|
||
|
Кафедра автоматики и
электротехники
ОПД. Ф. 04 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
ОПД. Ф. 04.02 ЭЛЕКТРОНИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к контрольной работе
Специальность 140106 Энергообеспечение предприятий
Заочное обучение
Уфа 2010
УДК 621.3.024/025:378.147
ББК 22.33:78.58
Р21
Рекомендовано к изданию методической комиссией энергетического факультета Башкирского государственного аграрного университета (протокол № от г.)
Составители: ст. преподаватель кафедры автоматики и электротехники Рюкова Л.Д.
Рецензент: к. т. н., профессор Муфазалов Ф. Ш.
Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой автоматики и электротехники к.т.н. Галимарданов И. И.
Оглавление
Цель контрольной работы 4
Краткие теоретические сведения 5
Задание 13
Библиографический список 16
1 Цель контрольной работы
В соответствии с учебным планом подготовки студентов по направлению 140106 «Энергообеспечение предприятий» контрольная работа призвана закрепить знания, полученные при освоении дисциплины. Основные задачи контрольной работы сводятся к следующему:
– научить студентов работать с научно-технической литературой;
– привить практические навыки расчета простейших электронных схем.
Полученные в ходе расчетно-графической работы знания, умения и навыки должны способствовать более глубокому усвоению курса «Электроника».
1.2 Содержание расчетно-графической работы
В общем случае расчетно-графическая работа должна содержать следующие основные разделы:
– техническое задание на работу с указанием номера варианта и начальных данных для расчета;
– расчет электрической измерительной схемы, включающий в себя расчет номиналов элементов и их выбор согласно стандартному ряду;
– графическую часть;
– заключительную часть, где должны приводится краткие выводы по результатам моделирования данной схемы.
1.3 Объем и требования к оформлению работы
Расчетно-графическая работа оформляется в виде пояснительной записки объемом 6-9 листов стандартного формата A4 (210х297 мм).
В соответствии с п.1.3 пояснительная записка должна содержать разделы в следующем объеме:
титульный лист;
техническое задание – 1 лист;
расчетная часть – 2-4 листа;
графическая часть – 1-2 листа;
заключение и выводы – 1 лист.
Пояснительная записка является исчерпывающим документом по выполненной работе и должна содержать все необходимые схемы, рисунки, графики и таблицы. Оформление пояснительной записки должно выполняться согласно стандарту предприятия СТО 0493582-003-2009.
2 Краткие теоретические сведения
Вольтамперные характеристики (ВАХ) элементов электронных схем отражают основные функциональные свойства элемента и ограничения его рабочих параметров. Использование ВАХ в расчетах электронных схем (графо-аналитические методы расчетов) позволяет сделать расчет не только проще, но и наглядней, легко провести анализ тенденций изменения расчетного режима работы элемента от изменения собственных параметров и внешних воздействий. Одним из наиболее распространенных методов графо-аналитического расчета является метод нагрузочных линий.
Суть метода нагрузочных линий можно пояснить на следующем примере. Пусть имеется электрическая цепь, представленная на рисунке 1 (а), состоящая из последовательно включенных в цепь постоянного напряжения E резистора R и нелинейного элемента (НЭ). При этом известна ВАХ этого НЭ – кривая 1 на рисунке 1 (б). Закон Ома для рассматриваемой цепи имеет вид
E = UR + UНЭ = IR + UНЭ .
Резистор R – линейный элемент, уравнение его ВАХ – I = UR / R, график представляет собой прямую, проходящую через центр координат. ВАХ НЭ не описана аналитически, поэтому невозможно найти силу тока в цепи I непосредственно из приведенного выше уравнения.
Можно рассматривать R, как нагрузку НЭ и построить график зависимости тока I через R (одинакового для R и НЭ) от напряжения на НЭ - UНЭ - эта линия (в данном случае – прямая) и называется нагрузочной линией (НЛ). Одна точка НЛ соответствует воображаемому случаю, когда все напряжение E приложено к R (воображаемое к.з. в НЭ, UНЭ = 0), при этом ток максимален и равен
IM = E / R.
Вторая точка НЛ соответствует воображаемому случаю, когда ток в цепи равен нулю (воображаемый обрыв внутри НЭ), при этом падение напряжения на R так же равно нулю, а UНЭ = E. Очевидно, что все промежуточные точки искомого графика лежат на прямой, соединяющей эти точки – линия 2 на рисунке 1, б. Поскольку ток через R и НЭ один и тот же, его величина будет однозначно определяться точкой пересечения линий 1 и 2 (ВАХ НЭ и нагрузочной прямой резистора) – эта точка называется рабочей точкой (РТ) НЭ.
Рисунок 1 Схема цепи (а), ВАХ НЭ и нагрузочная прямая (б)
С помощью метода нагрузочных линий легко отследить характер изменений режима работы НЭ (смещения РТ) от изменения параметров цепи. На рисунке 2 показано смещение НЛ и соответствующее смещение РТ при изменении сопротивления резистора R и напряжения источника Е.
Рисунок 2 Изменение положения РТ НЛ при изменении
сопротивления резистора R (а) и напряжения источника Е (б)