Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общая электротехника и электроника↑ Стр 1 из 5Следующая ⇒ Содержание книги Поиск на нашем сайте
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению домашней контрольной работы по дисциплине ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Направления подготовки Технология транспортных процессов»
Направленность образовательной программы (профиль) «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте».
Челябинск, 2016 Электротехника и электроника: Методические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы. / М.Р. Хаматдинова. - Челябинск: ОУ ВО Южно-Уральский институт управления и экономики, 2016.- 31с.
Электротехника и электроника: Методические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы: 23.03.01 Технология транспортных процессов
Ó Издательство ОУ ВО Южно-Уральский институт управления и экономики, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Домашняя контрольная работа разработана на основе рабочей учебной программы по дисциплине «Электротехника и электроника» и предназначена для подготовки инженеров по специальности «Технология транспортных процессов». Контрольные задания предусматривают изучение наиболее важных разделов и тем рабочей учебной программы и предназначены для изучения основных законов электротехники, методов расчета электрических и электронных цепей, физических основ полупроводниковой техники, элементной базы современной электронной техники, а также узлов и устройств, построенных на её основе. Таким образом, выполнение студентами домашней контрольной работы способствует приобретению ими знаний, необходимых для подготовки инженера по вышеназванной специальности в соответствии с Государственным образовательным стандартом. Целью проведения домашней контрольной работы является управление процессом обучения на основе эффективности усвоения программного материала дисциплины «Электротехника и электроника» и качества знаний студентов. Контрольная работа разработана в десяти вариантах. В каждом варианте пять заданий: три теоретических вопроса и две задачи. Выбор варианта зависит от номера студенческого билета в соответствии с таблицей 1. Таблица соотношения номера студенческого билета и варианта контрольных заданий
Контрольная работа выполняется в отдельной тетради или печатается на листах формата А4. На каждой странице должны быть оставлены поля для пометок преподавателя. Вопросы и условия задач переписываются полностью, приводится решение задачи в общем виде, подставляются числовые данные в системе СИ, ответы решения задачи приводятся в удобных для каждой конкретной задачи единицах измерения. Схемы, графики, диаграммы выполняются с соблюдением требований ГОСТ, ЕСКД. В конце работы следует ставить дату её выполнения, подпись и приводить список использованной литературы. ПЕРЕЧЕНЬ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ, ВКЛЮЧЕННЫХ В КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ: Раздел 1. Основные законы теории электрических и магнитных цепей. 1.1 Электрический ток в металлах. Направление тока. 1.2 Ток. Плотность тока. 1.3 Э.д.с. источника и напряжение на его зажимах. 1.4 Электрическая работа и мощность. 1.5 Законы Ома. 1.6 Электрическое сопротивление и проводимость. 1.7 Закон Джоуля –Ленца. 1.8 Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов. Раздел 2. Цепи постоянного тока. 2.1 Законы Кирхгофа. 2.2 Расчет разветвлённых электрических цепей с одним источником питания. 2.3 Расчет разветвлённых электрических цепей с несколькими источниками питания. Раздел 8. Триггеры. 8.1 Назначение и классификация триггеров. 8.2 Триггеры на логических элементах: RS-триггеры, D-триггеры, JK-триггеры, Т-триггеры. 8.3 Триггеры на ИМС. 8.4 Области применения триггеров. Регистры. Счетчики.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Пример решения задачи №1. Задача 1. Определить ток и напряжение на каждом резисторе цепи рисунка 1, если через R6 проходит ток I6=6A. Определить мощность на каждом резисторе. Составить баланс мощностей.
Величины сопротивлений равны их порядковым номерам (в Омах). Решаем задачу методом свертывания. Метод свертывания. Цепь со смешанным соединением включает в себя участки с последовательным и параллельным соединением потребителей (резисторов). Расчет ведется в следующей последовательности: 1. На схеме обозначаются все токи и узловые точки. 2. Заменяются эквивалентными группы резисторов с явно выраженным последовательным или параллельным соединением и определяются их сопротивления. 3. Замена ведется до получения простейшей схемы, для которой определяется общее (эквивалентное) сопротивление всей цепи. 4. По заданному напряжению источника и вычисленному общему сопротивлению всей цепи определяется ток в неразветвленной части схемы. 5. Определяются падения напряжения на участках цепи и ток каждого резистора. Решение. Определяем напряжение на резисторе R6, т.е. на участке ED: UED=I6R6=6·6=36 B Это напряжение создает падение напряжения на участках DF и FE, т.е. UFD=I7,8R 7,8 и UEF=I 9,10 R 9,10. Резисторы R7 и R8 cоединены параллельно, также параллельно соединены R9 и R10. Таким образом R 7,8=R7R8/(R7+R8 )=3,73Ом; R9,10=R9R10/(R9+R10 )=9·10/(9+10)=4,74Ом. R 7,8 и R 9,10 соединены последовательно и подключены к точкам E и D цепи. Тогда R 7-10 = R 7,8 + R 9,10= 3,73+4,74=8,47 Ом Следовательно, общий ток через сопротивления R 7-10 между точками E и D: I7-10=UED/R7-10=36/8,47=4,25A. Ток I7-10 создаёт падение напряжения на участках EF и FD: UEF=I7-10R9,10=4,25·4,74=2015B; UFD=I7-10R7,8=4,25·3,73=15,85B. Для проверки результатов отмечаем: UED=UEF+UFD=20,15+15,85=36В. Для определения токов I7, I8, I9 и I10 воспользуемся законом Ома: I7=UFD/R7=15,85/7=2,26A; I8=UFD/R8=15,85/8=1,99A; I9=UEF/R9=20,15/9=2,235A; I10=UEF/R10=20,15/10=2,015A. Правильность полученных результатов подтверждается законом Кирхгофа: I7+I8=2,26+1,99=4,25A=I7-10; I9+I10=2,235+2,015=4,25A=I7-10. Сопротивление участка ED: R6-10=R6·R7-10/(R6+R7-10 )=6·8,47/(6+8,47)=3,51Ом. Тогда ток I5 определяем по закону Ома: I5=UED/R6-10=36/3,51=10,25A. Тот же ток по первому закону Кирхгофа: I5=I6+I7-10=6+4,25=10,25A, т.е. правильность расчёта подтверждается. Напряжение на резисторе R3, т.е. на участке CD определим из уравнения: UCD=U3=U5+U6=I5R5+U6=10,25·5+36=87,25B. Тогда ток I3=U3/R3=87,25/3=29,08A. Токи I2=I3+I5=29,08+10,26=39,33A; I4=I2=39,33A. Напряжение сети U равно напряжению на участке АB, т.е. U=UАB=I2R2+UCD+I4R4=39,33·2+87,25+39,33·4=323,23B. Определяем ток через R1: I1=UАB/R1=323,23/1=323,23A. Тогда общий ток цепи: I0=I1+I2=323,23+39,33=362,56A. Мощность на каждом участке: P1 = U1I1 = 323,23·323,23 = 104478 Вт; P2 = U2I2 = I22R2 = 39,332·2 = 3093,7 Вт; P3 = U3I3 = I32R3 = 29,082·3 = 2536,94 Вт; P4 = U4I4 = I42R4 = 39,332·4 = 6187,4 Вт; P5 = U5I5 = I52R5 = 10,252·5 = 525,3 Вт; P6 = U6I6 = 36·6 = 216 Вт; P7 = UFDI7 = U7I7 = 15,85·2,26 = 35,8 Вт; P8 = UFDI8 = U8I8 = 15,85·1,99 = 31,54 Вт; P9 = UEFI9 = U9I9 = 20,15·2,235 = 45 Вт; P10 = UEFI10 = U10I10 = 20,15·2,015 = 40,6 Вт. Составим баланс мощностей: Мощность сети: P0=UI0=323,23·362,56=117190,27 Bт P0=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10=117190,27 Вт Вопросы для самопроверки: 1. Как определяется величина и направление тока в неразветвлённой цепи с несколькими Э.Д.С? 2. Дайте определение первого и второго законов Кирхгофа. 3. Как используются законы Кирхгофа для расчета сложных электрических цепей? 4. Каковы признаки и особенности последовательного и параллельного соединения потребителей? 5. Когда и как пользуются методом свёртывания?
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.
Вопросы для самопроверки: 1. Объясните назначение основных элементов, входящих в структурную схему выпрямителя. 2. Назовите основные технические показатели различных схем выпрямителей (однополупериодных и двухполупериодных). 3. Что называется коэффициентом пульсаций? 4. Объясните работу параметрического стабилизатора напряжения. 5. Как оценивается качество стабилизации напряжения? 6. Объясните назначение основных элементов, входящих в структурную схему импульсного источника питания. 7. Перечислите достоинства импульсных источников питания.
Раздел 8. Триггеры. Студент должен: иметь представление: - о принципах работы RS- триггеров, D-триггеров, JK-триггеров, Т-триггеров; знать: - условные графические обозначения триггеров; - основные серии интегральных микросхем триггеров; - таблицы переходов различных триггеров; - области применения триггеров в различных узлах цифровой техники; уметь: - составлять функциональные схемы триггеров; - определять состояние триггера по сочетанию входных сигналов.
Литература к разделу 7: (3) с.130-149
Вопросы для самопроверки: 1. Что называется триггером? 2. Опишите работу RS –триггера на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. 3. Опишите работу D –триггера на элементах И-НЕ. 4. Опишите работуJK–триггера на элементах И-НЕ. 5. Назовите области применения вышеуказанных триггеров. 6. Опишите работу Т –триггера на элементах И-НЕ. 7. Назовите области применения счетных триггеров.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Вариант 1 1. Закон Ома для участка цепи. Закон Ома для всей цепи. 2. Двухполупериодная схема выпрямления. Работа схемы, параметры, достоинства и недостатки. 3. Три схемы включения транзисторов. Дать их сравнительную оценку по величинам Rвх и Rвых, коэффициентов усиления по току, напряжению и мощности. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 1) I1=5 A, R1=19 Ом, R2=70 Ом, R3=30 Ом, R4= 60 Ом, R5=5 Ом, rо=1 Ом, U6=UBC=20 B. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи, найти значение сопротивления R5, определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить КПД усилителя низкой частоты (УНЧ), если мощность в нагрузке 0,3 Вт; мощность, рассеиваемая в транзисторе, 100 мВт; мощность, рассеиваемая в остальных цепях усилителя, 30 мВт.
Вариант 2 1. Последовательное соединение резисторов. 2. Предварительный каскад усиления. Выбор рабочей точки. Принцип работы усилителя по принципиальной схеме. 3. Изобразите схему логического элемента И и объясните его работу. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 2) I6=100 A, R1=15 Ом, R2=2 Ом, R3=13,3 Ом, R4= R5=10 Ом, R6=3,9 Ом, Rо=0,1 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи. Вычислить ЭДС Е цепи. Составить баланс мощностей.
Вариант 3 1. Параллельное соединение резисторов. 2. Полупроводниковые диоды, их устройство, типы, принцип работы, параметры. 3. Изобразите схему логического элемента ИЛИ и объясните его работу. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 3) UСD=U5=100 B, I4=6 A, R1=40 Ом, R2=86 Ом, R3=10 Ом, R4= 14 ОМ, R5=50 Ом, Ro=0,4 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи. Определить э.д.с. Е, сопротивление R6. Составить баланс мощностей.
Задача №2 Определить коэффициент усиления усилителя, если через нагрузку 200 Ом проходит ток 0,25 А, а напряжение на входе 0,1 В.
Вариант 4 1. Смешанное соединение сопротивлений. 2. Выпрямительные диоды, их устройство, принцип работы, параметры. 3. Способы уменьшения дрейфа нуля в схемах усилителей постоянного тока (УПТ). Балансная схема УПТ, принцип работы. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 4) I1=5 A, R1=5 Ом, R2=6,25 Ом, R3=60 Ом, R4= 5 ОМ, R5=15 Ом, R6=15 Ом, Ro=0,2 Ом.
Вариант 5 1. Закон Джоуля–Ленца. 2. Параметрический стабилизатор напряжения на кремниевом стабилитроне. 3. Назначение и классификация усилителей. Основные технические показатели. Основные технические показатели усилителей. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 5) Е=210 В, R1=20 Ом, R2=5 Ом, R3=30 Ом, R4=10 Ом, R5=25 Ом, R6=100 Ом, Rо=0,5 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи, Определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить мощность на выходе усилителя, если Rн= 40 Ом, коэффициент усиления 200, а напряжение на входе 0,01 В.
Вариант 6 1. Магнитное поле. Основные понятия и определения. 2. Мостовая схема выпрямления: работа, параметры, достоинства. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 6) Е=32 В, R1=10 Ом, R2=80 Ом, R3=26,6 Ом, R4=50 Ом, R5=25 Ом, R6=10 Ом, Rо=1 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи. Определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить напряжение сигнала на входе усилителя, если Rн=100 Ом, мощность, отдаваемая усилителем 4 Вт, а коэффициент усиления равен 50.
Вариант 7 1. Явление электромагнитной индукции. 2. Однополупериодная схема выпрямления. Принцип работы, параметры, достоинства и недостатки. 3. Устройство и принцип работы полевого транзистора с p-n–переходами (унитрона). Достоинства ПТ. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 7) U2=Uab=10 В, R1=2,5 Ом, R2=10 Ом, R3=50 Ом, R4=50 Ом, R5=10 Ом, R6=40 Ом, Rо=1 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи, Определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить мощность, отдаваемую в нагрузку усилителя, если выходное напряжение 5 В, а сопротивление нагрузки 100 Ом.
Вариант 8 1. Основные понятия о переменном токе. 2. Устройство и принцип работы полевого транзистора с изолирован- ным затвором (МДП- транзистора). Достоинства ПТ. 3. Однотактный усилитель мощности. Принцип работы, достоинства и недостатки. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 8) I6= 20 А, R1=30 Ом, R2=4 Ом, R3=26,6 Ом, R4=20 Ом, R5=20 Ом, R6=7,2 Ом, Rо=0,2 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи. Определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить к.п.д. УНЧ, если мощность в нагрузке 0,4 Вт; мощность, рассеиваемая в транзисторе 100 мВт; мощность, рассеиваемая в остальных цепях 50 мВт.
Вариант 9 1. Действующее значение переменного тока, напряжения, э.д.с. 2. Понятие об импульсах, их параметры. Электронные ключи, их назначение. Схема и работа транзисторного ключа. 3. ЭСЛ – элемент. Принцип работы, основные серии, достоинства и недостатки. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 9) E=200 B, R1=10 Ом, R2=15 Ом, R3=30 Ом, R4=20 Ом, R5=40 Ом, R6=11 Ом, I6=10 A.
Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи, Определить внутреннее сопротивление Ro э.д.с. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить мощность на выходе усилителя, если Rн= 50 Ом, коэффициент усиления 100, а напряжение на входе 0,02 В.
Вариант 10 1. Цепь переменного тока с активным сопротивлением. 2. Синхронный RS – триггер. Принцип работы по функциональной схеме. Назначение, достоинства и недостатки. 3. Коменсационные стабилизаторы напряжения. Принцип работы по структурной схеме. Задача №1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рисунок 10) U3 =UAB=40 В, R1=20 Ом, R2=9 Ом, R3=60 Ом, R4=5 Ом, R5=50 Ом, R6=50 Ом, Rо=1 Ом. Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка и всей цепи, Определить э.д.с. Е цепи. Составить баланс мощностей.
Задача №2. Определить напряжение сигнала на входе усилителя, если Rн=50 Ом, мощность, отдаваемая усилителем 2 Вт, а коэффициент усиления равен 25.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению домашней контрольной работы по дисциплине ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Направления подготовки
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 265; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.44.115 (0.012 с.) |