12595

Основи електротехніки та електроніки. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

Книга

Информатика, кибернетика и программирование

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ ТА ЕЛЕКТРОНІКИ Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни Основи електротехніки та електроніки для студентів денної і заочної форми навчання. /Уклад.: Куч...

Украинкский

2013-05-02

3.02 MB

3 чел.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ

З ДИСЦИПЛІНИ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ ТА ЕЛЕКТРОНІКИ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Основи електротехніки та електроніки» для студентів денної і заочної форми навчання. /Уклад.: Кучеренко М. Є., Скринник О. М., Зіменков Д. К. –К.: ІВЦ Видавництво «Політехніка», 2009. – ? с.

№ 1. Просте електричне коло постійного струму

Мета роботи: дослідження електричного стану простих електричних кіл постійного струму та освоєння методу їх розрахунку.

Послідовність виконання роботи

Для електричного кола, схема якого показана на рис.1.1, відповідно до варіанта завдання (табл. 1.1), виконати такі дії:

Таблиця 1.1

EРС, В

Опір, Ом

Стан перемикачів

Е

R0

R1¸R4

R5¸R6

R7¸R11

1

2

3

4

Всі розімкнені

Замкнені

1. Обчислити струм I джерела, напругу UAB на його затискачах, еквівалентний опір кола Rе та струм в вітці з заданим опором R відповідно до чотирьох станів перемикачів. Результати розрахунків занести в відповідні стовпці табл. 1.2, ліворуч.

2. За результатами розрахунків побудувати вольт-амперну характеристику джерела.

3. Побудувати експериментальну модель електричного кола з необхідними вимірювальними приладами, а також з перемикачами, керованими відповідними цифровими клавішами (1,2…7), рис. 1.2.

4. Провести досліди відповідно до п.1. Результати експериментальних досліджень записати у відповідні стовпці табл. 1.2, праворуч.

5. В звіті подати результати моделювання до четвертого стану перемикачів.

Шукані значення

Результати розрахунку та моделювання

Стан перемикачів

1

2

3

4

I, A

UAB, В

I  ?, A

Rе, Ом

Таблиця 1.2

Контрольні запитання та завдання

1. Дайте визначення закону Ома та законів Кірхгофа.

2. Сформулювати закон Ома для пасивної, активної ділянок та замкненого електричного кола.

3. В колі, схема якого показана на рис. 1.3, джерело з ЕРС E=100 B з внутрішнім опором R0=2 Oм живить споживач з опором R1. Струм в колі I=20 А, а після замикання ключа SW збільшується до 25 А. За даними параметрів джерела визначити силу струмів I1 та I2 в паралельних гілках. Результати розрахунків підтвердити моделюванням кола в середовищі EWB.

4. Обчислити еквівалентний опір електричного кола (рис. 1.4) відносно клем А і В. Результати розрахунків перевірити вимірюванням за допомогою мультиметра (R=30 Oм).

5. Визначити опір R2, якщо опір R1=3Ом, а покази амперметрів А1 5А, а А2 25 А, рис. 1.5.

6. Визначити значення та напрям струму в вітці електричного кола (рис. 1.6), якщо відомі R1=20 Ом, R2=30 Ом, E1=70 B, E2=20 B, а потенціали вузлів мають значення: 2=60 В, 1=10 В.

7. Визначити показ амперметра, якщо відомі: R1=6 Ом, R2=10 Ом, R3=4 Ом, E1=12 B, E2=20 B, рис. 1.7.

8. Визначити значення та напрям ЕРС E3, якщо відомі: R1=5 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, E1=20 B, E2=10 B, показ вольтметра 40 В, а амперметра 5 А, рис. 1.8

9. Як слід з’єднати шість електричних ламп, чотири з яких мають номінальну напругу UН=100 В і потужність РН=50 вт, а дві UН=100 і потужність РН=100 вт так, щоб всі шість ламп працювали в номінальному режимі за напруги 200 В? Дослідити електричний стан кола в середовищі EWB.

10. Підібрати такі потужності ламп розжарювання щоб при утворенні кола (рис. 1.9) всі лампи працювали в номінальному режимі. Дослідити електричний стан кола. Як вплине зміна потужності лампи HL3 на розжарення ламп HL1 та HL2 (ЕРС та внутрішній опір джерела і потужності ламп взяти довільними).

Як вплине зміна потужності лампи Л3 на розжарення ламп Л1 та Л2 (ЕРС та внутрішній опір джерела і потужності ламп взяти довільними).

Примітка: правильний вибір параметрів ламп буде відповідати становищу, коли вони випромінюють світло (лампа світить, якщо струм I>0.5 Iмах; якщо струм I<0.5 Iмах лампа не світить і якщо струм I>Iмах лампа перегорає).


№ 2. Складне електричне коло постійного струму

Мета роботи: освоєння методів розрахунку та експериментальне дослідження складних електричних кіл постійного струму.

Послідовність виконання роботи

Для електричного кола (рис. 2.1), параметри елементів якого відповідно до варіанту завдання наведені в табл. 2.1, виконати наступне:

Таблиця 2.1.

ЕРС, В

Номер вітки до методу екв. генератора

Опір, Ом

Е

Е

R1

R2

R3

R4

R5

R6

1. За методом рівнянь Кірхгофа обчислити струми та їх напрямки у вітках заданого електричного кола. Результати розрахунків, занести до табл. 2.2.

2. Спростити задане електричне коло, використавши перетворення зєднання трикутник в еквівалентне зєднання зірка. Обчислити силу струмів в вітках спрощеного кола за методами вузлової напруги та накладання дій ЕРС. Результати розрахунків занести в табл. 2.2

3. Обчислити силу струму в заданій вітці вихідного електричного кола (рис. 3.1) методом еквівалентного генератора. Обчислені параметри еквівалентного генератора і значення струму занести в табл. 2.2.

4. Експериментально дослідити задане та спрощене електричні кола із ввімкненими амперметрами в кожній його вітці засобами EWB відповідно до розрахункових методів. Результати моделювання занести в табл. 2.2.

5. Побудувати експериментальні моделі і виміряти ЕРС еквівалентного генератора, його внутрішній опір та струм в заданій вітці. Результати моделювання занести в табл. 2.5.

8. Виконати порівняльний аналіз результатів розрахунку та моделювання. Привести у звіті експериментальні моделі відповідно до п. 4 і 5.

Таблиця 2.2

Назва методів

Струми в вітках, А

I1

I2

I3

I4

I5

I6

Рівнянь Кірхгофа

Розрахунок

Моделювання.

Вузлової напруги

Розрахунок

Моделювання.

Накладання щодо дії Е

Розрахунок

Моделювання.

Накладання щодо дії Е

Розрахунок

Моделювання.

Накладання щодо дії Е  і Е

Розрахунок

Моделювання.

Екв. генератора

Розрахунок

Моделювання.

Контрольні запитання та завдання

1. Якими критеріями користуються при виборі доцільного методу розрахунку складного електричного кола?

2. Поясніть послідовність розрахунку струму методом еквівалентного генератора.

3. Зробіть порівняльний аналіз різних методів розрахунку складних електричних кіл.

4. Переконайтесь за допомогою експерименту в справедливості еквівалентного перетворення з’єднання «трикутник» в еквівалентну «зірку» (за результатами п.2).

5. Назвіть основні режими роботи активного двополюсника (еквівалентного генератора). Дослідити аналітичним методом та довести експериментально в середовищі EWB залежність потужності джерела від опору споживача, використовуючи схему найпростішого електричного кола.


№ 3. Електричне коло синусоїдного струму з послідовним з’єднанням
R, L та С елементів

Мета роботи: дослідження електричного стану, явища резонансу напруг та особливостей застосування другого закону Кірхгофа і закону Ома в розрахунках кіл синусоїдного струму з послідовним з’єднанням активних і реактивних елементів

Послідовність виконання роботи

Для електричного кола промислової частоти, зображеного на рис. 3.1, з параметрами елементів у відповідності з варіантом завдання, наведених у табл. 3.1, виконати наступне:

Таблиця 3.1

EРС, Е

Почат. фаза,yE

Опори

Індуктивність, L

Ємність, C

R1

R2

R

В

Град

Ом

Гн

μФ

1. Визначити діюче значення струму в електричному колі, напруги на елементах кола, кути зсуву початкових фаз та активні потужності кола і його елементів. Результати розрахунків записати в 1й рядок табл. 3.2.

2. Побудувати топографічну векторну діаграму напруг і струму.

3. Записати вирази для миттєвих значень струму в колі і напруг на його елементах.

4. Визначити частоту джерела за якої настане резонанс напруг. Для цього значення частоти визначити діюче значення струму в електричному колі, напруги на елементах кола, кути зсуву початкових фаз та активні потужності кола і його елементів. Результати розрахунків занести в 3й рядок табл. 3.2.

5. Побудувати засобами EWB експериментальну модель заданого електричного кола з вимірювальними приладами, рис. 3.2:

–амперметра, вольтметрів і ватметра для вимірювання струму в колі та відповідних напруг і активних потужностей;

–осцилографа для спостереження часових діаграм напруги на затискачах джерела і струму в колі;

–графобудівника для побудови фазочастотних характеристик.

Примітка׃ –побудову експериментальної моделі кола починати з розміщення на робочому полі ватметра;

–спад напруги на активному опорі R2 =1 Ом по формі і значенню відповідає струму в колі.

Таблиця 3.2.

Електр. коло

№ рядка

Струм, А

Напруга, В

Кут зсуву, град

Активні потужності, Вт

I

UR1

UL

UC

UR2

U

φ

Р1

PL

PC

P2

P

Вихідне

1

2

за умов резонансу

3

4

6. За результатами моделювання:

–записати  покази амперметра, вольтметрів та ватметра в 2й рядок табл. 3.2.

–визначити кут зсуву фаз між струмом в колі і напругою джерела за допомогою візирних ліній розширеної моделі осцилографа. Значення кута зсуву фаз записати в 2й рядок табл. 3.2.

7. Встановити в експериментальній моделі частоту джерела, що відповідає режиму резонансу напруг. Визначити за показами вимірювальних приладів діючі значення струму у колі і напруг на елементах кола, а також початкові фази напруг на елементах кола. Результати моделювання записати в 4й рядок табл. 3.2.

8. Дослідити частотні характеристики кола: залежність кута зсуву фаз та повного опору кола від частоти (φ=Ψ(f) і Z=Ψ(f)). Частотний діапазон визначити самостійно відносно резонансної частоти та зафіксувати показання візирних ліній відповідно до промислової і резонансної частот.

9. Порівняти результати розрахунків та моделювання і зробити висновки. В звіті привести експериментальні моделі та результати моделювання відповідно до пунктів п.6, 7 та п.8.

Контрольні запитання та завдання

1. Якими параметрами характеризуються синусоїдні електричні величини і які існують форми їх зображення?

2. Дослідити амплітудні та фазові співвідношення між струмом у колі та напругами на резисторі (R), індуктивності (L) та ємності (C) в такій послідовності:

–розрахуйте діюче значення струму і порівняйте їх з показами амперметра (параметри джерела синусоїдної ЕРС та R, L, і С елементів взяти довільно);

–визначте за допомогою осцилографа зсув початкових фаз між струмом і напругою на затискачах відповідного елемента.

3. Назвіть умову виникнення резонансу напруг. Яке співвідношення між напругами на елементах електричного кола у режимі резонансу напруг? До яких негативних наслідків може призвести резонанс напруг в енергетиці і де його використовують свідомо?

4. Ви придбали паяльник потужністю Р=50 Вт і номінальною напругою U=36 В. Якого номіналу слід ввімкнути послідовно конденсатор з паяльником, щоб за напруги 220 В він працював в номінальному режимі?

5. В колі з’єднані послідовно активний опір R, індуктивність L=0.015 Гн та ємність С і живляться від джерела синусоїдної напруги U=220 В частоти f=50 Гц. Струм у колі І=11 А, активна потужність Р=300 Вт. Визначити значення активного опору і ємності та переконатись в справедливості розрахунків за допомогою досліду.


№ 4. Коло однофазного синусоїдного струму зі змішаним з’єднанням активних і реактивних елементів

Мета роботи: дослідження електричного стану, проблеми підвищення коефіцієнта потужності споживачів та опанування символічним методом розрахунку електричних кіл.

Послідовність виконання роботи

Споживачі з активним і активно-індуктивним характером навантаження з’єднані лінією електропередач з ідеальним джерелом ерс промислової частоти, рис. 4.1. Відповідно до вихідних даних, таблиця 4.1, виконати:

Таблиця 4.1

Напруга, Uвс, ,В

Опори,

Ом

Індуктивність, Гн

Коефіцієнт потужності, в.о.

RL

R1

R2

LС

L2

Cos jk

1. Обчислити діючі значення струмів, ерс джерела, спад напруги в лінії, а також коефіцієнт потужності споживача. Результати розрахунку записати в 1й рядок табл. 4.2.

2. Побудувати сумісну топографічну векторну діаграму напруг та векторну діаграму струмів.

3. Записати вирази для миттєвих значень струму у нерозгалуженій частині кола, напруги на споживачах та ЕРС джерела.

4. Визначити значення компенсаційної ємності Ск, приєднання якої паралельно до споживачів забезпечить їх ємнісний характер з заданим коефіцієнтом потужності, cosjK.

Визначити діючі значення сили струмів у вітках кола, ЕРС джерела, спад напруги в лінії електропередач та коефіцієнт потужності споживача з компенсаційною ємністю.

Результати розрахунків занести в 3й рядок табл. 4.2.

5. Побудувати модель електричного кола з необхідними вимірювальними приладами (рис. 4.2), встановивши параметри електричного кола згідно з даними табл.4.1. Покази вимірювальних приладів записати в 2й рядок табл. 4.2.

6. Проаналізувати осцилограми часових діаграм струму у нерозгалуженій частині кола, напруги на споживачах та ЕРС джерела і порівняти їх із значеннями, обчисленими теоретично в п.3.

7. У моделі електричного кола приєднати паралельно до споживачів компенсуючу ємність Ск і виміряти силу струмів у вітках кола, ЕРС джерела, спад напруги в лінії електропередач, коефіцієнт потужності споживача. Результати занести в 4й рядок табл. 4.2.

8. Порівняти результати розрахунків та моделювання і зробити висновки.

9. В звіті навести експериментальні моделі відповідно до п.5 і 7.

Таблиця 4.2

Електр.

коло

№ рядка

Струми, А

ЕРС та напруга,

В

Коеф. потужності,

в.о.

I

I1

I2

ІК

E

UЛ

cosj

З вихід. параметр.

1

2

З комп. ємністю.

3

4

Контрольні запитання та завдання

1. У якій послідовності розраховують електричні кола символічним методом?

2. У чому полягає проблема коефіцієнта потужності і як її вирішують?

3. Яка умова виникнення резонансу струмів?

4. Дослідіть амплітудні та фазові співвідношення між напругою на затискачах паралельно з’єднаних RLC елементів і струмом в нерозгалуженій частині кола, рис. 4.3 (R =10 Ом, L=0.06 Гн і С=1000 μФ, U=220 B) в такій послідовності:

–обчисліть діюче значення струму в нерозгалуженій частині кола і порівняйте його з показом амперметра;

–отримайте частотні характеристики кола: залежність кута зсуву початкових фаз та повної провідності кола від частоти (φ=Ψ(f) і Y=Ψ(f)). Частотний діапазон вибрати самостійно відносно резонансної частоти;

–за частотними характеристиками знайдіть значення кута зсуву початкових фаз і повної провідності кола для промислової і резонансної частот.

5. На рис. 4.4 показана схема електричного кола промислової частоти з параметрами: U=220 B, R1=4 Ом, R2=12 Ом, повні опори гілок відповідно Z1=5 Ом і Z2=20 Ом. Обчислити значення параметрів С1, і L2, загальні потужність і діюче значення струму та потужності і діючі значення струмів в кожній гільці електричного кола. Перевірте результати розрахунків моделюванням кола в середовищі EWB.


№ 5. З`єднання зіркою в трифазному колі

Мета роботи: дослідження електричного стану трифазного електричного кола з три- та чотири провідною лінією електропередачі з активним характером навантаженнями.

Послідовність виконання роботи

Три групи електричних ламп потужністю РЛ, розрахованих на напругу 220 В приєднані до трифазної мережі напруги 380/220 В, рис. 5.1. Відповідно до вихідних даних (табл. 5.1) виконати наступне:

Таблиця 5.1

Кількість ламп

Потужність ламп, Рл

1а група

1а група

3а група

Вт

1. Визначити струми в проводах, що приєднують споживачів до трифазної мережі. Результати записати в верхні рядки табл. 5.2.

2. Скласти баланс потужностей.

3. Побудувати сумісну топографічну векторну діаграму напруг і векторну діаграму струмів.

4. Визначити струми в проводах, що приєднують споживачів до трифазної мережі за умови обриву нульового проводу і виконати п. 2 і п. 3. Результати записати в верхні рядки табл. 5.2.

5. Виконати дослідження трифазного електричного кола засобами EWB. Побудувати модель трифазного електричного кола з необхідними вимірювальними приладами, рис. 5.2.

Примітка׃

–побудову експериментальної моделі кола починати з розміщення на робочому полі ватметра;

–в лінійних провідниках кола встановити запобіжники.

Рис. 5.2

6. Визначити струм плавкої вставки запобіжників за умови: Iвст.=1.7I (I – відповідно діючі значення струмів, одержаних в п. 1).

7. Експериментально визначити засобами EWB діючі значення фазних і лінійних напруг та струмів, вказаних в п. 1 і п. 4. Покази вимірювальних приладів записати в нижні рядки табл. 5.2.

Таблиця 5.2

Режим навантаження

Лінійні напруги,

В

Фазні напруги,

В

Струм,

А

Uab

Ubc

Uca

Ua

Ub

Uc

UnN

Ia

Ib

Ic

In

1

Акт. несиметричне з нульовим проводом

4

Теж без нульового проводу

8. Результати моделювання відповідно до режимів навантаження п.4 подати у звіті в вигляді рис. 5.2 з показами вимірювальних приладів.

Контрольні запитання та завдання

1. Що таке трифазні електричні кола та які схеми з’єднання джерел і споживачів використовують в них?

2. Яке призначення нульового проводу? Чому в нього не ставлять запобіжник?

3. Що називають зсувом нейтралі? В яких випадках він виникає?

4. Дослідіть аварійні режими (обрив та коротке замикання фази а.

5. Визначте за допомогою векторних діаграм та переконайтесь за допомогою експерименту значення лінійних напруг трифазного генератора, якщо обмотка фази В з’єднана невірно (кінці обмоток фаз А і С, відповідно X і Z, з’єднані з початком обмотки фази В).

№6. Напівпровідникові випрямні діоди та однофазні випрямлячі

Мета роботи: дослідження вольт–амперних характеристик випрямних діодів та однофазних випрямлячів

Робоче завдання

1. Побудувати експериментальну модель схеми дослідження прямого включення випрямного діода, рис. 6.1.

(Тип діода відповідно до варіанта завдання установити в діалоговому вікні діода Diode Propertios, бібліотека motorol 1.)

2. Змінюючи значення струму джерела струму в діапазоні 0 ÷ 100 mA записати відповідні значення напруги на діоді в таблицю 1 (наступне значення струму джерела установити в залежності від зміни напруги на діоді попереднього виміру).

Примітка: процес дослідження можна спростити, використовуючи опцію Parameter Sweep меню Analysis, попередньо визначивши ноди (вузли) експериментальної моделі за процедурою Circust → Schematic OptionsShow nodes.

На рис. 6.2 подано діалогове вікно опції Parameter Sweep. В діалоговому вікні установлений діапазон зміни струму джерела (0 ÷ 100 mА), ступінь зміни струму бази (1 mА) та номер вузла (нода 2), що визначає напругу на діоді. Після натискання на кнопку Simulate. Після закінчення цієї команди з’явиться результат аналізу у вигляді характеристики, числові значення координат точок на якій (напруг (Voltage) та струму (Current)) визначаються відповідно до місця знаходження на ній візирних ліній. Для цього потрібно активізувати кнопку Toggle Cursors, рис. 6.3.

Переміщаючи візирні лінії по характеристиці, визначити координати її характерних точок і занести в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1

U, B

I, mA

3. Побудувати експериментальну модель для дослідження зворотного включення випрямного діода, рис. 6.4.

4. Змінюючи значення напруги джерела напруги в діапазоні 0 ÷ 1.2·BV В записати відповідні значення струму діода в таблицю 6.2 (BV – напруга пробою, її значення визначити в діалоговому вікні Diode PropertiosSheet 1).

Таблиця 6.2

U, B

I, mA

5. Побудувати експериментальну модель однонапівперіодного випрямляча з однофазним трансформатором (використати модель ідеального трансформатора) та вимірювальними приладами: осцилографа для спостереження напруг на вторинній обмотці трансформатора u2 і на навантаженні ud, вольтметрів для вимірювання діючого значення напруги на вторинній обмотці трансформатора U2 і постійної складової напруги на навантаженні Ud та амперметра для вимірювання постійної складової струму навантаження Id, рис. 6.5.

6. Виконати дослідження однопівперіодного випрямляча без згладжувального фільтра:

 визначити і установити коефіцієнт трансформації трансформатора, приєднаного до мережі промислової частоти напруги U=220 B за умови забезпечення постійної складової напруги на опору навантаження Ud (напруга Ud відповідно до варіанту завдання, таблиця 6.3);

 одержати осцилограми напруг на вторинній обмотці трансформатора u2 і на навантаженні ud;

–записати діюче значення напруги на вторинній обмотці трансформатора U2 та постійних складових напруги (середнього значення) на навантаженні Ud і струму Id в табл. 6.4;

Таблиця 6.3.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Ud, B

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

80

85

90

95

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

–одержати дискретний спектр ряду Фур’є напруги на навантаженні і за його допомогою визначити коефіцієнт пульсацій (меню Analysis → Fourier) та записати його значення в табл. 6.4;

–не змінюючи напругу на вторинній обмотці трансформатора і опору навантаження виконати аналогічні дослідження випрямляча з L і C фільтрами.

Таблиця 6.4

Схема випрямляча

Тип згладжувального фільтра

Напруга, В

Струм, А

Коефіцієнт пульсацій

Коефіцієнт згладжування

U2

Ud

Um1

Id

Однонапівперіодний випрямляч

Без фільтра

L–фільт

C–фільт

Двонапівперіодний випрямляч

Без фільтра

L–фільт

C–фільт

7. Побудувати експериментальну модель двонапівперіодного випрямляча в якій використати модель ідеального трансформатора з середньою точкою, рис. 6.6.

8. Одержати осцилограми напруг на вторинних обмотках трансформатора відносно середньої точки та виконати дослідження відповідно до п. 2 і 3. Результати досліджень записати в табл. 6.4.

Обробка результатів експериментів

1. Побудувати вольт–амперну характеристику діода I=f(U) і визначити статичний і динамічний опори довільно вибраних точок на її прямій і зворотній ділянках. Результати обчислення записати в таблицю 6.5.

Таблиця 6.5

Результати обчислення за вхарактеристикою

Пряма ділянка

Зворотна ділянка

Rст.

Rдин.

Rст.

Rдин.

2. Зробити висновок, порівнюючи значення опорів діода при його прямому і зворотному включеннях.

3. Побудувати і виконати аналіз осцилограм напруг на вторинних обмотках трансформаторів і напруг на навантаженнях однонапівперіодного і двонапівперіодного випрямлячів.

4. Визначити коефіцієнти пульсацій та згладжування фільтрів випрямлячів і записати їх значення в табл. 6.4.

Контрольні запитання і завдання

1. Що таке основні і неосновні носії електричного заряду?

2 Яка основна властивість р/n переходу і як впливає на цю властивість зовнішня температура та частота підведеної до р/n переходу напруги?

3. Пояснити принцип дії одно – і двонапівперіодних схем випрямлячів.

4. Якими чинниками визначають якість випрямлячів?

5. Назвіть основні типи згладжувальних фільтрів і пояснити згладжувальну дію L і C елементів.


Вольт–амперна характеристика діода

Часові діаграми напруг на вторинних обмотках трансформаторів і напруг на навантаженнях однонапівперіодного і двонапівперіодного випрямлячів


№7. Підсилювач на біполярному транзисторі

Мета роботи: засвоїти схемотехніку підсилювача на біполярному транзисторі увімкненого за схемою зі спільним емітером, статичний і динамічний режими його роботи та принцип підсилення електричних сигналів; знати та експериментально досліджувати основні характеристики підсилювача.

Робоче завдання

1. Побудувати експериментальну модель підсилювача в статичному режимі, рис. 7.1. Тип транзистора Q1, значення опорів, що визначають режим роботи транзистора та джерела живлення V1 установити відповідно до варіанта робочого завдання із таблиці EWB 2 .

2. Дослідити підсилювач в статичному режимі. Покази вимірювальних приладів струмів та напруг, що визначають початкове місце робочої точки транзистора, записати в таблицю 7.1.

Вимірювальні величини

Iбр,    A

Uбер,    B

Iкр,    A

Uкер,    B

Таблиця 7.1

3. Побудувати експериментальну модель схеми дослідження підсилювача в динамічному режимі, рис. 7.2 (доповнити схему підсилювача елементами зі значеннями параметрів відповідно до варіанта робочого завдання).

4. Одержати за допомогою осцилографа часові діаграми вхідного і вихідного сигналів в режимі окритого входу осцилографа частоти 20 кГц.

5. Одержати за допомогою графопобудовника в логарифмічному масштабі амплітудно–частотну Кu=Ψ(f) і і фазочастотну φ= Ψ(f) характеристики підсилювача в частотному діапазоні 20 Гц ÷ 10 мГц та визначити за допомогою візирної лінії коефіцієнт підсилення підсилювача по напрузі Ku для частоти вхідного сигналу f=20 кГц і смугу пропускання частот підсилювача ∆f=fв–fн. Визначені параметри підсилювача записати в таблицю 7.3.

Примітка: − амплітуду вхідного сигналу Uвх установити такою, за якої відсутні спотворення вихідного сигналу.

6. Дослідити амплітудну характеристику підсилювача Uвих=f(Uвх) при f= 20 кГц. Амплітуду вхідного сигналу Uвх змінювати від нульового значення до значень, за яких мають місце спотворення вихідного сигналу. Результати вимірів записати в таблицю 2.

Таблиця 7.2

Змінні

Номер досліду

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Uвх ,  В

Uвих,  В

Обробка результатів експериментів

1. Побудувати часові діаграми вхідного і вихідного сигналів, сумісними з постійними складовими, що визначають початкове місце робочої точки транзистора uбе=f(t) і . uке=f(t).

2. Побудувати (привести) амплітудно–частотну і фазочастотну характеристики підсилювача з визначеними параметрами відповідно до п.5.

3. Побудувати амплітудну характеристику Uвих=f(Uвх) і визначити за її допомогою коефіцієнт підсилення Ku на лінійній ділянці характеристики.

Таблиця 7.3

Параметри підсилювача

Δf=fв–fн, кГц

Кu (по АХЧ)

Кu (по АХ)

Контрольні запитання і завдання

1. Пояснити роботу транзистора в динамічному режимі.

2. Якими чинниками визначається місце лінії навантаження на сімействі вихідних статичних характеристик транзистора?

3. Якими чинниками характеризують підсилювачі електричних сигналів?

4. Пояснити призначення елементів схеми підсилювача.

5. Виконати графічний аналіз роботи підсилювача.

Часові діаграми вхідного та вихідного сигналів

                    

Амплітудно–частотна, фазочастотна та амплітудна характеристики

                


Таблиця 7.4


Номер варіанта

Параметри елементів схем підсилювача

Q1

V1

R1

R2

R3

R4

R5

C1

C2

C3

Бібл.

national2

B

kОм

мкФ

1

n-p-n 2N2714

40

24

3.9

0.62

0.16

9.1

100

250

5

2

n-p-n 2N2924

30

27

4.7

0.22

0.062

9.1

200

500

5

3

n-p-n 2N2925

20

47

5.1

0.3

0.036

10

50

1000

2

4

n-p-n 2N3390

30

75

7.5

0.33

0.036

10

50

1000

5

5

n-p-n 2N3393

30

20

3.6

0.39

0.091

15

200

500

5

6

n-p-n 2N3414

40

30

4.7

0.39

0.12

20

100

500

2

7

n-p-n 2N3417

27

36

6.2

0.22

0.062

10

50

200

1

8

n-p-n 2N3707

48

750

130

5.6

1.8

15

2

200

1

9

n-p-n 2N3711

50

1200

180

7.5

2

20

1

200

5

10

n-p-n 2N3858A

50

510

82

11

2.7

20

5

200

5

11

n-p-n 2N4123

20

39

4.3

1.1

0.13

9.1

50

220

5

12

n-p-n 2N4286

48

620

91

3.6

1

10

5

1000

1

13

n-p-n 2N4410

48

470

75

5.1

1.5

15

5

100

1

14

n-p-n 2N4424

27

47

4.7

0.3

0.039

9.1

100

1000

5

15

n-p-n 2N5224

80

9.1

0.68

0.27

0.033

9.1

100

1000

5

16

р-n 2N3703

80

1.5

0.225

0.062

0.015

10

600

500

1

17

р-n 2N3905

15

6.8

1.5

0.2

0.047

15

100

1000

1

18

р-n 2N4058

36

13

2.2

0.2

0.047

15

10

200

1

19

р-n 2N4289

36

24

3.9

0.22

0.056

10

200

500

5

20

р-n 2N5355

92

6.8

1

0.1

0.024

10

500

1000

1

21

р-n 2N5400

80

20

1.6

0.51

0.062

10

200

100

10

22

р-n 2N5401

80

30

2.2

0.51

0.068

15

100

100

10

23

р-n MPS6518

12

24

3.6

0.24

0.027

24

1000

100

2

24

р-n MPS6562

80

3.6

0.27

0.068

0.0091

10

2000

4000

50

25

р-n MPS8598

70

30

4.3

0.43

0.1

10

200

200

5

26

р-n MPSA92

60

14.5

2.2

0.43

0.11

22

100

100

2

27

р-n MPSA93

80

12

1.8

0.4

0.09

10

2

100

5

28

р-n MPSL51

80

24

3.6

0.56

0.13

15

2000

2000

5

29

р-n MPSW51A

80

5.1

0.75

0.075

0.02

9.1

2000

2000

5

30

р-n PN2906

80

30

2.4

0.75

0.1

15

1000

100

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3223. Теория информационных процессов и систем 393 KB
  Теория информационных процессов и систем : методические указания к лабораторным работам № 1–4 для студентов специальности 071900 «Информационные системы и технологии» сост. А. В. Левенец. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 2...
3224. Предмет физики и его связь со смежными науками 327 KB
  Предмет физики и его связь со смежными науками. Физика (природа в переводе с греческого) - одна из основных наук о природе, изучающая общие свойства и законы движения вещества физических полей. В современном виде физика включает в себя следующие осн...
3225. Генератор импульсных последовательностей 295 KB
  Техническое задание. Спроектировать генератор двух идентичных псевдослучайных последовательностей, сдвинутых во времени. Временной сдвиг может изменяться от 0 до 99999 мкс с шагом 1 мкс. Период последовательности T = 65535 мкс. Длительность импул...
3226. Выполнение аналитического исследования для получения экономической информации при принятии определенного управленческого решения 128.85 KB
  Введение Цель подготовки курсовой работы – приобретение студентами навыков самостоятельного выполнения аналитических исследований по вопросам оценки эффективности экономико-финансовой деятельности предприятия, сбора необходимой для этого эконом...
3227. Технология и оборудование машиностроительного производства. Деталь штуцер 301 KB
  Объект исследования - штуцер. Цель курсового проекта- составление технологического процесса изготовления детали, подбор и проектирование технологической оснастки для изготовления с требуемым качеством и минимальной себестоимостью.
3228. Проектирование станочного приспособления для обработки детали 100.31 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА. Пользуясь табличным способом определения типа производства, данное производство является мелкосерийным. Такт выпуска деталей: где Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования (час). N - объем выпуска ...
3229. Кредитования малых предприятий коммерческими банками 600 KB
  Проблемы кредитования малых предприятий коммерческими банками в современных условиях 1.1 Малый бизнес и его роль в экономике страны Одним из основных факторов социально-экономического развития современного общества и характерным признаком рыночной...
3230. Расчет создания и использования холодильного оборудования в пищевой промышленности 6 MB
  Применение холода в пищевой промышленности 1.2 Краткая характеристика района строительства холодильника 1.3 Исходные данные 2. Специальная часть 2.1 Определение вместимости камер хранения 2.2 Расчет строительных площадей камер хранения холодильн...
3231. Формирование мотивации к физкультурно-спортивной деятельности у школьников с нарушением интеллекта на занятиях адаптивным физическим воспитанием 5.47 MB
  Введение Актуальность исследования Одной из главных проблем теории адаптивной физической культуры является проблема изучения потребностей, мотивов, интересов, ценностных ориентаций лиц с отклонениями в состоянии здоровья (Евсеев С.П., 2007), что отр...