ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Решение 1.Определяем часовой расход активной энергии сельскохозяйственного объекта

12 3

Эксплуатация электрооборудования

Задача 1. Исходные данные:

В эксплуатации находилось 500 ламп накаливания. Через 1 ч работы вышло из строя 7 ламп, через 500 ч работы осталось 20 ламп и в последний час сгорело еще 5 ламп.

Требуется определить интенсивность отказов в начальный момент времени и после 500 ч работы, провести сравнение.

Решение:

1) ,

3)Более надежными были лампы накаливания в начальный момент времени.

Задача 2. сходные данные:

На испытаниях находилось 100 электродвигателей. Число отказов фиксировалось через каждые 100 ч. работы. Ниже в таблице 2.1. даны результаты эксперимента.

Таблица 2.1.Результаты эксперимента.

0…100	100…200	200…300	300…400	400…500

500…600	600…700	700…800	800…900	900…1000

Требуется определить вероятность безопасной работы , ср. наработку до отказа .

Решение:

2. При расчете предположим, что на испытаниях находились только отказавшие электродвигатели.

ч,

где число электродвигателей, отказавших на отрезке 0 до t.

число электродвигателей, работоспособных в начальный момент времени;

количество отказавших элементов в интервале ; время в начале го интервала; - среднее значение времени;

Задача 3.

Исходные данные:

В процессе эксплуатации фиксировалось, работа трех комплектов пускозащитной аппаратуры. Установлено, что за период наблюдения первый комплект отказал 4 раза, второй - 8 раз, третий 6 раз. Наработка первого комплекта составила 8600 ч, второго – 12300 ч, третьего 1450 ч.

Требуется определить наработку на отказ.

Решение:

1. Определим суммарную наработку

ч.

2. Определяем число отказов за время наработки.

3. Находим среднюю наработку на отказ

ч,

где суммарное наработка,

число отказов, наступивших во время наработки.

Задача 4.

Исходные данные:

Интенсивность отказов ремонтируемого электроприемника подчиняется экспоненциальному закону с интенсивностью отказов . Среднее время ремонта ч.

Требуется определить коэффициент готовности.

Решение: 1. Наработка на отказ при экспоненциальном распределении.

ч.

2. Коэффициент готовности

Задача 5.

Исходные данные:

Генератор состоит из щеточного механизма подшипникового узла обмотки якоря Вероятность безотказной работы определена за 5000 ч наработки.

Требуется определить вероятность безотказной работы генератора.

Решение:

Задача 6.

Исходные данные:

Блок питания переносной радио станции состоит из двух однотипных аккумуляторных батарей, работающих совместно, преобразователя. Интенсивность отказов аккумуляторной батареи , преобразователя

Требуется определить вероятность безотказной работы блока питания работы питания радиостанции в течении t=100 ч.

Решение:

1. Определяем вероятность безотказной работы дублированного участка блока питания.

2. Вычисляем вероятность безотказной работы преобразователя

3. Определим вероятность безотказной рботы блока питаня в целом.

Задача 7.

Исходные данные:

Электроприемник имеет интенсивность отказов время проведения профилактических мероприятий ч, коэффициент интенсивности эксплуатации Отказами в выключенном состоянии пренебречь.

Требуется определить время между профилактиками .

Решение:

Время между профилактиками определяем по формуле

ч.

Задача 8.Исходные данные:

При реконструкции силовой электросети ремонтного предприятия в нем провели замену алюминиевых проводов протяженностью 1410 м и сечением 2,5 на медные.

Требуется определить годовую экономию электроэнергии от этого мероприятия, ток нагрузки силовой сети А. удельное сопротивление материала при (для алюминия для меди ).

Решение: Годовую экономию энергии определяем по формуле

где - соответственно, длина, м, сечение , данного участка сети до реконструкции; расчетный период времени, ч.

Задача 9.Исходные данные:

Среднегодовая активная мощность электроприёмников составляет 320 кВт, число часов использования установленной мощности равно 4200 часов.

Требуется определить экономию электроэнергии за счет, использования компенсирующего устройства для повышения коэффициента мощности объекта с 0,7 до 0,92

Решение 1.Определяем часовой расход активной энергии сельскохозяйственного объекта

кВ*ч.

2. Рассчитываем экономию электроэнергии.

кВ*ч.

Задача 10.

Требуется определить экономию электроэнергии от замены насоса частотой жидкости С569 м, имеющего , .

Дительность расчетного периода принять равным одному году, КПД электродвигателя – 85 % .

Решение.

Годовой экономический эффект составит

кВ*ч.

где напор, м; подача нового насоса, ; t – время работы насоса в год, ч; КПД электродвигателя, КПД нового и заменяемого насоса .

Задача 11.

Требуется определить экономию электроэнергии при работе компрессора в случае подогрева сжатого воздуха, идущего к пневмоинструменту, теплотой отходящих газов от 10 до 30

При следующих исходных данных: решение по формуле:

ч в гаду, .

Решение:

По формуле ,

где Q – расход сжатого воздуха,

разность температур до и после устройства теплоизоляции воздухопровода (в среднем за год ), ; удельный расход электроэнергии на выработку 1 сжатого воздуха, ;

время работы компрессора в год, ч.

Задача 12.Исходные данные:

Проводилось за 6 однотипных асинхронных двигателей серии А4. Было зарегистрировано время их безотказной работы. Первого двигателя 270 суток, 2-305 суток, 3-200 суток, 4-195 суток, 5-207 суток, 6-333 суток.

Требуется определить среднее время безотказной работы и интенсивность отказов асинхронных электродвигателей.

Решение:

1.Согласно формуле ,

где время безотказной работы электродвигателя.

суток.

2. Определяем интенсивность отказов АД.

суток.

Задача 13.

Требуется определить интенсивность отказов, среднее время восстановления, среднее время безотказной работы и вероятность безотказной работы в течении одного года системы, состоящей из 5 –ти последовательно соединенных элементов со следующими показателями надежности:

; ч.

ч.

Решение:

1. Интенсивность отказов системы.

2. Среднее время восстановления

3.Среднее время безотказной работы системы.

4. Вероятность безотказной работы за

Задача 14.

Требуется определить экономию электроэнергии при замене вентилятора ВМ – 200 с КПД 0,52 на вентилятор СВМ – 4 с КПД 0,7. При расчетах принять кПа, , ч , ,

Решение:

По формуле определяем экономию электроэнергии

где время работы вентилятора, ч;

давление, обеспечиваемое вентилятором, Па;

подача вентилятора,

КПД заменяемого, устанавливаемого вентиляторов, электродвигателя, сети.

кВт*ч.

Задача 15.Исходные данные:

На зернохранилище на 1000 т по проекту установлено 138 светильников с лампами накаливания мощностью 100 Вт каждая. Проверка освещенности показала, что можно заменить лампы мощностью 75 Вт.

Требуется определить экономию электроэнергии, если ч.

Решение:По формуле определяем экономию энергии где Фактическая мощность лампы, кВт; проектная или требуемая по нормам освещенности мощность, кВт; коэффициент спроса осветительной установки; время максимума осветительной установки, ч. кВт*ч.

Задача 16.

Исходные данные:

Мощность осветительной нагрузки фермы крупнорогатого скота составляет 21,3 кВт.

Требуется определить экономию электроэнергии при переходе с ручного на автоматическое управление если время использования осветительной нагрузки удалось сократить с 4400 до 2900 ч. в год.

Решение:

кВт*ч,

где мощность светильников уличного освещения, кВт. сокращение времени работы.

Задача 17.

Требуется определить экономию электроэнергии от использования индивидуальной компенсации реактивной мощности на насосной станции повышения коэффициента мощности с до при расходе реактивной энергии на полив 178000 кВт*ч.

Решение:

Экономию определяем по формуле:

кВт*ч.

Задача 18.Исходные данные:

Наработка до отказа щита управления электрооборудованием подчинена экспоненциальному закону с интенсивностью отказов .

Требуется определить количественные характеристики надежности устройства и в течении года.

Решение:

По формуле определяем

2) ,

3) ч.

Задача 19.Исходные данные:

Определение по капитальному ремонту электрических машин гарантирует вероятность безотказной работы электродвигателей после ремонта 0,8 в течении наработки 9000 ч.

Требуется определить интенсивность отказов и среднюю наработку до отказа асинхронного электродвигателя после ремонта на участках длительной эксплуатации.

Решение:

1. По формуле для и ч имеем уравнение 0,8= откуда ,

2. ч

Задача 20.

Исходные данные:

Солнечная батарея состоит из 100 функционально необходимых равно надежных элементов.

Требуется определить какой величиной интенсивности отказов должны обладать элементы чтобы вероятность безотказной работы системы за 100 ч. была бы не менее 0,9.

Решение:

1. Вероятность безотказной работы системы

2. откуда .

Задача 21.

Исходные данные:

На испытаниях находилось осветительных приборов. За время ч отказало еще изделий.

Требуется определить вероятность безотказной работы ,

Решение:

По формуле определяем вероятность безопасной работы.

1. .

3. Находим частоту отказов по формуле

4. Находим интенсивность отказов .

Задача 22.

Исходные данные:

К сети переменного тока напряжением 380 В подключен электрический двигатель 14 кВт, работающий с коэффициентом мощности .

Требуется определить какой емкостью должна обладать батарея конденсаторов, чтобы повысить коэффициент мощности до .

Решение:

, ,

мкФ.

Задача 23.

Исходные данные:

Прибор состоит из четырех блоков. Отказ любого из них приводит к отказу прибора. Первый блок отказал 9 раз в течении 21000 ч, второй – 7 раз в течении 16000 г, третий – 2 раза и четвертый – 8 раз в течении 12000 г работы.

Требуется определить наработку на отказ, если справедлив экспоненциальный закон надежности.

Решение:

1. Определяем суммарную наработку прибора

ч.

2. Определяем число отказов за Суммарное время наработку

3. Находим среднюю наработку на отказ ч.

Задача 24.

Исходные данные:

При эксплуатации электрооборудования животноводческой фермы зарегистрировано 20 отказов, из них электродвигателей – 8, магнитных пускателей – 2, реле - 4 , электронагревательных приборов – 6 , на ремонт затрачивалось: электронагревателей 1,5 ч, магнитных пускателей – 25 мин, реле – 10 миль, электронагревателей – 20 мин.

Требуется определить среднее время восстановления.

Решение:

1. Определяем вес отказываемых элементов по группам :

2. Находим среднее время восстановления.

мин.

Задача 25.

Исходные данные:

Навозоуборочный транспортер имеет два электродвигателя. Суммарная наработка транспортера за год составляет 200 ч. эксплуатационные мероприятия включают в себя текущий ремонт продолжительностью 3 ч. на каждый электродвигатель и семь технологических обслуживания по 0,5 ч. на каждый день электродвигатель.

Требуется определить коэффициент технологического электродвигателей выводимого навозоуборочным транспортером.

Решение:

где суммарная наработка объекта; суммарное время простоев из – за плановых и неплановых ремонтов; суммарное время простоев плановых и неплановых технических обслуживаний.

Задача 26.

Требуется сравнить наработку до отказа двух неремонтируемых объектов, имеющих вероятность безотказной работы, определяемую по формулам.

Ответ: Наработка до отказа второго объекта выше, чем первого.

Задача 27.

Требуется сравнить между собой наработку до отказа неремонтируемых объектов, имеющих функцию надежности, определяемых формуле.

и .

Решение: По общей формуле для определения наработки до отказа

находим

Наработка до отказа второго выше, чем первого.

Задача 28.

Требуется определить объем работы годовой производственной программы. В у.е. э. для набора электрооборудования., представленного в таблице 1.

Таблица 1.Определение объема работ электрооборудования

Тип электрооборудования	Количество	Переводной коэффициент	Объем работ у.е.э.	Примечание
Линии электропередачи до 1 кВ, км		3,93
Трансформаторные подстанции, шт		2,2
Асинхронный электродвигатель, шт		0,61
Электродный паровой котел, шт		5,54
Электроосветительные установки (на 10 светильников)		0,65

Решение:1. Определяем объем по эксплуатации каждого вида электрооборудования в у.е.э. (см. табл. 1).

2. Суммарный объем работ у.е.э.

Задача 29.Исходные данные:

Сельскохозяйственное предприятие имеет объем работы электротехнической службы в у.е.э., .

Требуется определить количество электромонтеров для данного хозяйства.

Решение.

Количество электромонтеров определяем по формуле.

где объем работ электротехнической службы в у.е.э.

средняя норма нагрузка на одного электромонтера.

Задача 30.Исходные данные:

Проведены ускоренные испытания 500 предохранителей. Число отказов предохранителей фиксировалось через каждые г. Ниже приведены данные об отказах.

	0 – 100	100…200	200…300	300…400	400…500

Требуется определить вероятность безотказной работы интенсивность отказов Среднюю наработку .

Решение:1. Вероятность безотказной работы определяем по формуле

2. Интенсивность отказов определяем по формуле

где число отказов за промежуток времени

среднее число работоспособных элементов; число элементов, работоспособных в начале рассматриваемого промежутка времени; число элементов, работоспособных в конце промежутка времени .

3. Общее число отказавших элементов поэтому при расчете предположим, что на испытаниях находились только элементы, которые отказали. Тогда

Задача 31.

Исходные данные:

К сети переменного тока напряжением 380 В. подключен электродвигатель 14 кВт, работающий с коэффициентом мощности .

Требуется определить какой емкостью должна обладать батарея конденсаторов, чтобы повысить коэффициент мощности до ?

Решение:

Реактивная мощность конденсатора G(кВар) определяется по формуле:

Задача 32.

Требуется рассчитать трудоемкость технического обслуживания электродвигателей с короткозамкнутым ротором при объеме в 504,78 условной единицы ремонта.

Решение:

0,5*504,78=252,4 чел.ч,

где 0,5- норматив трудоемкости на техническое обслуживание на одну условную единицу ремонта (чел.-ч).

Задача 33.

Требуется рассчитать трудоемкость текущего ремонта электродвигателей с короткозамкнутым ротором при объеме в 507,78 условной единицы ремонта.

Решение:

4,8*504,78=2422,9 чел.ч,

где 4,8- норматив трудоемкости на техническое обслуживание на одну условную единицу ремонта (чел.-ч).

Задачи по дисциплине "Электроника"

1. Электронный усилитель имеет коэффициент усиления по напряжению Ku = 40 dB.

Требуется определить, какова будет величина выходного напряжения Uвых, если напряжение входного сигнала равно Uвх. = 20 мВ.

Решение:

Т.к., по определению Ku(dB) = 20lg(Uвых./Uвх.), то:

Uвых. = 10⁽^Ku^/20) * Uвх. = 10^(40/20) * 20 = 10² * 20 = 2000 мВ = 2 В.

Ответ: Входное напряжение Uвх. = 20 мВ будет усилено до величины Uвых.=2 В.

2. Электронный усилитель содержит 2 последовательно-включенных каскада., Коэффициенты усиления каскадов по напряжению соответственно равны: Ku₁=25dB, Ku₂=15dB.

Требуется определить коэффициент усиления всего усилителя Ku, выразив его в обычных и логарифмических (dB)единицах измерения.

Решение:

При последовательном соединении каскадов логарифмические коэффициенты суммируются, поэтому Ku(dB) = Ku₁(dB) + Ku₂(dB) = 25 +15 = 40 dB;

по определению - Ku(dB) = 20lg(Uвых./Uвх.), следовательно:

Ku = Uвых./Uвх. = 10⁽^Ku^/20) = 10^(40/20) = 10² = 100.

Ответ: Усилитель обеспечивает усиление входного сигнала по напряжению на 40dB или в 100 раз.

3. Электронный усилитель содержит 2 последовательно-включенных каскада., Коэффициенты усиления каскадов по напряжению и току соответственно равны: Ku₁=10, Ki₁=10иKu₂=1,Ki₂=10

Требуется определить коэффициенты усиления всего усилителя Ku,Ki, выразив их в обычных и логарифмических (dB)единицах измерения.

Решение:

При последовательном соединении каскадов общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления каскадов.

Ku = Uвых./Uвх = Ku_{1 *} Ku₂ = 10 *1 = 10 » 200.

Ki = Iвых./Iвх = Ki_{1 *} Ki₂ = 10 *10 = 100

по определению:

Ku(dB) = 20lg(Uвых./Uвх.) = 20lg(10) = 20 dB.

Ki(dB) = 20lg(Iвых./Iвх.) = 20lg(100) = 40 dB.

Ответ: Усилитель обеспечивает усиление входного сигнала по напряжению в 10раз или на 20dB,по njre в 100раз или на 40dB.

4. Электронный усилитель мощности имеет, коэффициент усиления по напряжению Ku=10икоэффициент усиления по току Ki=100.

Требуется определить коэффициент усиления по мощности Kp, выразив его в обычных и логарифмических (dB) единицах измерения.

Решение:

По определению Kp = Pвых./Pвх. = (Uвых.*Iвых.)/(Uвх.*Iвх.) = Ku*Ki= =10*100 = 1000.

Kp(dB) = 10lg(Pвых./Pвх.) = 10lg(Kp) = 10lg(1000) = 30 dB.

Ответ: Усилитель обеспечивает усиление входного сигнала по мощности в 1000 раз или на 30dB.

5. Электронный усилитель мощности имеет, коэффициент усиления по напряжению Ku=20dBикоэффициент усиления по току Ki=40dB.

Требуется определить коэффициент усиления по мощности Kp, выразив его в обычных и логарифмических (dB) единицах измерения.

Решение:

По определению Kp = Pвых./Pвх. = (Uвых.*Iвых.)/(Uвх.*Iвх.) = Ku*Ki,

при этом Ku(dB) = 20lg(Ku), Ki(dB) = 20lg(Ki), т.е.

Ku =10⁽^Ku^/20) = 10^(20/20) = 10, Ki =10⁽^Ki^/20) = 10^(40/20) = 100,

Kp = Pвых./Pвх. = (Uвых.*Iвых.)/(Uвх.*Iвх.) = Ku*Ki= =10*100 = 1000.

Kp(dB) = 10lg(Pвых./Pвх.) = 10lg(Kp) = 10lg(1000) = 30 dB.

Ответ: Усилитель обеспечивает усиление входного сигнала по мощности в 1000 раз или на 30dB.

6. Диодный мостовой выпрямитель питается от стандартной сети 220В/50Гц и нагружен на резистор сопротивлением 270 Ом.

Необходимо определить требования к основным параметрам диодов(Iпр.maxиUобр.max), используемым в данном выпрямителе.

Решение:

Uобр.max ³ Uсети ампл.= Uсети действ. * Ö2 » 220 * 1,41 » 311 В;

Iпр.max ³ (Uсети ампл. - 2Uпр.max диода) / Rн;

поскольку Uпр.max диода » 1 В << Uсети ампл.,

Iпр.max ³ Uсети ампл / Rн = 311 / 270 » 1,15 А.

С учетом возможных колебаний сетевого напряжения, а так же округленности справочных данных электронных элементов, можно округлить искомые величины в сторону увеличения.

Ответ: В данном выпрямителе могут быть использованы диоды, паспортные данные, которых удовлетворяют следующим требованиям: Iпр.max ³ 1,2 -:- 1,5 А, (расчетное - 1,15 А),Uобр.max ³ 350 -:- 400 В(расчетное - 311 В).

7. Однофазный мостовой выпрямитель собран на диодах типа КД202В (Iпр.max=5A, Uобр.max=100B, Uпр.max=1.0B) питается переменным синусоидальным напряжением 36В/50Гц.Величина тока нагрузкивыпрямителяIнможет меняться в диапазоне отIнmin=1AдоIнmax=4A.

Требуется определить - какая мощность P_VDрассеиваетсянаодном диоде выпрямителя в режиме минимальной и максимальной нагрузки.

Решение:

Мощность, рассеиваемая на диоде при протекании через него прямого постоянного тока равна P=Iпр*Uпр. В однофазном мостовом выпрямителе ток одновременно (в течение одного полупериода) протекает только через 2 из 4-х диодов - т.е. каждый диод "греется" только в течение каждого полупериода работы выпрямителя.

Поскольку величина токов нагрузки выпрямителя (а значит и токов диодов) сопоставима с Iн.max, можно принять Uпр.=Uпр.max. Таким образом:

P_VDmin =Iнmin*Uпр.max/2=1*1/2=0.5 Вт;

P_VDmax =Iнmax*Uпр.max/2=4*1/2=2.0 Вт;

Примеч._ следует проверить условие: Uоб.max=100 В > Uсети ампл.=Uсети деств.*Ö2 =51 В. В данном случае условие выполняется.

Ответ: На каждом диоде выпрямителя рассеивается мощность от P_VDmin = 0.5 Вт(при Iнmin=1 A)доP_VDmax = 2 Вт (при Iнmax=4 А).

8. В усилителе, схема которого приведена на рисунке использован ОУ типа К140УД8А, имеющий следующие основные параметры: Kuоу=50000, Rвх.оу=1 МОм, Rвых.оу=200 Ом. Uпит.=±15В, Uвых.max=±10ВСопротивления резисторов:R₁=12кОм, R₂=180кОм.

Требуется определить параметры схемы: коэффициент усиления по напряжению Ku, входное и выходное сопротивления Rвх. и Rвых.

Решение:

Приведена схема инвертирующего усилителя. Поэтому:

Ku = - R₂/R₁ = - 180/12 = - 15;

Rвх.= R₁ = 12кОм;

Rвых.=Rвых.оу/(1+Kuоу.*R₁/(R₁+R₂))=200/(1+50000*12/(12+180))»0,064Ом.

Ответ: Усилитель имеет следующие параметры Ku=-15, Rвх.=12кОм, Rвых.=0,064Ом.

9. В усилителе, схема которого приведена на рисунке использован ОУ типа К140УД8А (Kuоу=50000, Rвх.оу=1МОм, Rвых.оу=200 Ом, Uпит.=±15В, Uвых.max=±10В).Сопротивления резисторов:R₁=12кОм, R₂=180кОм.

Требуется определить максимальный уровень входного напряжения Uвх.max, которое будет усиливаться без искажений формы сигнала.

Решение:

Приведена схема инвертирующего усилителя. Поэтому:

Ku = - R₂/R₁ = - 180/12 = - 15;

максимальный уровень выходного сигнала Uвых.max=±10В,отсюда -Uвх.max=Uвых.max/Ku=±(10/15) » 0,667В

Ответ: максимальный уровень входного сигнала, усиливаемого без искажений Uвх.max » 0,667В.

При Uвх > 0.667B, в выходном сигнале возникнет искажение типа "насыщение".

10. В усилителе, схема которого приведена на рисунке использован ОУ типа К140УД8А, имеющий следующие основные параметры: Kuоу=50000, Rвх.оу=1 МОм, Rвых.оу=200 Ом. Uпит.=±15В, Uвых.max=±10ВСопротивления резисторов:R₁=12кОм, R₂=180кОм.

Решение:

Приведена схема неинвертирующего усилителя. Поэтому:

Ku =(R₁+R₂)/R₁ = (12+180)/12 = 16;

Rвх.=Rвх.оу*Kuоу.*R₁/(R₁+R₂)=10⁶*5*10⁴*12/(12+180)=3,125*10⁹»3,12ГОм;

Rвых.=Rвых.оу/(1+Kuоу.*R₁/(R₁+R₂))=200/(1+5*10⁴*12/(12+180))»0,064Ом.

Ответ: Усилитель имеет следующие параметры Ku=16, Rвх.=3,12ГОм, Rвых.=0,064Ом.

11. В усилителе, схема которого приведена на рисунке использован ОУ типа К140УД8А (Kuоу=50000, Rвх.оу=1МОм, Rвых.оу=200 Ом, Uпит.=±15В, Uвых.max=±10В).Сопротивления резисторов:R₁=12кОм, R₂=180кОм.

Требуется определить максимальный уровень входного напряжения Uвх.max которое будет усиливаться без искажений формы сигнала.

Решение:

Приведена схема неинвертирующего усилителя. Поэтому:

Ku =(R₁+R₂)/R₁ = (12+180)/12 = 16;

максимальный уровень выходного сигнала Uвых.max=±10В,отсюда -Uвх.max=Uвых.max/Ku=±(10/16) = 0,625В

Ответ: максимальный уровень входного сигнала, усиливаемого без искажений Uвх.max = 0,625В.

При Uвх > 0.625B, в выходном сигнале возникнет искажение типа "насыщение".

12. Схема транзисторного каскада приведена на рисунке. Параметры схемы: Rб=120кОм, Rк=620 Ом, Еп=+12,6 В. Транзистор VT - кремниевый - b=100.

Требуется определить постоянное напряжение Uк_.

Решение:

Приведена схема транзисторного каскада ОЭ с фиксацией тока базы. Т.к. транзистор кремниевый, то принимается Uбэ=0,6В. Тогда:

Iб_ = (Еп - Uбэ)/Rб = (12,6 - 0,6)/120 = 0,1мА.

Iк_ = b*Iб = 100*0,1 = 10мА.

Uк_ = Еп - Iк_*Rк = 12,6 - 10*0,62 = 6,4 В.

Ответ: Постоянное напряжениеUк_=6,4 В.

Поскольку Uк_=6,4 В.» Еп/2, то каскад находится в режиме "А".

13.В транзисторномключе, выполненном по приведенной на рисунке схеме использован транзистор типа КТ630Е (b=250, Iкmax=1A, Uкэmax=60В, Pmax=0.8Вт,Iбmax=200мА).Другие параметры схемы:Eп=12В, R=1кОм, Rк=100 Ом.

Требуется определить - какую номинальную (габаритную) мощность Р_R_кномдолжен иметь резистор Rк

Решение:

Максимальная мощность рассеивается на резисторе Rк при замкнутом состоянии ключа (транзистор VT- насыщен). При этом, ток коллектора Iк - максимален и равен:

Iк=Iкнас.» Eп/Rк=12/100=0,12А,

Р_R_к= Iк2*Rк=0,122*100=1,44Вт;

Примеч. следует проверить условие: Iк < Iкmax и Еп < Uкэmax. В данном случае они выполняются.

Номинальная (габаритная) мощность принимает только стандартные значения и она должна быть не меньше реальной. Таким образом, выбираем:

Р_R_кном = 2 Вт

Примеч. следующие параметры являются избыточными для данной задачи: b, Pmax, Iбmax, R.

Ответ: Резистор Rк должен иметь номинальную мощность 2 Вт(расчетную - 1,44 Вт).

14. Схема транзисторного каскада приведена на рисунке. Параметры схемы: Rб=20кОм, Rк=1 кОм, Еп=+20 В. Транзистор VT - кремниевый - b=100.

Требуется определить постоянное напряжениена выходеUвых_,еслиUвх_= 2,6 В.

Решение:

Приведена схема транзисторного каскада ОЭ Т.к. транзистор кремниевый, то принимается Uбэ=0,6В. Тогда:

Еп = Uкэ_+ Iк*Rк = Uвых_ + Iб*b*Rк;

Iб = (Uвх_ - Uбэ)/Rб = (2,6-0,6)/20 = 0,1 мА;

Uвых_= Еп - Iб*b*Rк = 20 - 0,1*100*1 = 10 В.

Ответ: Постоянное напряжениеUвых_= Uк_ = 10 В.

Поскольку Uк_=10 В.= Еп/2, то каскад находится в режиме "А".

15.В транзисторномключе, выполненном по приведенной на рисунке схеме использован транзистор типа КТ630Е (b=240, Iкmax=1A, Uкэmax=60В, Pmax=0.8Вт,Iбmax=200мА).Другие параметры схемы:Eп=12В, R=10 кОм, Rк=100 Ом.

Требуется определить минимальный уровень входного напряжения Uвх.з.min, необходимого для замыкания ключа.

Решение:

Для замыкания транзисторного ключа (перевода транзистора VT- в состояние насыщения) необходимо обеспечить ток базы Iб ³Iкнас/b:

Iкнас.» Eп/Rк=12/100=0,12А,

Iб з.min = Iк нас / b = 120/240 =0,5мА,

Уравнение цепи, по которой протекает ток:

Iб - Uвх = Iб*R + Uбэ.

Приняв Uбэ = 0,6 В и подставив Iб = Iбзам.min, получим:

Uвх.з.min = Iб з.min * R + Uбэ = 0.5*10 + 0.6 = 5,6 В

Примеч. следует проверить условия: Iб < Iбmax,Iк < Iкmax и Еп < Uкэmax. В данном случае они выполняются.

Ответ: Ключ замкнется при входном напряжении Uвх.³ 5,6 В.

16. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Напряжение питания усилителя - однополярное Еп=+24 В. Сопротивление нагрузки равно Rн = 5 Ом.

Требуется определить максимальную мощность, отдаваемую в нагрузку Рн.max без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды). Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin=2 В.

Решение:

Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена половиной напряжения питания и потерями на выходных транзисторах: Uн.ампл.max=Еп/2-Uпот.=24/2 - 2 = 10 В.

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн = 10²/2*5 = 10 Вт

Ответ: Усилитель может отдать в нагрузку до 10 Вт.

17.В транзисторномключе, выполненном по приведенной на рисунке схеме использован транзистор типа КТ630Е (b=240, Iкmax=1A, Uкэmax=60В, Pmax=0.8Вт,Iбmax=200мА).Другие параметры схемы:Eп=12В, Rк=100 Ом.

Требуется определить - какое номинальное сопротивление должен иметь резистор R,чтобы ключ замкнулся при подаче постоянного напряжения Uвх=+3,6В.

Решение:

Iкнас.» Eп/Rк=12/100=0,12А,

Iб з.min = Iкнас/b = 120/240 =0,5мА,

Уравнение цепи, по которой протекает ток Iб - Uвх = Iб*R + Uбэ. Приняв Uбэ = 0,6 В и подставив Iб = Iб з.min, получим:

R = (Uвх. - Uбэ)/ Iб з.min = (3,6 - 0,6)/0.5 = 6 кОм

Примеч. следует проверить условия: Iб < Iбmax,Iк < Iкmax и Еп < Uкэmax. В данном случае они выполняются.

Поскольку значение сопротивления 6 кОм не входит в стандартный ряд номиналов резисторов, принимаем ближайший (меньший) стандартный номинал - R=5,6кОм (ряд Е12).

Ответ: Номинальное сопротивление резистора R=5,6кОм.(расчетное - 6 кОм).

При сопротивлении R>6 кОм ключ (при указанных условиях) не замкнется.

18. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Напряжение питания усилителя - 2-х полярное Еп=±12 В. Сопротивление нагрузки равно Rн = 5 Ом.

Требуется определить максимальную мощность, отдаваемую в нагрузку Рн.max без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды).Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin=2 В.

Решение:Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена напряжением питания и потерями на выходных транзисторах:

Uн.ампл.max=Еп - Uпот.=12 - 2 = 10 В.

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн = 10²/2*5 = 10 Вт

Ответ: Усилитель может отдать в нагрузку до 10 Вт.

19. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Сопротивление нагрузки равно Rн=4 Ом.

Требуется определить напряжение питания усилителя Еп (однополярное), при котором максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды) равна Рн.max=20 Вт.Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin = 2 В.

Решение: Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена половиной напряжения питания и потерями на выходных транзисторах:

Еп=2*(Uн.ампл.max+Uпот);

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн

Отсюда: __________ ______

Еп = 2*(Ö2Pн.maxRн + Uпот.) =2*( Ö2*20*4 + 2) = 29,3 В.

Ответ: Усилитель отдаст в нагрузку до 20 Вт, если будет запитан напряжением не меньшим Еп=29,3 В.

20. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Сопротивление нагрузки равно Rн=4 Ом.

Требуется определить напряжение питания усилителя Еп (2-х полярное), при котором максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды) равна Рн.max=20 Вт.Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin = 2 В.

Решение:

Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена величиной напряжения питания и потерями на выходных транзисторах:

Еп=Uн.ампл.max+Uпот;

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн

Отсюда:_________ ______

Еп = Ö2Pн.maxRн + Uпот. = Ö2*20*4 + 2 = 14,65 В.

Ответ: Усилитель отдаст в нагрузку до 20 Вт, если будет запитан напряжением не меньшим Еп=±14,7 В.

21. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Напряжение питания усилителя - однополярное Еп=+24 В.

Требуется определить - каково должно быть сопротивление нагрузки Rн, при котором максимальная мощность, отдаваемая в нее без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды) равна Рн.max=12,5 Вт.Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin=2 В.

Решение:

Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена половиной напряжения питания и потерями на выходных транзисторах:

Uн.ампл.max=Еп/2-Uпот.=24/2 - 2 = 10 В.

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн

Отсюда:

Rн=(Uн.ампл.max)²/2Pн.max = 10²/2*12,5 = 4 Ом.

Ответ: Усилитель может отдать в нагрузку до 12,5 Вт при сопротивлении нагрузкиRн.=4 Ом.

При увеличении сопротивления мощность будет снижаться, при увеличении - повышаться.

22. Выходной каскад электронного усилителя мощности построен на кремниевых биполярных транзисторах по 2-х тактной схеме (режим "АВ"). Напряжение питания усилителя - 2-х полярное Еп=±12 В.

Требуется определить каково должно быть сопротивление нагрузки Rн, при котором максимальная мощность, отдаваемая в нее без искажений формы усиливаемого сигнала (синусоиды) равна Рн.max=12,5 Вт.Потери напряжения на открытом транзисторе принять равными Uкэmin=2 В.

Решение:

Максимальная амплитуда Uн.ампл.max ограничена напряжением питания и потерями на выходных транзисторах:

Uн.ампл.max=Еп-Uпот.=12 - 2 = 10 В.

Pн.max=(Uн.действ.max)²/Rн = (Uн.ампл.max)²/2Rн

Отсюда:

Rн=(Uн.ампл.max)²/2Pн.max = 10²/2*12,5 = 4 Ом.

Ответ: Усилитель может отдать в нагрузку до 12,5 Вт при сопротивлении нагрузкиRн.=4 Ом.

При увеличении сопротивления мощность будет снижаться, при увеличении - повышаться.

23. Схема транзисторного каскада приведена на рисунке. Параметры схемы:Rк=620 Ом, Еп=+12.6 В. Транзистор VT - кремниевый - b=100.

Требуется выбрать номинальное сопротивление резистора Rб,чтобы постоянное напряжениеколлектора составлялоUк_.= 6,4 В(каскад – в режиме "А")

Решение:

Iк_ = (Еп - Uк_) / Rк = (12.6 – 6.4)/0.62 = 10мА;

Iб_ = Iк_/b = 10/100 = 0,1мА.

Rб = (Еп - Uбэ)/Iб_ = (12,6 - 0,6)/0.1 = 120 кОм.

Значение сопротивления 120 кОм входит в стандартный ряд (Е12) номиналов резисторов.

Ответ: Номинал сопротивления резистора Rб=120 кОм. (расчетное - 120 кОм).

24. Схема транзисторного каскада приведена на рисунке. Параметры схемы: Rк=1 кОм, Еп=+20 В. Транзистор VT - кремниевый - b=100.

Требуется выбрать номинальное сопротивление резистора Rб, при котором постоянное напряжениена выходеUвых_=10 В,приUвх_= 2,6 В.

Решение:

Приведена схема транзисторного каскада ОЭ Т.к. транзистор кремниевый, то принимается Uбэ=0,6В. Тогда:

Еп = Uкэ_+ Iк_*Rк

12 3