• 2017 год
  • Инфляция Безработица Рост ВВП
  • Макроэкономические показатели
  • МРОТ: 7800 руб.
    Ключевая ставка: 7.75%
  • НДС: 18% √ Налог на прибыль: 20%
    Страховые взносы в ПФ: 30%
    Налог на имущество: 2% (регион)
    • Россия в цифрах

      Россия в цифрах

      Статистические данные
    • Мировая экономика в цифрах

      Мировая экономика в цифрах

      Показатели и индикаторы развития мировой экономики.
    • Новости образования

      Новости образования

      Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки (Рособрнадзор): список закрытых вузов, новости ЕГЭ

Расчет однофазных цепей переменного тока

ГлавнаяВычислительная техникаЭлектротехника и электроника
ДисциплинаЭлектротехника и электроника
ВУЗЮжно-Уральский профессиональный институт
Описание
Задача 1.
Пользуясь законами Кирхгофа и законом Ома, определить все неизвестные токи и сопротивления, величину и полярность ЭДС E и величину напряжения U, приложенного к схеме. Для проверки правильности расчета составить уравнение баланса мощностей. Определить показание вольтметра.
Исходные данные:
 В схемах, приведенных на рисунке 1а (для нечетных вариантов) и  рисунке 1б (для четных вариантов),  R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R5 = 2 Ом, I3 = 1,5 A. Остальные исходные данные приведены в таблице 1. На схемах показаны принятые положительные направления токов в ветвях; номера токов соответствуют номерам ветвей.
Задача 2.
Упростить схему, заменяя последовательно и параллельно соединенные сопротивления эквивалентными, используя при необходимости преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду. Полученную схему с двумя узлами рассчитать методом узлового напряжения, определить величину и направление токов в источниках. Зная токи источников, используя законы Ома и Кирхгофа, определить все токи и напряжения в исходной расчетной схеме. Для проверки правильности расчета составить для исходной схемы уравнение баланса мощностей.
Исходные данные:
 В схеме, приведенной  рисунке 2,  Е1 = 60 В, E6 = 120 В, Е11 = 90 В, R1 = 4 Ом, R2 = 65 Ом, R3 = 9 Ом, R6 = 12 Ом, R8 = 48 Ом, R9 = 5 Ом. Значения остальных сопротивлений даны в таблице 2. Начертить расчетную электрическую схему, получающуюся при замыкании ключей, указанных в таблице 2.
Задача 3. Микродвигатель с номинальным напряжением UДВ, потребляемой мощностью РДВ и коэффициентом мощности cos φДВ подключен к сети с напряжением U через балластный резистор с сопротивлением Rб. Схема потребляет от источника мощность Р при токе I и коэффициенте мощности cos φ. Реактивная мощность, потребляемая двигателем, равна QДВ, его схема замещения может быть представлена как последовательное соединение активного и индуктивного сопротивлений RДВ и ХДВ (рис. 1).
Исходные данные приведены в таблицах 1 и 2. Рассчитать схему, определить активные, реактивные, полные сопротивления, напряжения, мощности, коэффициенты мощности отдельных участков и схемы в целом. Построить в масштабе векторную диаграмму, треугольники сопротивлений и мощностей. Приняв начальную фазу напряжения на двигателе равной нулю, написать законы изменения во времени тока и всех напряжений схемы.
Таблица 1
Задача 4. Активно-индуктивная нагрузка R1, X1 и чисто активная нагрузка R2 соединены параллельно и подключены к источнику с напряжением 380 В (рис. 2). Ток источника равен I, коэффициент мощности нагрузки в целом – cos φ. Исходные данные приведены в таблице 3.
Определить активные, реактивные, полные сопротивления (R1, X1, Z1) и мощности (P1, Q1, S1) первого потребителя, его ток I1 и коэффициент мощности cos φ1, сопротивление, ток и мощность (R2, I2, P2) второго потребителя; ток I, активную, реактивную и полную мощности (Р, Q, S), потребляемые схемой от источника, и ее коэффициент мощности cos φ. Построить в масштабе векторную диаграмму и многоугольник мощностей.
Таблица 3
Задача 5. Активно-индуктивная нагрузка потребляет от источника с напряжением 380 В мощность P1 при токе I1 и коэффициенте мощности cos φ1. Для повышения коэффициента мощности установки до значения cos φ параллельно нагрузке включена батарея конденсаторов (рис. 3). Исходные данные приведены в таблицах 4, 5. Определить активные, реактивные, полные сопротивления (R1, X1, Z1) и мощности (P1, Q1, S1) нагрузки, ее ток I1 и коэффициент мощности cos φ1, сопротивление, емкость, ток и мощность (XC, С, I2, Q2) батареи конденсаторов, ток I и коэффициент мощности cos φ установки в целом.
Таблица 4
 «Одиночные усилительные каскады на биполярных транзисторах»
1. Описание усилительных каскадов
Электрическая схема дана на рис. 3.1. Она содержит два усилительных каскада, в первом из которых транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ), во втором VT2 − по схеме с общим коллектором (ОК). В каскадах использован транзистор типа КТ312А, параметры и характеристики которого приведены на рис. 3.2.
Все схемы усилительных каскадов питаются от одного общего источника питания с Ек, регулируемым от 0 до 15 В. Входной сигнал подается на усилители с частотой 1000 Гц от звукового генератора. Резисторы Rг учитывают в схемах внутреннее сопротивление источника сигнала. На входе каждого каскада находятся разделительные конденсаторы  . Кроме выполнения обычной функции разделения генератора и каскада по постоянному току, они служат для определения входного сопротивления каскада.
Назначение остальных элементов в схеме с общим эмиттером (рис. 3.1а): Rк1 − коллекторная нагрузка каскада, Rн1 − нагрузка каскада, R1, R2 − делитель напряжения для подачи прямого смещения на вход транзистора, Rэ1 − резистор для стабилизации рабочей точки покоя. 
Резистор Rэ1 вносит в схему отрицательную обратную связь по постоянному току. Действие обратной связи (стабилизации рабочей точки покоя) происходит за счет включения напряжения обратной связи во входную цепь усилителя. Если Rэ1Iэ возрастает, то напряжение между базой и эмиттером транзистора VT1  уменьшается, т.к. UR1=R2Iдconst, где Iд − ток делителя. Конденсатор Сэ1 шунтирует резистор Rэ1 по переменному сигналу.
Назначение элементов в схеме с общим коллектором (рис.3.1б): R3, R4 − делитель напряжения для подачи прямого смещения на вход транзистора, Rэ2 −эмиттерная нагрузка каскада, Rн2 − нагрузка каскада.
В схеме действует 100% отрицательная обратная связь по напряжению, т.к. нагрузка включена во входную цепь усилителя и поэтому коэффициент усиления напряжения меньше 1. Из-за последовательной отрицательной обратной связи по напряжению входное сопротивление каскада велико, а выходное – мало, поэтому усилитель слабо влияет на источник входного сигнала и может работать на низкоомную нагрузку. Во всех усилительных каскадах выходное напряжение снимается с резисторов RН1, RН2. На выходе каждого каскада находятся разделительные конденсаторы  . Кроме выполнения обычной функции разделения нагрузки и каскада по постоянному току, они служат для определения выходного сопротивления каскада.
Аналитический расчет входного и выходного сопротивлений усилительных каскадов, коэффициентов усиления по напряжению, току и мощности производится по эквивалентным схемам для переменных составляющих тока и напряжения, приведенным на рис. 3.3 для средних частот.
Обозначения на эквивалентных схемах: rэ − дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, связывающее приращение тока эмиттера с приращением напряжения на эмиттерном переходе; rб − активное сопротивление базового слоя; Iб − источник тока, отображающий передачу тока от базы к коллектору;  − коэффициент передачи тока от базы к коллектору;   − дифференциальное сопротивление коллекторного перехода, учитывающее зависимость коллектора от напряжения.
Параметры элементов усилительных каскадов приведены в табл. 3.1. 
Каждый студент выполняет работу в соответствии с вариантом, заданным в табл. 3.2.
Задание 6  
2.3. Рассчитать графоаналитическим методом показатели работы усилительного каскада с ОЭ. Для чего построить для заданного варианта линию нагрузки МN по постоянному току, используя выходные характеристики транзистора (см. рис. 3.2); выбрать рабочую точку покоя А и через нее провести линию нагрузки CD по переменному току; определить графически напряжение покоя Uкп и ток покоя Iкп; построить временную диаграмму максимального выходного неискаженного напряжения uвых=f(t) при синусоидальном входном сигнале и определить амплитуду синусоидального выходного напряжения Uвыхm.
Задание 7.  Начертить эквивалентные схемы и рассчитать основные параметры усилителей по формулам табл. 3.3, где Rвх − входное сопротивление каскада с учетом сопротивления делителя RБ, Rвых − выходное сопротивление каскада, Ki=Iн/Iвх − коэффициент усиления по току, KЕ=Uвых/Ег – коэффициент усиления ЭДС Ег источника сигнала, Кu=Uвых/Uвх − коэффициент усиления по напряжению относительно входного напряжения Uвх, Кр=Рвых/Рвх − коэффициент усиления по мощности, знак || означает параллельное соединение резисторов. Результаты расчета занести в табл. 3.4.
Рассчитать коэффициент температурной нестабильности S.
Задание 8. 
Рассчитать частоты fн, fв, f0 и углы сдвига фаз н, в.
Задание 9. Рассчитать и построить частотные KE(f) и фазовые (f) характеристики усилителей.
Задание 10. Рассчитать коэффициенты частотных искажений Мн и Мв. 
3.1. К п.2.3. Перерисовать с рис. 3.2 характеристики транзистора и взять из табл. 3.2 значения Ек, Rк1, Rэ1, Rн1 в соответствии с заданным вариантом.
τ twitter ВКонтакте
+7 912 459 33 67 594-797-934