5 А
					-	-	-	Р_R1 = 150 Вт
						-	-	S = 360 В·А
			-	-	-			I = 4 А
			-		-			Р = 200 Вт
			-				-	U = 80 В
				-	-			I = 2 А
					-			Q = -192 ВАр

R₁

Х_L1

Х_C1

R₁

Х_L1

Х_C1

R₂

Рис. 8

Рис. 9

R₁

Х_C1

R₂

R₁

Х_L1

R₂

Рис. 10

Рис. 11

R₂

Х_L1

R₁

Х_L2

Х_C1

R₁

Х_C2

Рис. 12

Рис. 13

Х_L1

Х_C2

R₁

Х_C1

Х_L1

Х_C1

R₁

Х_L2

Рис. 14

Рис. 15

Х_C2

R₂

Х_C1

R₁

Х_L1

Х_C2

R₂

Х_C1

R₁

Рис. 16

Рис. 17

Задачи 61-70

Три одинаковые катушки индуктивности с активным сопротивлением R включили в трехфазную сеть с линейным напряжением U_ном, соединив их в треугольник.

Амперметры при этом показали ток в каждой фазе I_ф. Затем катушки соединили «звездой» и включили в ту же сеть. Начертите обе схемы включения катушек и обозначить на каждой фазные и линейные токи и напряжения. Определить во сколько раз при указанном переключении катушек изменились фазные и линейные токи и потребляемая цепью активная мощность.

Данные для расчета указаны в таблице 7

Таблица 7

Параметры цепи	Номера задач

R, Ом
U_ном, В
I_ф, А

Задачи 71-80

Каждая фаза трехфазного симметричного потребителя рассчитана на фазное напряжение U_ф и имеет активное R и индуктивное X_L сопротивления. Номинальное напряжение сети U_ном. Выбрать схему соединения потребителя в зависимости от номинального напряжения сети и фазного напряжения потребителя. Начертить схему. Вычислить линейный ток и определить активную, реактивную и полную мощности. Данные для расчета приведены в таблице 8.

Таблица 8

Исходные данные	Номера задач

U_ф, В
R, Ом	8,5			5,4	22,5	4,25	13,5	10,2	7,2
Х_L, Ом	5,25	8,7	10,5	2,6	10,9	2,6	6,55	6,3	3,5
U_ном, В

Задачи 81-90

Три производственных цеха освещаются одновременно осветительными установками с лампами накаливания. Лампы соединены «звездой» с нулевым проводом и получают питание от распределительного пункта комбината по 4-х проводной кабельной линии с линейным напряжением U_Л (рис.)

Прожекторы каждого цеха имеют одинаковое число ламп n_А = n_В = n_С.

Определить величины, не заданные в условии задачи:

1. линейное напряжение U_Л (U_АВ = U_ВС = U_СА)

2. фазное напряжение U_ф (U_А = U_В = U_С)

3. фазные I_ф и линейные I_Л токи

4. фазные мощности Р_ф (Р_А = Р_В = Р_С)

5. мощность одной лампы Р_ламп

6. общую активную мощность трехфазной цепи Р

7. ток одной лампы

Данные для расчета указаны в таблице 9.

Таблица 9

Номер задачи	Число ламп, n	Параметры
		Р_ламп = 220 Вт I_ф = 3 А
		Р_ф = 660 Вт U_Л = 380 В
		Р = 1980 Вт I_Л = 3 А
		Р_ламп = 110 Вт U_ф = 220 В
		Р_ф = 660 Вт I_ф = 3 А
		Р = 1980 Вт U_Л = 380 В
		Р_ламп = 55 Вт U_Л = 380 В
		Р_ф = 660 Вт U_ф = 220 В
		Р = 1980 Вт U_ф = 220 В
		Р = 1980 Вт I_ф = 3 А

Задачи 91-120

Рабочая машина (агрегат, установка, рабочий механизм) приводится в движение с помощью передаточного устройства трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Двигатель питается от сети с линейным напряжением U_ном = 380 В при частоте f₁ = 50 Гц.

По заданным в таблице 10 потребляемой мощности на валу рабочей машины и виду передаточного устройства определить расчетную мощность электродвигателя. По таблице 12 выбрать электродвигатель, расшифровать его условное обозначение и определить:

1. номинальный ток в фазе обмотки статора

2. номинальное и критическое скольжение

3. номинальный, максимальный и пусковой моменты двигателя

Указания:

1. расчетная мощность, кВт, электродвигателя

где Р_м – потребляемая мощность на валу рабочей машины, кВт

η_n – КПД передачи

2. КПД передачи взять из таблицы 11 в соответствии с заданным в таблице 10 номером передачи.

3. по значению расчетной мощности выбрать из таблицы 12 ближайший по мощности (но не менее расчетной) электродвигатель.

Таблица 10

Номер задачи
Номер передачи
Р_м, кВт	0,5	2,5	1,3	8,5			1,1			0,8
Номер задачи
Номер передачи
Р_м, кВт		5,2			2,3	3,6	1,5		0,3
Номер задачи
Номер передачи
Р_м, кВт		1,7	0,8					7,5		2,8

Таблица 11

Номер передачи	Вид передачи	КПД
	Плоскоременная	0,95…0,96
	Клиноременная	0,96
	Зубчато-ременная	0,97…0,98
	Цепная	0,96…0,97
	Зубчатая:
	Цилиндрическая	0,9…0,93
	коническая	0,88…0,92
	Зубчато-червячная
	самотормозящая	0,4…0,45
	с однозаходным червяком	0,72…0,77
	с двухзаходным	0,8…0,84
	с трехзаходным	0,85…089

Таблица 12

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 121314 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: