
- •Лекция 1
- •1. Электрические цепи постоянного тока
- •Электрическая цепь постоянного тока. Параметры злементов цепи. Закон Ома
- •1.2. Режимы работы источника электрической энергии
- •1.3. Законы Кирхгофа
- •1.4. Использование законов Кирхгофа для расчета электрических цепей
- •Лекция 2
- •1.5. Эквивалентные преобразования электрических цепей
- •1.5.1. Последовательное соединение элементов.
- •1.5.2. Параллельное соединение элементов.
- •1.5.3. Смешанное соединение резистивных элементов.
- •1.5.4. Эквивалентные преобразования резистивных элементов треугольником и звездой.
- •1.6. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца
- •2. Электрические цепи переменного тока
- •2.1. Генерация синусоидальной эдс. Основные величины, характеризующие переменный ток
- •2.2. Представление синусоидальных величин аналитически, графически, вращающимися векторами, комплексными числами
- •2.3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •2.4. Цепь переменного тока с индуктивностью
- •2.5. Цепь переменного тока с ёмкостью
- •2.6. Неразветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью. Резонанс напряжений
- •2.7. Разветвленная цепь однофазного переменного тока. Резонанс токов
- •2.8. Колебательный lc - контур переменного тока
- •2.9. Мощность однофазного переменного тока. Коэффициент мощности
- •3. Трёхфазные электрические цепи
- •3.1. Преимущество трёхфазного тока. Принцип получения трёхфазной эдс
- •Лекция 6
- •3.2.2. Отсутствие нулевого провода
- •3.3. Обрыв фазы и короткое замыкание фазы без нулевого провода при соединении источников энергии и потребителей звездой
- •3.3.1. Обрыв фазы a
- •3.3.2. Короткое замыкание фазы a
- •3.4. Соединение источников и приёмников электроэнергии треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках
- •3.5. Обрыв фаз и обрыв линейного провода при соединении источников и потребителей треугольником
- •3.5.1. Обрыв фазы ab
- •3.5.2. Обрыв фаз ab и bc
- •3.5.3. Обрыв линейного провода
- •3.6. Мощность трёхфазной цепи
- •Лекция 7
- •3.7. Соотношения активных мощностей при симметричной нагрузке и при соединении звездой и треугольником
- •3.8. Вращающееся магнитное поле трёхфазной системы переменного тока
- •4. Трансформаторы
- •4.1. Однофазные трансформаторы. Устройство и принцип действия
- •Трансформатора
- •Лекция 8
- •4.3. Трёхфазные трансформаторы
- •4.4. Измерительные трансформаторы
- •5. Электрические машины постоянного тока
- •5.1. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока
- •5.2. Генераторы постоянного тока независимого и параллельного
- •Лекция 9
- •5.3. Генераторы постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.4. Принцип действия электродвигателя постоянного тока
- •5.5. Электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения
- •5.6. Электродвигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.7. Пуск, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока
- •Лекция 10
- •6.Трёхфазные асинхронные машины
- •6.1.Устройство и принцип действия асинхронного двигателя
- •6.2. Зависимость частоты вращения ротора, величины эдс и тока
- •6.3. Электромагнитный момент и механическая характеристика
- •Лекция 11
- •6.4. Пуск и реверс асинхронных двигателей
- •6.5. Регулирование частоты вращения трёхфазного асинхронного двигателя
- •7. Полупроводниковые приборы
- •7.1. Электропроводность полупроводников
- •7.2. Полупроводниковые диоды. Устройство, принцип действия
- •7.3. Биполярные транзисторы. Устройство, принцип работы
- •7.4. Схемы включения биполярных транзисторов с p-n-p структурой
- •7.5. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •7.6. Динисторы, тиристоры. Устройство, принцип действия
- •7.7. Симисторы. Устройство, принцип действия
- •Лекция 14
- •7.8. Фоторезисторы и фотодиоды. Устройство, принцип действия
- •7.9. Фототранзисторы, фототиристеры, оптроны.
- •8. Схемы электронных преобразователей
- •8.1. Однополупериодные выпрямители
- •Лекция 15
- •8.2. Двухполупериодные выпрямители
- •8.3. Трёхфазные выпрямители. Электрические сглаживающие фильтры
- •Лекция 16
- •8.4. Электронные усилители на биполярных транзисторах
- •8.5. Импульсные усилители
- •8.6. Операционные усилители
- •9. Цифровые устройства
- •9.1. Логические функции, логически устройства.
- •9.2. Основные логические элементы.
- •4. Логический элемент или, операция логическое сложение ,
- •9.3. Асинхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •Лекция 18
- •9.4. Синхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.5. Синхронные d-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.6. Шифратор. Устройство, принцип работы
- •9.7. Дешифратор. Устройство, принцип работы
- •Лекция 19
- •9.8. Регистры. Устройство, принцип работы
- •9.9. Счётчики импульсов. Устройство, принцип работы
- •Библиографический список
- •Cодержание
- •Иванов Евгений Николаевич
- •Электротехника и электроника
- •Конспект лекций
8.5. Импульсные усилители
Импульсному (ключевому) режиму работы транзистора соответствуют два состояния: транзистор или закрыт или полностью открыт. В этом режиме транзисторы используют как бесконтактные переключающиеся устройства.
Рассмотрим
работу схемы, приведённой на рис.8.13.
Временные зависимости входного и
выходного напряжений усилителя изображены
на рис.8.14. В интервалах времени
и т.д., когда
,
переход эмиттер – база заперт и ток
коллектора
.
Следовательно, напряжение на коллекторе
равно напряжению источника питания
,
транзистор закрыт. Когда на вход
транзистора подают отрицательные
импульсы (интервалы времени
),
переход эмиттер – база открывается и
по коллекторной цепи проходит ток
насыщения
,
при этом напряжение на коллекоре
,
транзистор полностью открыт.
Рис.8.13. Схема импульсного усилителя на биполярном транзисторе
Рис.8.14. Временные зависимости входного и выходного напряжений усилителя
8.6. Операционные усилители
Операционные усилители выполнены на интегральных микросхемах и применяются как усилители постоянного тока для работы в режиме усиления и выполнения математических операций над аналоговыми или медленно изменяющимися величинами (сложение, вычитание, дифференцирование, интегрирование, логарифмирование и т.д.).
Условное
изображение операционного усилителя
приведено на рис.8.15, в котором знаком
(–) обозначен инвертирующий вход, а
знаком (+) неинвертирующий вход. Питание
операционного усилителя осуществляется
от двух источников с положительной и
отрицательной ЭДС. На рис.8.16 приведены
характеристики вход - выход усилителей
с инвертирующим и неинвертирующим
входами. Входное напряжение насыщения
незначительно
.
Рис.8.15. Условное изображение операционного усилителя
Рис.8.16. Характеристики вход - выход операционных усилителей с инвертирующим и неинвертирующим входами
В схемах
операционных усилителей используется
отрицательная обратная связь по
напряжению. Рассмотрим примеры
использования схем операционных
усилителей с элементами цепи обратной
связи
.
На
рис.8.17 приведена схема масштабного
инвертирующего усилителя, у которого
элементы обратной связи равны активным
сопротивлениям
.
Рис.8.17. Схема масштабного инвертирующего усилителя
Используя
первый и второй законы Кирхгофа для
входного и выходного контуров усилителя,
направления обхода которых указаны, а
также считая, что у операционных
усилителей
,
имеем
Тогда,
после преобразований, следует, что
,
то есть выходное напряжение масштабного
усилителя
равно входному напряжению
,
помноженному на масштабный множитель
с отрицательным знаком. Коэффициент
усиления усилителя по напряжению
.
(8.10)
На рис.8.18 изображена схема суммирующего усилителя (сумматора).
Рис.8.18. Схема суммирующего усилителя (сумматора)
Сумматор
– это операционный усилитель с несколькими
входами, у которого
,
,
,
,
,
тогда, умножив значения всех токов на
,
получим:
.
(8.11)
В
этом случае усилитель выполняет операцию
сложения входных напряжений со своими
масштабными коэффициентами. Если все
входные сопротивления равны
,
то
.
На рис.8.19 приведена схема интегрирующего усилителя (интегратора), у которого в цепи обратной связи использован конденсатор.
Рис.8.19. Схема интегрирующего усилителя (интегратора)
Изобразив
сопротивление обратной связи в
комплексном виде
,
а входное сопротивление
,
можно представить выходное напряжение
в виде временной зависимости
.
Перейдем к операторной форме записи,
что соответствует замене
на оператор Лапласа p
. Тогда изображение входной и выходной
величины по Лапласу выразится зависимостью
,
что соответствует интегрированию
оригинала, то есть:
,
(8.12)
где
-
масштабный коэффициент.
На рис.8.20 изображена схема дифференцирующего усилителя, у которого на входе усилителя установлен конденсатор.
Рис.8.20. Схема дифференцирующего усилителя
Входное
сопротивление конденсатора
в комплексном виде
,
а сопротивление обратной связи
.
Выходное
напряжение можно представить в комплексном
виде временной зависимостью
.
Перейдем к операторной форме записи,
что соответствует замене
на оператор Лапласа p
. Тогда изображение входной и выходной
величины по Лапласу выразится зависимостью
,
что соответствует взятию производной
от её оригинала, то есть:
.
(8.13)
где
-
масштабный коэффициент.
Лекция 17