Расчёт выпрямителей и логических схем
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра Электротехника и электроника
Расчетно-графическая работа №2
Вариант №2
Выполнил: ст. группы 106526
Безусов А.Ю.
Проверил: Розум Т.Т.
Минск 2008
ЗАДАЧА 1
Напряжение и частота сети переменного тока: , . Тип выпрямителя, мощность и номинальное напряжение нагрузки, тип фильтра и допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке указаны в таблице 1.1:
Таблица 1.1 - Данные к задаче №1
тип выпрямителяноминальное напряжение, Вноминальная мощность, Вттип фильтрадопустимый коэффициент пульсации, %однофазный с нулевым выводом150040Простой емкостный 5,0
1.1Начертить схему выпрямителя с фильтром, на которой обозначить напряжения и токи в обмотках трансформатора, вентилях и нагрузке. Указать полярность выходных клемм.
.2Рассчитать необходимые параметры и выбрать тип вентилей при условии работы выпрямителя на заданную активную нагрузку. Индуктивностью и сопротивлением обмоток трансформатора пренебречь.
1.3 Определить расчетную мощность, напряжение вторичной обмотки и коэффициент трансформации трансформатора. Вентили считать идеальными.
.4Рассчитать амплитуды тока и напряжения при работе выпрямителя без фильтра и начертить в масштабе временные диаграммы тока и напряжения на нагрузке.
.5Рассчитать параметры сглаживающего фильтра, который обеспечит допустимый коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке.
.6Указать на схеме выпрямителя тип вентилей, параметры элементов фильтра, мощность и коэффициент трансформации трансформатора.
Решение
Рисунок 1.1 - Расчетная схема
Находим ток нагрузки:
Для однофазного выпрямителя с нулевым выводом среднее значение прямого тока через вентиль:
Обратное максимальное напряжение на вентиле:
Выбираем вентили КЦ201Д, для которых:
Для однофазного выпрямителя с нулевым выводом действующее значение вторичного напряжения:
Откуда коэффициент трансформации:
Расчетная мощность:
Диаграммы напряжения на входе, напряжения и тока на нагрузке представлены на рисунке 1.2:
Рисунок 1.2 - Диаграммы токов и напряжений на нагрузке
Определим параметры фильтра.
Коэффициент пульсаций на выходе однофазного мостового выпрямителя:
Требуемый коэффициент пульсации:
Коэффициент сглаживания фильтра:
Принимаем емкость конденсатора фильтра:
Сопротивление нагрузки:
Тогда:
гдеm - число пульсаций выпрямленного напряжения за период (m=2). - сопротивление нагрузки.
Тогда коэффициент сглаживания фильтра:
Для простого емкостного фильтра:
Параметры фильтра C1=0,001мФ, удовлетворяют условиям эффективной работы.
ЗАДАЧА 2
Схема усилительного каскада приведена на рисунке 2.1. Исходные данные для расчеты заданы в таблице 2.1. Входные и выходные характеристики транзисторов приведены в ([1], приложение 3). Для каскада с делителем R1 и R2 ток делителя принять 5Iбп.
Рисунок 2.1 - Схема каскада
Таблица 2.1 - Данные к задаче №2
Тип транзистораНапряжение источника питания Eк, ВТок покоя транзистора Iкп, мАНапряжение покоя Uкэп, ВСопротивление нагрузки Rн, кOмМП252010102
2.1Начертить схему усилительного каскада с учетом заданного типа транзистора. На схеме указать токи и напряжения транзистора, а также Uвх и Uвых.
2.2По заданным в табл. 2.1 параметрам на характеристиках транзистора нанести точку покоя и построить статическую линию нагрузки. Рассчитать величину сопротивлений резисторов, обеспечивающих заданный режим покоя. При расчете учесть, что Iк >> Iб.
.3В точке покоя по характеристикам транзистора определить его h-параметры (h11, h21, h22). Параметр h12 принять равным нулю.
.4 Начертить схему замещения усилителя в динамическом режиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с h-параметрами.
.5 Рассчитать с учетом нагрузки входное и выходное сопротивление каскада, коэффициенты усиления тока, напряжения и мощности.
.6 Построить динамическую линию нагрузки на выходных характеристиках транзистора и определить максимальную амплитуду выходного напряжения, усиливаемого без заметных искажений сигнала, и максимальную выходную мощность.
.7 Построить амплитудную характеристику каскада.
.8Определить коэффициент полезного действия каскада.
Решение
В статическом режиме входное напряжение отсутствует и токи протекают только под действием источника питания Eк. Сопротивление конденсаторов постоянному току равно бесконечности, проведем расчет для определения параметров статического режима:
Для нахождения координат статической линии нагрузки имеем:
Отсюда:
Т.к.
Строим СЛН по 2 точкам:
) - точка М
) -точка отсечки.
Статическая линия нагрузки показана на рис.2.2
Германиевые высоковольтные p-n-p-транзисторы предназначены для работы в усилителях