108
Решив систему относительно тока базы, получим Iб =0,122 мА. Ток эмиттера Iэ = 55Iб = 6,7 мА. Ток коллектора из системы уравнений Iк=6,6 мА.
Пример. На инвертирующий вход идеального операционного усилителя подается напряжение 20 мВ. Сопротивления z1 = 5 Ком, сопротивление ОС
z2 = 500 Ком, сопротивление нагрузки zн =1Ком рис.3.24. Найти коэффициенты усиления операционного усилителя по току, напряжению и мощности.
Рис.3.24. Схема усилителя на ОУ
Решение. Коэффициент усиления по напряжению определяется соотношением сопротивления z1и z2 .
Ku = z2 z1 = 500 103 5 103 = 100
Определим выходное напряжение Uвых = Ku Uвх = 100 20 10− 2 = 20В. Тогда выходной ток Iвых = Uвых R н = 20103 = 2 10−3 А.
Входной ток Iвх = Uвх z1 = 20 10− 2 5 103 = 4 10−5 А.
Коэффициент по току Ki = Iвых Iвх = 2 10−3 4 10−5 = 50 Коэффициент по мощностиK p = Ku Ki =100 50 = 5000
§3.8. Вопросы для самопроверки
1.Дайте определение установившихся и переходных процессов в электрических цепях.
2.Каков физический смысл постоянной времени электрической цепи?
3.Сформулируйте законы коммутации.
4.От чего зависит частота основной гармоники несинусоидального периодического сигнала?
109
5.От чего зависит форма сигнала?
6.Какие носители зарядов создают ток во внешней цепи полупроводникового диода при подключении к нему источника тока?
7.По каким параметрам выбирают диоды для выпрямителей?
8.Что определяет величину балластного сопротивления в схеме однополупериодного выпрямителя?
9.Как можно уменьшит коэффициент пульсации выпрямителя?
10.Какая из схем включения транзистора дает наибольший коэффициент усиления по мощности?
11.Какие виды обратных связей применяются в усилителях?
12.При каких условиях усилительное устройство, охваченное обратной связью, может превратиться в автогенератор?
13.От чего зависит постоянная времени цепи в дифференциаторах на ОУ?
14.От чего зависит постоянная времени цепи в интеграторах на ОУ?
§3.9. Примеры тестов
1. |
Определить |
значение |
тока |
i1 (0+ ) |
в |
момент |
коммутации, |
если |
|||
R2 = R3 = 10 Ом, E =100 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С |
i1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i2 |
|
i3 |
|
|
|
|
|
|
|
E |
R2 |
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: 20 А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Определить значение P в выражении переходного тока i |
= i |
+ Ae pt , |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1пр |
|
|
если C = 0,1 Ф, R1 = R2 =10 .
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i3 |
E |
|
|
|
|
R2 |
|
|
i2 |
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: -50.
4. Определить значение постоянной интегрирования A в выражении для переходного напряжения uR = uRпр + Ae pt , если E = 50 В, R = 2 Ом, C = 1 мкФ.
110
|
R |
E |
С |
Ответ: 50.
5. Определить действующее значение несинусоидального напряжения, представленного рядом Фурье
i = 16cos(1000t ) − 2cos(2000t ). Ответ округлить до целых чисел. Ответ: 11.
|
6. Определить модуль полного сопротивления цепи на первой гармонике, |
|||||||
если R = 4 Ом, а сопротивление емкости на второй гармонике XC |
(2) = 1,5 Ом. |
|||||||
|
|
R |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ответ: 5 Ом. |
|
||||||
|
7. К цепи приложено напряжение u = 100 + 300sin (500t ) + 150sin (1500t ). |
|||||||
Сопротивление |
R = 4 Ом, емкостное сопротивление на первой гармонике |
|||||||
XC |
(1) = 9 Ом. Определить амплитуду третьей гармоники тока. |
|
||||||
|
U |
|
|
С |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: 30.
8. Определить коэффициент выпрямления полупроводникового диода, если сопротивление диода в прямом включении Rп = 10 Ом, а в обрат-
ном включении Rобр =100 Ком.
Ответ: 10000
9. Указать схему интегратора напряжения.
111
|
C |
|
R |
|
|
|
|
|
R |
|
C |
Uвх |
Uвых |
Uвх |
Uвых |
|
|||
|
|
|
|
|
а) |
|
б) |
Ответ: а. |
|
|
|
10. Определить обратный ток коллектора Iк0 (мкА) транзистора в схеме с общим эмиттером, если коэффициент передачи тока β =50, ток коллектора Iк=3,5 mА, а ток базы Iб =40 мкА.
Ответ: 10
11. Определить напряжение на выходе усилителя, охваченного обратной связью, если при напряжении на входе Uвх =1 В, напряжение на выходе
усилителя без обратной связи 100 В, а коэффициент обратной связи kос=0,03. Ответ: 25
11.3. На линейный усилитель с заданной характеристикой коэффициента усиления по напряжению от частоты подается несинусоидальный периодический сигнал
u = 8sin (62,8t ) + 6sin (187,8t + 0,48π ) + 3sin (314t + 0,42π ).
Определить амплитуду напряжения первой гармоники на выходе усили-
теля.
kU |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 f, Гц |
Ответ: 80.
§ 3.10 Задачи
112
1.Три диода соединены последовательно в прямом включении. Общий ток, протекающий по ним равен 0,8 мА. Найти общее падение напряжения и падение напряжения на каждом диоде, если сопротивление при этом токе первого диода равно 1,6 Ом, второго- 2,5 Ом, третьего –1,2 Ом.
2.Два диода соединены параллельно в прямом включении. Падение напряжения на каждом из них составило 2 В. Найти общий ток и ток каждого диода, если сопротивление при этом напряжении первого диода 2,4 Ом, второго
2,2 Ом.
3.Что покажет амперметр электромагнитной системы, включенный в
ветвь с мгновенным значением тока i=4sinωt + 3sin3ωt
4.Что покажет вольтметр магнитоэлектрической системы, подключенный
кучастку цепи с напряжением u=40+30sin(ωt+300) В
5.Определить действующее значение тока в цепи, если u=100+100√2sinωt +50√2sin2ωt В, 1/(ωС)=20 Ом, R=10 Ом.
6.Определить действующее значение напряжения на входе цепи, если ес-
ли i=2√2sin(ωt+200) +√2sin(3ωt-200) А, R=10 Ом, ωL=10 Ом.
iR
L
u
7. Определить значения токов i1, i2, i3 в момент коммутации, если R1=10
Ом, R2= R3=20 Ом, Е=100В
8. Определить корень характеристического уравнения для переходного процесса в цепи, если R1=10 Ом, R2=R3=20 Ом, С=100 мкФ для схемы из задачи № 7
113
9. Чему равны значения токов i1, i2, i3 в момент коммутации, если R1=10
Ом, R2=R3=20 Ом, U=100 В
R1 i1
R2 R3
u
L
i2 
i3
10. Как измениться постоянная времени цепи τ, если замкнуть рубильник.
114
ЛИТЕРАТУРА
1.Касаткин А.С. Электротехника: Учеб для вузов / А.С. Касаткин, М.В.
Немцов. –М.:Высш.шк., 2003. – 542 с.
2.Касаткин А.С. Электротехника: Учеб для вузов / А.С. Касаткин, М.В.
Немцов. –М.:Высш.шк., 2003. – 639 с.
3.Касаткин А.С. Электротехника: Учеб для вузов / А.С. Касаткин, М.В.
Немцов. –М.:Высш.шк., 1983. – 440 с.
4.Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники –М.:Academia, 2004 – 560c.
5.Данилов И.А. Общая электротехника с основами электроники –М.:
Высш. шк., 2000. -752 с.
6.Новиков Ю.Н. Электротехника и электроника: Теория цепей и сигналов, метод анализа –Спб.:Питер, 2005. – 382 с.
7.Электротехника и электроника: Учеб. Пособие для вузов /В.В. Кононенко, В.И. Мишкович, В.В. Муханов и др. –Ростов н/Д.:Феникс, 2004 – 747 с.
8.Кузнецов Н.Е., Бахарев Н.П., Драгунова Е.А. Автоматизированный электропривод: Учеб. Пособие – Тольятти: ТолПИ, 2000 – 154 с.