Тема 2.1 Полупроводниковые приборы.
Электрофизические свойства полупроводников. Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход и его свойства. Вольтамперная характеристика. Устройство и типы диодов, их применение. Общие сведения о полевых транзисторах. Тристоры, работа, маркировка, применение.
Студент должен знать:
- параметры полупроводниковых приборов по их характеристикам;
- принцип работы полупроводникового диода и его применение;
- принцип работы биполярного транзистора, его схемы включения и применение;
- принцип работы полевого транзистора, его отличия от биполярного;
- принцип работы и применение тристоров.
уметь:
- определять типы проводниковых приборов по их маркировке;
- производить измерения токов и напряжений при снятии входных и выходных характеристики биполярных транзисторов.
Самостоятельная работа студентов.
Изобразить условные обозначения различных типов полупроводниковых приборов, описать кратко их работу применение (по справочнику).
2.2. Основы аналоговой электроники
Электронные выпрямители и стабилизаторы.
Выпрямители их назначение, классификация обобщенная структурная схема. Однофазные и трехфазные принципиальные схемы выпрямления, их принцип действия, соотношения между основными электрическими величинами схем. Сглаживающие фильтры, их назначение, виды. Стабилизаторы.
Студент должен знать:
- структурную схему выпрямительного устройства;
- виды схем выпрямления, их принципы работы и параметры;
- схемы стабилизаторов и их принцип работы;
- схемы сглаживающих фильтров и их назначение;
уметь:
составлять схемы одно - двухполупериодных выпрямителей;
изображать графики выпрямительных токов и напряжений для различных типов выпрямителей;
объяснить работу различных сглаживающих фильтров, работу электронных стабилизаторов напряжения тока.
Самостоятельная работа студентов.
По схеме выпрямления, заданной преподавателем, изобразить схему выпрямления и подобрать типы диодов по заданным параметрам схемы.
Тема 2. 2.2. Электронные усилители
Общие сведения об усилителей электрических сигналов. Классификация и основные технические характеристики усилителей. Принцип работы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Обратная связь в усилителях. Многокаскадные усилители, температурная стабилизация режима работы. Импульсные и избирательные усилители.
Усилители постоянного тока. Дифференциальные каскады. Операционный усилитель.
Генераторы электрических сигналов. Импульсные и аналоговые. RC-автогенераторы. Генераторы на операционном усилителе..
Студент должен:
знать:
- основные технические характеристики электронных усилителей;
- принцип работы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе;
- принцип работы импульсивного, избирательного, операционного усилителей и усилителей постоянного тока;
- назначение обратной связи в усилителях;
- методы температурной стабилизации режима работы усилителя;
уметь:
- снимать и строить амплитудно-частотную характеристику электронного усилителя;
- по АЧХ определять коэффициент усиления усилителя и его полосу пропускания, граничные частоты рабочего диапазона;
- выражать коэффициенты усиления усилителя по току, по напряжению, по мощности в логарифмических единицах - децибелах (дБ).
Самостоятельная работа студентов.
По схеме усилителя заданной преподавателем объяснить назначение усилителя и его основные параметры и назначение и режимы работы элементов схемы.
2.3. Основы цифровой электроники, микропроцессоры.
2.3.1. Общие сведения о цифровых электронных устройствах. Транзисторный ключ.
Логические операции и способы их аппаратной реализации. Сведения об интегральных логических схемах. Триггеры.
2.3.2. Микропроцессор (МП), назначение, классификация, структура и принцип работы микропроцессорного устройства.
СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
по разделу "Электротехника"
Задание 1. Расчет простой цепи постоянного тока (с одним источником).
Для своего варианта mn выполнить следующее:
1. Рассчитать эквивалентное сопротивление цепи относительно источника.
2. Рассчитать ток в каждом резисторе.
3. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа во всех узлах схемы и второго Закона Кирхгофа для одного из контуров.
4. Определить мощности, рассеиваемые на резисторах схемы.
5. Проверить выполнение баланса мощностей.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-33 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.2), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.1; для номера зачетки 34-66 брать номер рисунка mn-33, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.1 и т.д.
Таблица 1.1.
№ варианта (две последние цифры номера зачетки) | № рисунка | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | R4, кОм | R5, кОм | R6, кОм | R7, кОм | R8, кОм |
01 – 33 | 1.01 - 1.33 | 1,2 | 2,0 | 0,3 | 1,5 | 1,8 | 1,2 | 3,0 | 2,2 |
34 – 66 | 1.01 - 1.33 | 0,3 | 1,0 | 1,5 | 2,7 | 0,2 | 1,3 | 0,3 | 1,6 |
67 – 99 | 1.01 - 1.33 | 1,8 | 1,1 | 2,0 | 0,3 | 1,5 | 1,2 | 0,2 | 1,3 |
Например, mn=37. Следовательно, из табл. 1.2 выбирается схема, на рис. 1.04, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.1.
Схемы электрических цепей для задачи 1
. Таблица 1.2.
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ||
![]() | ||
![]() |
Задание 2. Расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками
Для своего варианта mn:
1. Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа (Метод токов ветвей). Систему не решать.
2. Определить токи в ветвях методом контурных токов или узловых напряжений - метод выбирается на усмотрение студента.
3. Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура цепи.
4. Определить режимы работы источников электроэнергии и составить баланс мощностей.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.3 и табл. 1.4.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.4), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.3; для номера зачетки 51-100 брать номер рисунка mn-50, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.3.
Например, последние две цифры шифры зачетки mn=57. Следовательно (100-57=7), из табл. 1.4 выбирается схема, приведенная на рис. 7, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.3.
![]() |
Вариант № 2–1. Вариант № 2–2.
R1 = R3 = 2 Ом; R2 = 1 Ом; R4 = 5 Ом; R5 = 4 Ом; R1 = R2 = 2 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 5 Ом; R5 = 4 Ом;
![]() |
E1 = E2 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = 1 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–3. Вариант № 2–4.
R1 = R2 = 2 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом; R1 = R2 = 4 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R5 = 5 Ом;
E1 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = 1 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–5. Вариант № 2–6.
R1 = R2 = 1 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 5 Ом; R5 = 4 Ом; R1 = R4 = 4 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = 2 Ом;
![]() |
E1 = E2 = 1 В. R5 = R6 = 5 Ом; E1 = E2 = 1 В.
Вариант № 2–7. Вариант № 2–8.
![]() |
R1 = R4 = 4 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = 2 Ом; R5 = 5 Ом; R1 = R2 = 5 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 1 Ом;
E1 = E2 = 1 В. E1 = E2 = 1 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–9. Вариант № 2–10.
R1 = R2 = 5 Ом;
![]() |
R3 = R6 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R5 = 4 Ом; R1 = R2 = 1 Ом; R3 = 4 Ом; R4 = 2 Ом; R5 = 5 Ом;
E1 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = E3 = 1 В; E2 = 1 В.
Вариант № 2–11 Вариант № 2–12.
![]() |
R1 = R5 = 4 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = R4 = 2 Ом; R6 = 5 Ом; R1 = R5 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 5 Ом; R4 = 4 Ом;
E1 = E2 = 1 В. E1 = E2 = 2 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–13. Вариант № 2–14.
R1 = R2 = 2 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом; R1 = 5 Ом; R2 = 4 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом;
![]() |
E1 = E2 = 2 В; E3 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = E2 = 2 В; E3 = 1 В.
Вариант № 2–15. Вариант № 2–16.
R1 = 4 Ом; R2 = R5 = 5 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R1 = 5 Ом; R2 = R5= 1 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 4 Ом;
![]() |
E1 = 1 В; J1 = J2 = 1 А. J1 = J2 = 1 А.
Вариант № 2–17. Вариант № 2–18.
R1 = 4 Ом; R2 = 5 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = R5 = 2 Ом; R1 = 2 Ом; R2 = R6 = 4 Ом; R3 = 5 Ом;
E1 = 1 В; J1 = 1 А. R4 = R5 = 1 Ом; E1 = 1 В; J1 = 1 А.
![]() |
Вариант № 2–19. Вариант № 2–20.
![]() |
R1 = 4 Ом; R2 = 5 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R1 = 5 Ом; R2 = R5 = 1 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 4 Ом;
E1 = E2 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = E2 = 1 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–21. Вариант № 2–22.
![]() |
R1 = 1 Ом; R2 = R5 = 2 Ом; R3 = 4 Ом; R4 = 5 Ом; R1 = 2 Ом; R2 = 4 Ом; R3 = 5 Ом; R4 = 1 Ом;
E1 = E2=1 В; J1 = 1 А. E1 = 1 В; E2 = 2 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–23. Вариант № 2–24.
![]() |
R1 = 4 Ом; R2 = 5 Ом; R3 = R5 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R1 = 5 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 4 Ом;
E1 = 1 В; E2 = 2 В; J1 = 1 А. E1 = 1 В; E2 = 2 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–25. Вариант № 2–26.
R1 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = R5 = 4 Ом; R4 = R6 = 5 Ом; R1 = 2 Ом; R2 = 4 Ом; R3 = 5 Ом;
![]() |
E1 = 1 В; E2 = 2 В; J1 = 1 А. E1 = E3 = 1 В; E2 = 2 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–27. Вариант № 2–28.
R1 = R5 = 4 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = R4 = 2 Ом; R6 = 5 Ом; R1 = R5 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 5 Ом; R4 = 4 Ом;
![]() |
E1 = E2 = 1 В. E1 = E2 = 2 В; J1 = 1 А.
Вариант № 2–29. Вариант № 2–30.
R1 = R2 = 2 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом; R1 = 5 Ом; R2 = 4 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом;
E1 = E2 = 2 В; E3 = 1 В; J1 = 1 А. E1 = E2 = 2 В; E3 = 1 В.
![]() |
Задание 3. Расчет цепи гармонического тока
Для своего варианта mn выполнить следующие действия:
1. Рассчитать полное сопротивление цепи при гармоническом воздействии.
2. Рассчитать токи в ветвях и напряжения на элементах схемы;
3. Составить и проверить баланс полных, активных и реактивных мощностей;
4. Построить векторные диаграммы токов и напряжений.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-30 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.5),; для номера зачетки 31-60 брать номер рисунка mn-30 и т.д.
Схемы и исходные данные для задания №3. Табл.1.5.
№ | Схема | Исходные данные |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t)=Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t)=Ucos(ωt+φ ![]() | |
![]() | Дано: u(t) = Ucos(ωt + φ ![]() | |
Задание 4. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ
В трёхфазную сеть с симметричной системой линейных напряжений UAB= UBC= UCA= UЛ. включён трёхфазный потребитель электроэнергии, фазы которого соединены “звездой” и имеют комплексные сопротивления Zа, Zb, Zс (рис.1.1) или соединены “треугольником” Zab, Zbc, Zca (рис.1.2) .
Определить:
1) линейные и фазные напряжения и токи потребителя,
2) активную Р, реактивную Q и полную S мощности потребителя.
3) показания приборов: амперметра, вольтметра, показания ваттметров W1,W2.
4) Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер строки табл.1.5, для четных номеров схему на рис 5, а для нечетных номеров схему на рис. 8. Для номера зачетки с последними цифрами 51-100 брать номер строки mn-50 табл.1.5, для четных номеров схему на рис. 8, а для нечетных номеров схему на рис. 5.
![]() | ![]() |
Таблица 1.6.
№ вар. | Za, Ом | Zb, Ом | Zc, Ом | Uл, В |
15+j10 | 10-j20 | J40 | ||
10-j10 | 20+j20 | 10eJ30˚ | ||
15-j20 | 20e j45˚ | |||
20+j10 | J30 | |||
10e j45 | 10-j20 | |||
4e j40˚ | -j20 | 15+j10 | ||
20e-j30˚ | j15 | 10+j10 | ||
10e J90˚ | 10+j15 | |||
J40 | 15e j45˚ | 40-j10 | ||
-j20 | 10e J30˚ | |||
10-j10 | 10+j10 | 15e j45˚ | ||
20+j20 | 20e J30˚ | |||
10e-j90˚ | 10+j20 | |||
15e J60˚ | -j30 | |||
25e j45 | 10+j30 | 10e J90˚ | ||
10+j10 | 10-j10 | |||
20-j20 | 10+j10 | 20-j10 | ||
5-j10 | 10+j5 | 10ej45 | ||
25+j25 | 10-j20 | 30ej30 | ||
20ej30 | 10+j20 | 30e-j30 | ||
40-j20 | 20+j40 | |||
10+j30 | 20e-j90 | |||
10-j20 | 30+j10 | |||
30-j10 | 20+j20 | |||
40-j20 | 30ej45 | |||
7+j7 | 10+j10 | 4-j4 | ||
10-j10 | 10e J90˚ | -j20 | ||
20+j10 | 15e J45˚ | -j40 | ||
20-j15 | 10e J90˚ | |||
30+j20 | -j40 | |||
8+j8 | 12e-J60˚ | 15-j5 | ||
10+j30 | 15e-J30˚ | 20+j10 | ||
30-j20 | 20e J90˚ | 15+j5 | ||
15+j15 | 15-j10 | |||
20e-J90˚ | 25+j20 | 15+j15 | ||
15e-J45˚ | 20+j20 | 10-j10 | ||
15e J45˚ | -j30 | |||
15-j10 | 10+j20 | 5-j10 | ||
10e J30˚ | 10-j10 | |||
15e J30˚ | 20-j10 | -j20 | ||
8-j8 | 10+j10 | |||
10ej45 | 10-j20 | |||
40-j10 | 20+j20 | |||
50ej90 | 30-j30 | |||
10-j8 | 20+j10 | |||
20e-j30 | 20+j10 | |||
50-j10 | 30+j30 | |||
10-j10 | 15ej60 | |||
20-j10 | 20ej30 | |||
10-j50 | 50ej90 |