Раздел 3. Электрические цепи переменного тока.

Студент должен:

иметь представление:

- о принципах проектирования и методах расчета электрических цепей переменного тока;                                                   

- о принципах действия асинхронного и синхронного двигателей, стабили-затора, магнитного усилителя и т.п.

знать:

- основные законы для цепей переменного тока: Ома и Кирхгофа, Фарадея;

- основные методы расчета цепей переменного тока;

уметь:

- подбирать параметры элементов по заданным условиям работы цепей и устройств переменного тока;

- выполнять расчеты цепей переменного тока.

 

Литература к разделу 3: (2доп) с. 74-82; (1) c. 246-259; (2) c. 96-107.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое переменный ток?

2. Какие величины характеризуют переменный ток?

3. Чем характеризуется мгновенное значение переменной величины?

4. Что такое начальная фаза и фаза переменной величины?

5. Что такое угол и время сдвига фаз?

6. Что представляет собой векторная диаграмма и как она строится?

7. Как осуществляется графическое сложение и вычитание по векторным диаграммам?

8. Что такое среднее значение переменной величины и чему оно равно для синусоиды?

9. Что такое действующее значение переменной величины и чему оно равно для синусоиды?

 

Раздел 4. Схемы замещения, характеристики и параметры полупроводниковых приборов.

 

Студент должен:

иметь представление:

-об устройстве и принципах работы основных полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых транзисторов.

знать:

- основные параметры и характеристики приборов;

- условные графические обозначения и схемы включения полупроводниковых приборов;

- области их применения;

уметь:

- подбирать параметры полупроводниковых приборов по заданным условиям их эксплуатации;

- выполнять расчеты основных параметров по характеристикам приборов.

 

Литература к разделу 4: (3доп) с. 144-203; (3) c. 20-73.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Поясните процесс образования p-n – перехода и изобразите вольт-амперную характеристику полупроводникового диода.

2. Перечислите основные виды полупроводниковых диодов.

3. Назовите основные схемы включения биполярных транзисторов и дайте их характеристику.

4. Перечислите физические параметры биполярных транзисторов.

5. Какими факторами обусловлена зависимость параметров биполярных транзисторов от температуры?

6. Что называется полевым транзистором?

7. Каковы достоинства полевых транзисторов?

8. Перечислите физические параметры полевых транзисторов.

9. Назовите области применения транзисторов.

 

Раздел 5. Усилительные каскады переменного и постоянного тока.

Студент должен:

иметь представление:

-о принципах работы усилительных каскадов переменного и постоянного тока;

знать:

- назначение элементов схем усилительных каскадов и режимы их работы;

- области применения, достоинства и недостатки;

уметь:

- подбирать параметры полупроводниковых приборов по справочникам для использования их в усилителях различного назначения;

- выполнять расчеты основных технических показателей усилителей.

 

Литература к разделу 5: (3доп) с. 209-268; (3) c. 83-92.

                                  

Методические указания.

Наиболее важное назначение электронных приборов- усиление электри-ческих сигналов. Устройства, предназначенные для выполнения этой задачи, называются электронными усилителями.

Усилители находят очень широкое применение. Они являются основными узлами различной электронной аппаратуры, широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, в автоматизированных системах управления, в вычислительной технике и т.д.

Важнейшими техническими показателями усилителя являются:

1. Коэффициенты усиления. Коэффициентом усиления К называется величина, показывающая, во сколько раз напряжение на выходе усилителя больше, чем на его входе:                                                    

К= Uвых /Uвх.

Для многокаскадных усилителей общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов:

К = К1·К2· …·Кn

2. Входное и выходное сопротивления. Входное сопротивление представляет собой сопротивление между входными зажимами усилителя. Оно равно

Rвх =Uвх/Iвх

Выходное сопротивление определяют между выходными зажимами усилителя при отключенном сопротивлении нагрузки Rн.

Для лучшего согласования каскадов многокаскадного усилителя необходимо, чтобы R вх>> Rвых.

3. Выходная мощность. При активном характере сопротивления нагрузки выходная мощность усилителя равна

Рвых=U²вых/ Rн.

4. Коэффициент полезного действия. Этот показатель особенно важно учитывать для усилителей средней и большой мощности, так как он позволяет оценить их экономичность. Численно к.п.д. равен

η= Рвых/Pо · 100 %,

где Ро – мощность, потребляемая от источника питания.

5. Диапазон усиливаемых частот. Диапазоном усиливаемых частот, или полосой пропускания усилителя, называется та область частот, в которой коэффициент усиления остается постоянным.

Материал, изученный в темах 5.1 … 5.4, позволяет приступить к решению задачи №2.

Примеры решения типовых задач

1. Определить напряжение на выходе трёхкаскадного усилителя, если коэффициенты усиления его отдельных каскадов одинаковы и равны 10. Напряжение источника входного сигнала 0,025 В.

 

 

                                     Решение:

К1=К2=К3=10

                       К=Uвых/Uвх

U вх= 0,025В

                           К= К1К2К3=10³

   Uвых-?            

                           Uвых= К∙Uвх=10³∙0,025=25В.

 

                           Ответ: U вых= 25 В.

2. Определить коэффициент усиления усилителя, если через нагрузку 100 Ом проходит ток 1 А, а выходное напряжение 0.2 В.

 

Решение:

                                           

Rн = 100 Ом             По закону Ома для участка цепи:

                                          Uвых = Iн ∙Rн

Iн =0,1 А

                                 К = Uвых/Uвх = Iн∙Rн/ Uвх =0, 1∙100 /0,2= 50

Uвх = 0,2 В        

 

    К=?                       Ответ: К = 50.

 

3. Определить мощность на выходе усилителя, если Rн =100Ом, коэффициент усиления усилителя К=200, а напряжение на его входе 0,02 В.

 

Решение:

 Rн = 100 Ом

                               Рвых = U²вых/Rн

К = 200

                                Uвых = К∙Uвх =200 ∙0,02 = 4 В

 Uвх = 0,02 В           Рвых = 4²/100 = 0,16 Вт

Pвых=?

                                     Ответ: Рвых = 0,16 Вт

4. Определить к.п.д. усилителя, если мощность в нагрузке 0,8 Вт; мощность, рассеиваемая в транзисторе 60 мВт; мощность, рассеиваемая в остальных цепях усилителя 40 мВт.

 

Решение:

Рвых = 0,8 Вт

                                           η= Рвых/Pо · 100 %

Ртр = 60 мВт мВт

 

Р ост = 40 мВт          η = Рвых/(Pвых + Ртр + Р ост) · 100 % =

                                 = 0,8/ (0,8 + 0,06 + 0,04) = 0,8/0,9 = 88%. 

                                  

η =?                       Ответ: η=88%.

Вопросы для самопроверки:

1. Назовите типы усилителей, различающихся по частотному диапазону.

2. Чем обеспечивается температурная стабилизация?

3. Какой класс усиления применяется для однотактного и двухтактного усилителей мощности?

4. Что показывает частотная характеристика усилителя?

5. Что показывает амплитудная характеристика усилителя?

6. Каково назначение усилителей постоянного тока?

7. Что такое дрейф нуля и каковы его причины?

8. Назовите меры уменьшения дрейфа нуля.

9. Обьясните работу балансной схемы УПТ.