Лабораторная работа 1

1. Объясните процесс усиления слабого сигнала с помощью транзистора.

Между эмиттером и коллектором течет сильный ток (ток коллектора), а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток (ток базы). Ток коллектора будет меняться в зависимости от изменения тока базы. 

П оскольку в базе электроны — неосновные носители заряда, то электирическое поле перехода помогает им преодолеть его. Таким образом, ток коллетора получается лишь немного меньше тока эмиттера. Если увеличить ток базы, то переход эмиттер-база откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов. А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом, произойдет усиление слабого сигнала.

 Принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана. Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

2. Что такое линия нагрузки усилителя?

Линия нагрузки. Во время работы усилителя ток лампы изменяется соответственно изменениям входного напряжения и, следовательно, изменяется падение напряжения на сопротивлении нагрузки, равное iR.

Линия нагрузки изображает зависимость потенциала анода Ид от анодного тока при сопротивлении.

3.Как выбрать положение точки покоя на линии нагрузки?

Положение точки покоя (рабочей точки) на коллекторных характеристиках получается при пересечении линии нагрузки с характеристикой.

4. Для чего надо подавать напряжение на базу усилителя?

При подаче на базу входного напряжения - входной ток протекает через переход "база-эмиттер" транзистора, что вызывает открывание транзистора и, вследствие этого, увеличение коллекторного тока. В цепи эмиттера транзистора протекает ток, равный сумме тока базы и тока коллектора. На резисторе в цепи коллектора, при прохождении через него тока, возникает некоторое напряжение, величиной значительно превышающей входное. Таким образом происходит усиление транзистора по напряжению. Так как ток и напряжение в цепи - величины взаимосвязанные, аналогично происходит и усиление входного тока.

5. Как рассчитать коэф. Усиления усилителя?

6. Как определить полосу пропускания усилителя?

Полоса пропускания усилителя  представляет собой разность граничных частот в пределах которой коэффициент усиления усилителя изменяется по определенному закону с заданной точностью. Полоса пропускания усилителя должна лежать в пределах 0 025 - 10000 гц.

Лабораторная работа 2

1. Что понимается под термином «Автоматика»

Автоматика - это отрасль науки и техники, изучающая теорию и принципы построения систем управления объектами, функционирующими без непосредственного участия человека. Объектом управления ОУ называют техническое устройство, для достижения желаемых результатов функционирования которого необходимы специально организованные воздействия. Объектами управления могут быть технические объекты (теплицы, теплогенераторы и т.д.), технологические объекты, экономические системы, социальные системы.

2. Что такое система автоматического регулирования?

Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ функционирует в основном в составе производственного или какого-либо другого комплекса.

Системы автоматического регулирования (CAP), в задачу которых входит сохранение постоянными значения управляемой величины; системы программного управления, где управляемая величина изменяется по заданной программе; следящие системы, для которых программа управления заранее неизвестна. Предназначена для автоматического поддержания различных параметров в объектах регулирования на заднем уровне.

3. Что называется техническими средствами автоматических систем?

Средства автоматического регулирования: программные устройства, элементы настройки, усилительные устройства, измерительные устройства(датчики), регулирующие устройства, исполнительные механизмы.

4. Назовите основные функциональные элементы САР.

ОУ — объект управления; ИП — измерительный преобразователь

ЗУ — задающее устройство; ЭС — элемент сравнения

У — усилитель устройства; ИУ — исполнительное устройство

РО — регулирующий орган Д- датчик системы

Лабораторная работа 3

1.Какое устройство называется потенциометром?

Потенциометр (от лат. potentia — сила и ...метр)(резистор) - электроизмерительный компенсатор, прибор для определения эдс или напряжений.

2.Какие типы потенциометров вы знаете?

Потенциометры прецизионные непроволочные (на основе проводящих пластмасс) предназначены для использования в качестве датчиков положения или перемещения в автоматических системах управления в различных отраслях техники: авиационной, ракетно-космической, корабельной, в различных промышленных системах и т. д.

Потенциометрические датчики выпускаются двух видов: углового и линейного перемещения с износоустойчивостью до 10 млн. поворотов.

3.Что такое «реверсивная» и «нереверсивная» схема, приведите примеры.

Нереверсивная схема- схема, недостатком которой является невозможность определение знака перемещения движка потенциометра по входному напряжению. Ее статистическая характеристика несимметрична относительного начала координат.

4.Изобразите универсальную мостовую схему измерений.

см схему в л/р

5.Как с помощью потенциометра можно регулировать уровень воды в резервуаре?

За счет изменения сопротивления.

Лабораторная работа 6

1.Что называется термином «Реле»?

Реле - устройство для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне; состоит из релейного элемента (с двумя состояниями устойчивого равновесия) и группы электрических контактов, которые замыкаются (или размыкаются) при изменении состояния релейного элемента. Различают реле тепловые, механические, электрические, оптические, акустические. Реле используются в системах автоматического управления, контроля, сигнализации, защиты, коммутации и т. д. 

2.Принцип действия электромагнитного реле.

На электромагнитном принципе выполняются реле трех основных типов: реле с втягивающимся якорем, реле с поворотным якорем и реле с поперечным движением якоря.

Реле с втягивающимся якорем состоит из неподвижного сердечника (полюса), катушки (обмотки)7, стального якоря 2, подвижного контакта 4, укрепленного на якоре с помощью изоляционной планки, неподвижных контактов 3, упора 6 и противодействующей пружины 5.

При отсутствии тока в реле якорь под влиянием пружины и собственного веса находится в нижнем положении, на упоре. При подаче тока в катушку реле возникает магнитный поток, который намагничивает сердечник 1 и якорь 2. В результате этого якорь притягивается к сердечнику и укрепленный на нем контакт 4 замыкает контакты 3.

С помощью электромагнитной системы такого типа выполняются реле прямого действия (см. рис. 3-7—3-11), отключающие и включающие электромагниты приводов выключателей и другие аппараты.

Реле с поворотным якорем (рис. 3-2, а) и реле с поперечным движением якоря (рис. 3-2, б) состоят из стального сердечника (магнитопровода) 1, катушки (обмотки) 7, стального якоря 2, подвижного контакта 4, укрепленного на якоре (рис. 3-2, а) или

на оси якоря (рис. 3-2, б), неподвижных контактов 3, упора 6 и противодействующей пружины 5. Действие этих реле аналогично действию рассмотренного выше реле с втягивающимся якорем.

Сила притяжения, воздействующая на якорь электромагнитных реле, определяется выражением

Из (3-1) следует, что сила притяжения FЭ прямо пропорциональна произведению квадрата тока, проходящего по обмотке реле I 2, на квадрат числа витков   и обратно пропорциональна квадрату расстояния от якоря до сердечника l 2 (  — коэффициент пропорциональности, учитывающий магнитные свойства стали и особенности конструктивного выполнения реле).