Федеральное агентство по образованию
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)
ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет»
Методические указания
по выполнения контрольной работы
для заочного отделения по специальности 140604 «Электропривод»
по дисциплине «Физические основы электроники»
Подготовил: ассистент Гаврилов Е. Н.
Нижнекамск, 2010 г.
Контрольная работа оформляется в тетради. Задачи выполняются в строгой последовательности, условия и данные задачи указываются в начале задания. Все рисунки и графики должны иметь порядковые номера.
Задания к контрольной работе
ЗАДАЧА 1. Напряжение и частота сети переменного тока заданы в таблице 1. Тип выпрямителя, мощность и номинальное напряжение нагрузки, тип фильтра и допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке приведены в таблице 2.
ЗАДАНИЕ.
Начертить схему выпрямителя с фильтром, на которой обозначить напряжения и токи в обмотках трансформатора, вентилях и нагрузке. Указать полярность выходных клемм.
Рассчитать необходимые параметры и выбрать тип вентилей при условии работы выпрямителя на заданную активную нагрузку. Индуктивностью и сопротивлением обмоток трансформатора пренебречь.
Определить расчетную мощность, напряжение вторичной обмотки и коэффициент трансформации трансформатора. Вентили считать идеальными.
Рассчитать амплитуды тока и напряжения при работе выпрямителя без фильтра и начертить в масштабе временные диаграммы тока и напряжения на нагрузке.
Рассчитать параметры сглаживающего фильтра, который обеспечит допустимый коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке.
Указать на схеме выпрямителя тип вентилей, параметры элементов фильтра, мощность и коэффициент трансформации трансформатора.
Таблица 1
Группа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Uс, B |
127 |
80 |
220 |
110 |
380 |
200 |
fc, Гц |
50 |
400 |
50 |
400 |
50 |
400 |
ПримечаниЯ.
Для трехфазных выпрямителей в таблице 1 приведены фазные напряжения трехфазной сети.
Если приведенные в Приложении 3 диоды по предельным параметрам не удовлетворяют требованиям схемы, их надо включать параллельно или последовательно.
Если параметры элементов фильтра оказываются слишком большими (индуктивность >1 Гн, емкость >10000 мкФ) рекомендуется выбрать более сложный или многозвенный фильтр (Приложение 2).
Для выпрямителей приняты следующие обозначения:
A - однофазный однополупериодный;
Б - однофазный с нулевым выводом;
В - однофазный мостовой;
Г - трехфазный с нулевым выводом;
Д - трехфазный мостовой.
Для обозначения типа фильтра приняты следующие обозначения:
простой емкостной фильтр;
простой индуктивный фильтр;
Г-образный индуктивно-емкостной фильтр;
П-образный LC-фильтр;
Г-образный RC-фильтр.
Таблица 2
Вариант |
Тип выпрямителя |
Номинальное напряжение нагрузки, В |
Номинальная мощность нагрузки, Вт |
Тип фильтра |
Допустимый коэффициент пульсации, % |
1 2 3 4 5 |
А Б В Г Д |
6000 1500 12 110 220 |
50 40 60 300 1500 |
V I III III II |
5.0 5.0 3.0 10.0 2.0 |
6 7 8 9 10 |
А Б В Г Д |
3000 600 24 100 200 |
10 100 120 500 1000 |
V IV IV III II |
10.0 1.0 2.0 2.0 1.0 |
11 12 13 14 15 |
А Б В Г Д |
1000 250 48 150 250 |
20 25 100 1500 2500 |
V I III II II |
5.0 1.0 1.0 5.0 1.5 |
16 17 18 19 20 |
А Б В Г Д |
1000 200 60 200 200 |
100 50 600 600 2000 |
I IV IV III II |
10.0 2.0 1.0 5.0 1.0 |
21 22 23 24 25 |
А Б В Г Д |
3500 150 12 250 250 |
30 150 100 750 5000 |
I III IV III II |
5.0 3.0 1.0 5.0 1.0 |
26 27 28 29 30 |
А Б В Г Д |
2500 150 24 80 80 |
20 300 150 200 1600 |
V III IV III II |
1.0 5.0 0.5 5.0 3.0 |
ЗАДАЧА 2. На основе операционного усилителя (ОУ) проектируется усилитель низкой частоты с заданным коэффициентом усиления напряжения. Тип ОУ, требуемый коэффициент усиления и минимальное входное напряжение Uвх min приведены в таблице 3. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.
ЗАДАНИЕ.
Начертить заданную схему усилителя с цепью обратной связи и источниками питания. Указать входное и выходное напряжения.
Рассчитать сопротивления резисторов схемы для получения требуемого коэффициента усиления.
Определить максимальную амплитуду входного синусоидального сигнала, при которой не будет значительных искажений выходного сигнала.
Начертить амплитудную характеристику усилителя.
Таблица 3
Вариант |
Тип ОУ |
Требуемый коэффициент усиления |
Uвх min, мВ |
Тип усилителя |
||
Группа 1, 4 |
Группа 2, 5 |
Группа 3, 6 |
||||
1 2 3 4 5 6 |
К140УД1А |
25 50 100 25 50 75 |
30 60 90 30 60 90 |
50 75 100 50 75 100 |
15 10 5 10 5 5 |
инвертирующий “ “ неинвертирующий “ “ |
7 8 9 10 11 12 |
К140УД1Б |
30 60 90 30 60 90 |
50 75 100 50 75 100 |
100 200 300 100 200 300 |
20 15 10 10 10 5 |
инвертирующий “ “ неинвертирующий “ “ |
13 14 15 16 17 18 |
К140УД2А |
50 75 100 50 75 100 |
100 200 300 100 200 300 |
75 100 150 75 100 150 |
5 5 10 10 10 5 |
инвертирующий “ “ неинвертирующий “ “ |
19 20 21 22 23 24 |
К140УД6 |
100 200 300 100 200 300 |
75 100 150 75 100 150 |
25 50 100 25 50 75 |
1 1 1 2 2 2 |
инвертирующий “ “ неинвертирующий “ “ |
25 26 27 28 29 30 |
К140УД7 |
75 100 150 75 100 150 |
25 50 100 25 50 75 |
30 60 90 30 60 90 |
3 3 1 3 3 3 |
инвертирующий “ “ неинвертирующий “ “ |
ЗАДАЧА 3. На основе операционного усилителя проектируется сумматор для выполнения заданной операции. Тип ОУ, выполняемая операция и сопротивление резистора обратной связи приведены в таблице 4. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.
ЗАДАНИЕ.
Начертить схему сумматора для реализации заданной операции с указанием источников питания, входного и выходного напряжений.
Рассчитать величину сопротивлений резисторов входных цепей.
Таблица 4
Вариант |
Тип ОУ |
Выполняемая операция |
Сопротивление обратной связи, кОм |
Тип сумматора |
||
Груп- па 1, 4 |
Груп- па 2, 5 |
Груп- па 3, 6 |
||||
1 2 3 4 5 6 7 8 |
К140УД1А |
U1+2U2+3U3 4U1+U2+U3 2U1+U2+2U3 -(U1+2U2+3U3) -(4U1+U2+U3) -(2U1+U2+2U3) U1+2U2-3U3-4U4 2U1+U2-3U3-2U4 |
20 |
50 |
75 |
неинвертирующий “ “ инвертирующий “ “ параллельный “ |
9 10 11 12 13 14 15 16 |
К140УД2А |
3U1+2U2+2U3 U1+4U2+2U3 2U1+3U2+U3 -(3U1+2U2+2U3) -(U1+4U2+2U3) -(2U1+3U2+3U3) 3U1+U2-2U3-U4 4U1+2U2-3U3-2U4 |
50 |
75 |
100 |
неинвертирующий “ “ инвертирующий “ “ параллельный “ |
17 18 19 20 21 22 23 24 |
К140УД6 |
5U1+U2+U3 3U1+U2+4U3 2U1+5U2+U3 -(5U1+U2+U3) -(5U1+U2+2U3) -(3U1+U2+4U3) 5U1+U2-U3-U4 2U1+U2-5U3-U4 |
75 |
100 |
40 |
неинвертирующий “ “ инвертирующий “ “ параллельный “ |
25 26 27 28 29 30 |
К140УД7 |
6U1+2U2+U3 6U1+4U2+U3 -(U1+6U2+U3) -(2U1+2U2+5U3) 5U1+2U2-3U3-U4 U1+6U2-U3-4U4 |
100 |
20 |
150 |
неинвертирующий “ инвертирующий “ параллельный “ |