- •Серия «учебники и учебные пособия» Эрл д. Гейтс введение в электронику
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Техника безопасности
- •Меры предосторожности при работе с высоким напряжением
- •Раздел 1.
- •Глава 1. Основы электричества
- •3. Вопросы
- •4. Напряжение
- •4. Вопросы
- •5. Сопротивление
- •5. Вопросы
- •Глава 1. Самопроверка
- •Глава 2. Ток
- •1. Электрический заряд
- •V у заряд
- •1. Вопросы
- •2. Протекание тока
- •Шарики от л -
- •Пинг-понга V
- •Электронов.
- •3. Степенное представление чисел
- •Раздел 1 за
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Глава 2
- •Глава 2. Самопроверка
- •Глава 3. Напряжение
- •2. Элементы и батареи
- •4. Приложенное напряжение и падение напряжения
- •4. Вопросы
- •5. Заземление как уровень отсчета напряжения
- •5. Вопросы
- •Глава 3. Самопроверка
- •Глава 4. Сопротивление
- •1. Сопротивления
- •6. Вопрос
- •Глава 4. Самопроверка
- •2. Вопросы
- •93 Глава 5 . Шь
- •Глава 5. Самопроверка
- •Глава 6. Электрические измерения - измерительные приборы
- •6. Отсчет показаний измерительного прибора
- •7. Вопросы
- •Глава 6. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Применение мощности (анализ цепей)
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •2. Вопросы
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Глава 7. Самопроверка
- •2. Параллельные цепи
- •3. Вопрос
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Глава 8. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •3. Вопросы
- •4. Применения магнетизма и электромагнетизма
- •157 Глава 9
- •4. Вопросы
- •Глава 9. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Катушки индуктивности
- •2. Вопросы
- •3. Постоянная времени l/r
- •3. Вопросы
- •Глава 10. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Конденсаторы
- •2. Вопросы
- •3. Вопросы
- •Глава 11. Самопроверка
- •Специальность — электрик
- •1. Получение переменного тока
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •3. Вопросы
- •Глава 12. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Осциллографы
- •2. Вопросы
- •3. Частотомеры
- •3. Вопросы
- •Глава 13. Самопроверка
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •3. Параллельные цепи переменного тока
- •4. Вопросы
- •Глава 14. Самопроверка
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •2. Вопросы
- •Глава 15. Самопроверка
- •180 Градусов.
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •Глава 16. Самопроверка
- •1. Реактивное сопротивление
- •X 1114 Ом (индуктивное).
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •4. Вопрос
- •Глава 17. Самопроверка
- •Глава 18. Трансформаторы
- •1. Вопросы
- •3. Коэффициент трансформации
- •3. Вопросы
- •4. Вопросы
- •Глава 18. Самопроверка
- •Специальность — техник по электронике
- •Глава 19. Основы полупроводников
- •1. Полупроводниковые свойства германия и кремния
- •14 Электронов на орбитах
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •3. Проводимость в легированном германии и кремнии
- •3. Вопросы
- •Глава 19. Самопроверка
- •Глава 20. Диоды на основе р-n перехода
- •1. Вопросы
- •2. Смещение диода
- •3. Вопросы
- •5. Вопросы
- •Глава 20. Самопроверка
- •Глава 2 1 Як _________
- •Глава 21. Самопроверка
- •2. Вопросы
- •3. Основы работы транзистора
- •Щенный п-р-п транзистор. Щенный р-п-р транзистор.
- •4. Проверка транзисторов
- •5. Замена транзисторов
- •5. Вопросы
- •Глава 22. Самопроверка
- •1. Вопросы
- •2. Полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного типа
- •I Подложка (п)
- •4. Вопросы
- •5. Проверка полевых транзисторов
- •5. Вопросы
- •Раздел 3
- •Глава 23. Самопроверка
- •120 Вольт
- •1. Вопросы
- •I, Управляющий электрод Рис. 24-10. Упрощенная схема конструкции триака.
- •1 120 В диак триак
- •Глава 24. Самопроверка
- •1. Введение в интегральные микросхемы
- •Шлифовка и полировка Установка для эпитаксиального
- •3. Корпуса интегральных микросхем
- •Глава 25. Самопроверка
- •3. Светоизлучающие устройства
- •Глава 26. Самопроверка
- •2. Вопросы
- •4. Вопросы
- •5. Умножители напряжения
- •5. Вопросы
- •6. Устройства защиты цепей
- •Глава 27. Самопроверка
- •Глава 28 Як
- •6. Вопросы
- •I j частоты
- •7. Вопросы
- •Выход Рис. 28-42. Блок-схема операционного усилителя.
- •8. Вопросы
- •Глава 28. Самопроверка
- •1. Основы генераторов
- •1. Вопросы
- •2. Генераторы синусоидальных колебаний
- •2. Вопросы
- •3. Генераторы несинусоидальных колебаний
- •3. Вопросы
- •Глава 29. Самопроверка
- •Глава 30. Цепи формирования сигнала
- •2. Цепи формирования сигнала
- •Диодныи ограничитель со смещением.
- •Перемене полярности диода и источника смещения в смещенном последовательном диодном ограничителе.
- •2. Вопросы
- •3. Цепи специального назначения
- •Глава 30. Самопроверка
- •Цифровые электронные цепи
- •2. Преобразование двоичных чисел в десятичные и наоборот
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •2. Вопросы
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •3. Вопросы
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Глава 31. Самопроверка
- •3. Вопросы
- •4. Элемент не-и
- •4. Вопросы
- •5. Элемент не-или
- •5. Вопросы
- •6. Элементы исключающее или и исключающее не-или
- •6. Вопросы
- •Гпава 32. Самопроверка
- •Глава 33. Простые логические цепи
- •1. Вопросы
- •Глава 33. Самопроверка
- •Глава 34. Последовательные логические цепи
- •1. Триггеры
- •2. Счетчики
- •2. Вопросы
- •0 0 0 0 Потеря данных
- •3. Вопросы
- •Раздел 1 за 34
- •Глава 2 36
- •Глава 34. Самопроверка
- •4. Вопросы
- •Глава 35. Самопроверка
- •1. Основы устройства компьютера
- •В память или ввод/вывод
- •Выбор ячейки памяти
- •1. Вопросы
- •2. Архитектура микропроцессора
- •Дешифратор команд
- •Манд • Указатель
- •2. Вопросы
- •Глава 36. Самопроверка
- •IPjNlPj”
- •Глава 1. Основы электричества
- •Глава 3. Напряжение
- •Глава 4. Сопротивление
- •Глава 5. Закон ома
- •Глава 6. Электрические измерения — измерительные приборы
- •Глава 7. Мощность
- •Глава 8. Цепи постоянного тока
- •Глава 9. Магнетизм
- •Глава 10. Индуктивность
- •Глава 11. Емкость
- •Глава 12. Переменный ток
- •Глава 13. Измерения переменного тока
- •Глава 14. Резистивные цепи переменного тока
- •Глава 15. Емкостные цепи
- •Глава 1c. Индуктивные цепи переменного тока
- •Глава 17. Резонансные цепи
- •Глава 18. Трансформаторы
- •Глава 19. Основы полупроводников
- •Глава 20. Диоды на основе р-п-перехода
- •Глава 21. Стабилитроны
- •Глава 22. Биполярные транзисторы
- •Глава 23. Полевые транзисторы
- •Глава 24. Тиристоры
- •Глава 25. Интегральные микросхемы
- •Глава 26. Оптоэлектронные устройства
- •Глава 27. Источники питания
- •Глава 28. Усилители
- •Глава 29. Генераторы
- •Глава 30. Цепи формирования сигнала
- •Глава 31. Двоичная система счисления
- •Глава 32. Основные логические элементы
- •Глава 33. Простые логические цепи
- •Глава 34. Последовательные логические цепи
- •Глава 35. Комбинационные логические схемы
- •Глава 36. Основы микрокомпьютеров
- •344007, Г. Ростов-на-Дону, пер. Соборный, 17 Тел.: (8632) 62-51-94
- •3. Вопросы
- •5. Вопросы
- •6. Вопросы
- •7. Мультиметры
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •2. Вопросы
- •2. Последовательные цепи переменного тока
- •1. Вопросы
- •2. Вопросы
- •4. Меры предосторожности при работе с моп транзисторами
- •2. Вопросы
- •3. Двунаправленные диодные тиристоры
- •3. Вопросы
- •4. Проверка тиристоров
- •4. Вопросы
- •1. Вопросы
- •3. Вопросы
- •1. Вопросы
- •2. Светочувствительные устройства
- •3. Вопросы
- •3. Вопросы
- •4. Регуляторы и стабилизаторы напряжения
- •1. Вопросы
- •3. Вопросы
- •4. Арифметические схемы Сумматор
- •I3. Вопросы
- •4. Цепи rlc
-
2. Параллельные цепи
Параллельная цепь (рис. 8-3) — это такая цепь, которая содержит более чем один путь для тока. Свойства параллельной цепи определяются тем, что:
I |
\ i |
i |
|
ЕТ ■=■ 1т : |
: Ri : |
; r2 : |
: рз |
TU |
|
|
Рис. 8-3. Парал |
1 , |
|
|
лельная цепь. |
-
Ко всем ветвям параллельной цепи приложено одинаковое напряжение, равное напряжению источника тока.
(Et=ERi=ER2=ER3 =■■■ = er).
-
Ток через каждую ветвь параллельной цепи обратно пропорционален сопротивлению этой ветви.
(I = E/R).
-
Общий ток в параллельной цепи равен сумме токов в отдельных ветвях.
Ir,
+
Ir,
+
IR
+---+IR
)•
-
1111 1
Н 1 h . .4
R0 R, R„
Обратная величина полного сопротивления параллельной цепи равна сумме обратных величин сопротивлений отдельных ветвей.
R1 Av2 -LV3 Avn J
-
Общая мощность, потребляемая параллельной цепью, равна сумме мощностей, потребляемых отдельными резисторами.
(PT = PRi+PR2+PR3+...+PRn).
ПРИМЕР: Три резистора — 100 ом, 220 ом и 470 ом — соединены параллельно с батареей 48 вольт. Вычислите все неизвестные величины в цепи.
VRt
Рис. 8-4.
Сначала нарисуем схему цепи и перепишем все известные величины (рис. 8-4).
=
?
R,
=
100 Ом
Ir,
= ?
=
48 В
R,
=
220 Ом
ir;=?
_
=
?
R3
=
470 Ом
i*;=?
=
?
pR,
= ? Pr
=?
А я
В процессе вычисления всех неизвестных величин в цепи сначала надо найти полное сопротивление цепи. После этого можно найти токи, текущие в отдельных ветвях цепи. Зная токи, можно вычислить мощности, выделяемые на каждом резисторе.
Дано:
Rt
R,
R2
R„
=
470 Ом.
(Общий
знаменатель будет слишком __ большим.
100
^ 220 ^ 470 Перейдем к десятичным дробям.)
0,01
+ 0,005 + 0,002
= ? |
1 |
1 |
1 + — r2 |
1 |
= 100 Ом |
RT |
" Ri |
^R3 |
|
= 220 Ом |
1 |
1 |
1 |
1 |
Rr
= 0,017 58,82 Ом.
er,
Ri
48
100
К
=
Ток
(IR])
через резистор R,
равен:
Дано: Решение:
1„
=?
EBi = 48 В R, = 100 Ом.
IR
=
0,48 А.
I*. = ? т Е» 48
220
R0
R2 = 220 Ом. IRz = 0,218 А.
Ток
(1Кз)через
резистор R3
равен:
Решение:
Дано:
ч=?
ЕКз =48В R3 = 470 Ом. Общий ток равен:
Дано:
I = ?
т
IRi =0,48 А IRa =0,218 А IR =0,102 А.
48
470
R5
IR =0,102 А.
Решение:
It ~ Ir, + Ir, + Ip
IT = 0,48 + 0,218 + 0,102 IT = 0,800 A.
Общий ток может быть также найден с помощью закона Ома:
Дано: Решение:
48
т
48
В
RT = 58,82 Ом. 1т = 0,82 А.
Мы опять имеем некоторое расхождение, обусловленное округлением.
Мощность, выделяемая на резисторе R , равна:
Дано: Решение:
PR = IR Er
xv^
IBl = 0,48 A PBi = (0,48)(48)
EBi = 48 В. PBi = 23,04 Вт.
Мощность, выделяемая на резисторе R2, равна:
Дано: Решение:
Рв, = ? Pr2 = !r2er2
Ir2 = 0,218 A PRa = (0,218)(48)
Pr2= 10,46 Вт. Мощность, выделяемая на резисторе R3, равна: Дано: Решение:
PRa = ? PR3 =
IR3 = 0,102 А Рнз= (0,102)(48)
ЕКз = 48 В. РКз = 4,90 Вт.
Полная выделяемая в цепи мощность равна:
Дано: Решение:
Рг, = ? Рт = Pr + Pr + Pr
PBi = 23,04 Вт Рт = 23,04 + 10,46 + 4,90
Рв = 10,46 Вт Рт = 38,40 Вт.
Рв; = 4,90 Вт.
Общую мощность можно также определить с помощью закона Ома:
Дано: Решение:
Рт = ? Рт = 1ТЕТ
1Т = 0,80 А Рт= (0,80)(48)
Ет = 48 В. Рт = 38,4 Вт.
Ет~
R!
-AW-
3
ледовательно-
параллельная
цепь.
просто применение законов и правил, обсуждавшихся ранее. Формулы для последовательных цепей применяются к последовательным участкам цепи, а формулы для параллельных цепей — к параллельным участкам цепи.
ПРИМЕР: Вычислите все неизвестные величины для цепи на рис. 8-6.
-V/r-
-VvV-
Rl
=
820 Ом
-AW-
J
^2
330 Ом -w>-
R3
-
680 0м V*
-VA-
—14»
Ет = 48 В Рис. 8-6.
Дано:
L
=
?, Е_ = 48 Вольт, RT
=
?, Рт
= ?
R,
=
820 Ом
eR]
= ?
pRl=?
R2
=
330 Ом
ч=
?
Er
=
?
х\>2
pr2=
?
R3
=
680 Ом
4
= ?
Er
=
?
К3
w
li
R4
=
470 Ом
Er4=?
PR4=?
R5
=
120 Ом
IR6
=
?
Er5
=
?
PR5
= ?
=
560 Ом
ч=?
Er6=?
PR6=?
Для того чтобы вычислить полное сопротивление (RT), сначала найдем эквивалентное сопротивление (RA) параллельно соединенных резисторов R2 и R3. Затем вычислим 5*
эквивалентное сопротивление резисторов RA и R4 (обозначенное как Rgl) и R. и Rg (обозначенное как Rg2). После этого можно определить эквивалентное сопротивление RB для Rgl и Rg2. И, наконец, найдем общее сопротивление последовательно соединенных Rx и RB.
R,
1
Ra
330
680
R,
1
Дано:
R2 = 330 Ом R, = 680 Ом.
Решение:
1 1
R,
1
(Общий знаменатель будет слишком большим. Перейдем к десятичным дробям.)
1
rT
i
Ra
R4 = 222,22 Ом.
А
Перерисуем цепь, заменяя резисторы R2 и R3 резистором Ra. См. рис. 8-7.
-v*v-
-AVV-
-Wr
R6= 560 Ом R6= 120 Ом
—I'll—
Ет - 48 В
Рис. 8-7.
Теперь определим сопротивление Rgl последовательно соединенных резисторов RA и R4.
Дано: Решение:
RS1
= ?
R.
R.
= 470 Ом.
4
R = 692,22 Ом.
Определим сопротивление Rg2 последовательно соединенных резисторов R и R .
Е
т
= 48 В —I11'
Дано:
Rs2
= ?
R5
=
120 Ом R,
=
560 Ом.
Решение:
RS2
=
R5
+
R6
RS2
=
120 + 560 RS2
= 680 Ом.
Перерисуем
цепь с резисторами RS]
и
Rg2.
См.
рис. 8-8
W»
RS1
=
692,2 Ом
-WV-
=
820 Ом
RS2
=
680 Ом
Рис.
8-8.
441-
Ет
= 48 В
Теперь
определим сопротивление (RB)
параллельно
соединенных резисторов Rgl
и
Rg2.
Дано: Решение:
Rn
1
1
+
■
R«
Rs
RS1
= 692,22 Ом
RS2
= 680 Ом.
bSl
S2
J_
1
1
RB
1
RB
1
+
692,22
680 = 0,00144 + 0,00147
=
0,00291
Ri
RB
= 343,64 Ом.
Перерисуем
цепь, используя резистор R
.
См. рис. 8-9.
-Л\Ч-
820
Ом
RB
=
343,64 0м
J
!.
Рис.
8-9.
Теперь
определим полное сопротивление цепи.
Дано: Решение:
RT
=
?
Rx
=
820 Ом Rn
=
343,64 Ом.
г>
RT
=
Rx
+
RB
RT
R„
820
+ 343,64 1163,64 Ом.
—
Теперь с помощью закона Ома можно определить полный ток в цепи.
Дано: Решение:
I = ? Ет 48
Т Т — 1 —
_ ._ _ -И
Ет = 48 В т RT 1163,64
RT = 1163,64 Ом. 1т = 0,0412 А или 41,2 мА. Теперь можно определить падение напряжения на сопротивлении Rr
Дано: Решение:
Е,
Ri
о
Е„
= ? Ki
Ri
Rt = 820 Ом. 0,0412 =
820
ER] = (0,0412)(820)
ERi = 33,78 В.
Падение напряжения на эквивалентном сопротивлении RB равно:
Дано: Решение:
1^ = 0,0412 A j _ ЕКв
Нв ту
Ек = ? КВ
в Е
RB - 343,64 Ом. 0,0412 =
343,64 ЕКв = (343,64)(0,0412)
ERb= 14,157 В.
Ток в каждой ветви параллельной цепи надо вычислить отдельно, учитывая что ERb = ERsi = ERg2.
Ток в ветви с сопротивлением Rgl равен:
Дано: Решение:
Irs. =? I = !*« =14Д57
Ек = 14,157В Rsi RSi 692,22
KS1
Ч = 692,22 Ом. IR = 0,0205 А.
Ток в ветви с сопротивлением Rg2 равен: Дано: Решение:
Е„
14,157
680
Rc
S2
0,0208
A
Er
=
14,157В
Rg2
=
680 Ом.
Теперь можно определить падение напряжения на резисторах Ra и R4.
Дано: Решение:
1Н = 0,0205 А
R/
470
Er4
=(0,0205)(470)
Er4
=
9,64 В.
Падение
напряжения на резисторах R5
и
Rg
равно:
Дано: Решение:
Ев
Ra
=
222,22 Ом. 0,0205 =
Дано:
1Й4 =0,0205 А
Er4 =?
R, = 470 Ом.
1К5 =0,0208 А
Ек5=?
R = 120 Ом.
5
Ег
222,22 ЕКа = (0,0205)(222,22) ЕКд = 4,56 В.
Решение:
Ed
R„
E.
-
0205 =
L
RK
Е,
0,0208 120
Er5 = (0,0208)(120) Er. = 2,50 В.
Дано: Решение
IR =0,0208 А т Е
IR =
er =? 6 R6
6 Е
R6 = 560 Ом. 0,0208 = —
560
ЕКб = (0,0208)(560)
Er66 = 11,65 В.
Ток через эквивалентное сопротивление RA расщепляется на два параллельных тока через резисторы R2 и R3. Ток через каждый из этих резисторов надо вычислять отдельно, при этом ЕКд = Ещ = Ещ.
Ток через резистор R2 равен:
Дано: Решение:
Ч=? J = 4=4£6
ЕКг = 4,56 В R2 R2 330
R2 = 330 Ом. IR2 = 0,0138 А.
Дано: Решение:
1r*=? J = Е«. = 4’56
ЕКз= 4,56 В Ra R3 680
R3 = 680 Ом. IRj = 0,00671 А.
Теперь можно определить мощность, выделяющуюся на каждом резисторе. Мощность, потребляемая резистором Rj; равна:
Дано: Решение:
PR = ? PR, = iRieRi
1^= 0,0412 a pRi = (о'оАгкзздв)
ERi = 33,78 В. PR‘ = 1,39 Вт.
Мощность, выделяемая на резисторе R2, равна:
Дано: Решение:
PR2 = ? Pr2 = Ir2^r2
IR2 = 0,0138 A PRa = (0,0138)(4,56)
Er = 4,56 В. PR = 0,063 Вт или 63 мВт.
Мощность, выделяемая на резисторе R3, равна: Дано: Решение:
Pr3 = ? Pr3 = ^R3 ER3
IRj= 0,00671 А РКз= (0,00671)(4,56)
ЕКз = 4,56 В. РКз = 0.031 Вт или 31 мВт. Мощность, выделяемая на резисторе R4, равна: Дано: Решение:
pR = ? pR4=iR4eR4
IRi*= 0,0205 A PR* = (0,0205)(9,64)
ERi = 9,64 В. PR‘ - 0,20 Вт или 200 мВт. Мощность, выделяемая на резисторе R5, равна: Дано: Решение:
PD = ? Pr = Ir Er
1 R6 5 R5 5
IRs = 0,0208 A PRs = (0,0208)(2,50)
ERs = 2,50 B. PRs = 0,052 Вт или 52 мВт. Мощность, выделяемая на резисторе Rg, равна: Дано: Решение:
Pr = ? PR6 = !r Er6
IRe6= 0,0208 A PR6 = (06,02 08)(U,65)
ER(j = 11,65 B. PR(j = 0,24 Вт или 240 мВт. Общая мощность, потребляемая в цепи, равна: Дано:
Рт=?
PRi = 1,39 Вт PR = 0,063 Вт рв! = 0,031 Вт Pr4= 0,20 Вт Рв = 0,052 Вт Pr] = 0,24 Вт.
Решение:
Рт ~ Pr, + Pr2 + Pr, + Pr„ + Pr5 + Pr„
PT = 1,39 + 0,063 + 0,031 + 0,20 + 0,052 + 0,24 PT= 1,98 Вт.
Общую потребляемую мощность можно также рассчитать с помощью формулы для мощности.
Дано:
Рт = ?
1Т = 0,0413 А Ет = 48 В.
Решение:
рт = IА
Рт = (0,0413)(48) Рт = 1,98 Вт.