Расчет проводников по постоянному току
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
значения граничных условия концентрации примеси и известны:
= = 1,51024
= NБ = 1022
= - температурный потенциал: =0.0253575 В = 1,11010 м -3
Контактная разность потенциалов определяется по формуле:
В
=3,62110-7 м
= 3,59710-7 м
протяженность p-n-перехода в P-области = 3,59710-7 м
Задание 2
Расчет проводников по постоянному току выполняется с целью определения нагрузочной способности печатных проводников по току, величине падения напряжения на проводниках. Критичными в этом отношении являются проводники цепей питания. Минимально допустимая ширина печатного проводника определяется по формуле (2):
> Imax/h j, ( 2)
где Imax - максимальный ток, протекающий через проводник, в нашем случае составляет 6 мА для входной цепи;- толщина проводника (мм), в нашем случае 35 мкм ;- допустимое значение плотности тока (A/мм2), зависит от метода изготовления ПП и для химического метода при толщине фольги 35 мкм составляет 20 A/мм2.
Произведенный расчет показывает t > 0,08 мм. Таким образом, печатный проводник шириной 0,25 мм (минимальная ширина проводника для печатной платы третьего класса точности) обладает более чем достаточной нагрузочной способностью по току.
Допустимое падение напряжения для микросхемы на цепях питания не должно превышать 1-2% номинального значения подводимого напряжения, то есть 0,24 В (при напряжении питания 15 В). Падение напряжения на проводнике определяется по формуле (12):
U=? lпр Imax/ht(3)
где ? - удельное сопротивление проводника, для медной катаной фольги ? = 0,017 Ом*мм2/м2; пр - длина проводника, 50 мм.
Произведенный расчет показывает U=0.048 В, гораздо меньше 0,24 В.
Таким образом, проводники удовлетворяю предъявляемым требованиям.
Допустимое рабочее напряжение между проводниками печатной платы определяется по таблице 2.1. Как известно из пункта 2, максимальное (амплитудное) значение действующего в проектируемом устройстве напряжения 15В.
Таблица 2.1
Атмосферное давление ПаМатериалНапряжение, B, не более при расстоянии между проводниками, мм0,15…0,20,2…0,30,3…0,40,4…0,70,7…1,21,2…22…3,5НормальноеГФ-30100150300400500ГФ255015030040060083053600ГФ-2580110160200250ГФ2040110160200300430666ГФ-20305880100110ГФ10305080100130160
Как видно из таблицы, для проектируемого функционального узла расстояние между проводниками должно быть не меньше 0,50 мм. Выбранный третий класс точности печатной платы (минимальное расстоянии между проводниками 0,25 мм) вполне удовлетворяет этому требованию.
Задание 3
Рис. 3.1 - Нормальные и касательные напряжения по граням кубика: а - направления напряжений для исследуемого напряженного состояния; б - положительные направления напряжений
Прежде всего, установим знаки нормальных и касательных напряжений, показанных на рис. 3.1, а. Положительные направления нормальных напряжений ?x, ?y и касательных напряжений ?x = ?y показаны на рис. 1, б. Нормальные растягивающие напряжения принято брать со знаком плюс, а сжимающие - со знаком минус. Следовательно, ?x = 160 МПа и ?y = -70 МПа, ?y = ?х = 80 МПа.
Определение главных напряжений. Определяем наибольшее и наименьшее главные напряжения.
Наибольшее ?1:
наименьшее из главных напряжений ?3:
Определение направления главных площадок. Угол наклона нормали главной площадки к оси X определяется по формуле
Знак касательных напряжений и угла ? можно не устанавливать, если пользоваться следующим правилом для определения ориентации главных площадок.
Главные площадки, на которых действует наибольшее из главных напряжений ?1, получаются поворотом на угол ? тех из исходных площадок, на которых действует большее (по алгебраической величине) из исходных напряжений ?x, ?y. В нашем примере такими исходными площадками будут площадки, где действует нормальное напряжение ?х, так как ?х > ?у.
Направление поворота указывает стрелка касательного напряжения на исходной площадке (рис. 3.2). Вторая пара главных площадок перпендикулярна найденным.
Определение максимальных касательных напряжений:
Эти напряжения действуют на площадках, наклоненных под углом 45 к главным, и направлены в сторону ?1 (см. рис. 3.2).
Рис. 3.2 - Расположение главных площадок сила на определение относительных деформаций ?x, ?y, ?z:
Обратите внимание на то, что при ?z = 0 ?z ? 0, т.е. при отсутствии напряжения по оси Z деформация в этом направлении имеет место.
Определение относительного изменения объема ?:
Определение удельной потенциальной энергии деформаций. Потенциальная энергия изменения объема Uоб:
Потенциальная энергия изменения формы Uф:
Полная энергия U:= Uоб + Uф = 2,8310-3 +89,6510-3 = 92,4810-3 МПа (Н/мм2).
Задание 4
При небольшом перепаде температур между спаями термо-ЭДС пропорциональна разности температур. Величина термо-ЭДС зависит только от природы проводников и от температуры спаев и не зависит от распределения температур между спаями.
Явление термоэлектричества принадлежит к числу обратных явлений. Если через цепь, состоящую из двух различных проводников или полупроводников, пропустить электрический ток, то в одном спае выделяется тепло, а на другом поглощается.
В разнородных проводниках количество свободных электронов на единицу объема различно.
Обозначим , - плотность свободных электронов соответственно в проводниках и . Пусть > . При соединении проводников в спаях происходит диф?/p>