Запишем уравнения цепи в соответствии с законами Кирхгофа 12 страница

базы i_б= 250 мкА при отсутствии переменного сигнала. Точки m и p определят минимальное и максимальное значение напряжения управления u_{эб min} = 0,64 В и u_{эб max}= 0,68 В и соответственно  токи базы

i_{б min}=150 мкА и i_{б maх}= 400 мкА.

Получим точки m′ и р′ на семействе выходных характеристик при пересечении кривых i_б= 150 мкА и i_б= 400 мкА с линией нагрузки, которые определят токи коллектора i_{к min}= 8,1 мА и i_{к maх}= 18,3 мА, а также напряжения на транзисторе u_{эк min}= 0,8 В и u_{эк mах}= 6 В.

Определим коэффициенты усиления К_u = ∆u_вых /∆u_вх =

(u_{эк mах} – u_{эк min} )/(u_{эб max} – u_{эб min} ) = (6 – 0,8)/(0,68 –0,64)=130;

К_i = ∆i_вых /∆i_вх = (i_{к mах} – i_{к min})/(i_{б max} – i_{б min}) = (18,31–8,1)/(0,4–0,15)=41;

К_p = К_u  К_i = 13041 = 5330.

 

Определим входное сопротивление транзистора 

R_{вх эб}=∆u_вх /∆i_вх=(0,27 – 0,23) / (0,4 – 0,15)·10^-3=160 Ом;

 

выходное сопротивление транзистора

R_{вых эк} = ∆u_вых /∆i_вых=(6 – 0,8)/(18,3 – 8,1)10^-3=510 Ом;

 

мощность, выделяющуюся в транзисторе, (для точки n):

 

Р_гр = и_экл∙i_кл=3,5∙13∙10^-3=45,5∙10^-3Вт

 

П р и м е р 5.9. Рассчитать усилительный каскад с использованием h-параметров, используя данные предыдущего примера

 Р е ш е н и е. Составим схему усилительного каскада с общим эмиттером (рис. 5.11). В ней предусмотрим температурную стабилизацию (R4, С3) и делитель напряжения (R1, R2).

Сопротивление R3 = R_К = 1 кОм. Рекомендуется брать R2 ≤ R_К

и R4≤ 0,1R_К. Выбираем R2 = 1 кОм, R4= 100 Ом.

Сопротивление R1 рассчитаем, исходя из условия создания напряжения смещения u_эбо=0,25 и тока i_бо=250 мкА.

Для этого свернем цепь делителя напряжений (рис. 5.12, а) методом эквивалентного генератора (рис. 5.12, б) и определим

R_б = (R1·R2) / (R1+R2); E_э = (Е×R2) / (R1+R2).

Рассмотрим цепь от делителя напряжений на базу транзистора и сопротивление R4 (рис. 5.12, в).

Уравнение напряжений для этой цепи    R_б i_б+u_эб+i_э R4=E_э.

Полагая i_э=i_к=13 мА, подставим цифры

250×10^-6 ×(R1×1000) / (R1+1000)+0,25+13×10^-3×100=10×1000 / (R1+1000)

и определим R1=4770 Ом.

Выбираем номинал резистора R1 из ряда E 24 R1=4,8 кОм. Емкость С1 определим из условия, что емкостное сопротивление Х_С1 при минимальной частоте меньше 0,1×R4. При f_min=20 Гц получим 

Х_С1= ≤ 0,1×100. Откуда С1 ≥ 8×10^-4 Ф. Выбираем С1=1000 мкФ.

Для расчета усилительного каскада составим схему замещения (рис. 5.13) для переменного сигнала.

Пользуясь графиками рис. 5.10, определим h-параметры транзистора:

а) на рис. 5.10, б, по кривой U_эк=0,2¸10 В;

найдем    h₁₁ = ∆u_эб / ∆i_б = (0,27– 0,23) / (400 – 150) ×10^-6 = 160;

б) там же при i_б = 250 мкА = const найдем при изменении u_эк от 0 до 10 В h₁₂ = ∆u_эб / ∆u_{э к} = (0,25 – 0,17) / (10 – 0) = 0,008;

в) на рис. 5.10, в при u_эк = 3,5 В = const

h₂₁ = ∆i_к / ∆i_б  = (13– 7)×10^-3 / (250–150)×10^-6 = 60;

г) на рис. 5.10, в при i_б = 250 мкА = const

h₂₂ = ∆i_к / ∆u_{э к}= (14– 8)×10^-3 / (6– 2) = 1,5×10^-3;

Из рис. 5.13 видно, что

R_вх.= 1/ (1/ R1 + 1 / R2 + 1/ h ) = 1/ (1/ 4800 + 1/1000 + 1/160 ) = 134 Ом;

R_вых.= R3×1/ h₂₂ / (R3 + 1/ h₂₂) = 1000 × (1/1,5)×10^-3/ (1000 +1 /1,5×10^-3) = =400 Ом;

К_u = u_вых. / u_вх =(h₂₁ i_б × R_вых ) / (i_б × h₁₁)= ( h₂₁ / h₁₁) ×R_вых = 150;

К_i= i_к / i_вх.= u_вых.× R_вх / R3× u_вх= К_u× R_вх / R3=20; К_Р= К_u×К_i=3000.

П р и м е р 5.10. Катушка со стальным сердечником подключена под синусоидальное напряжение 100 В ( действующее значение). Известны: ток 0,1 А, мощность, потребляемая от сети  

Р = 1,58 Вт, активное сопротивление обмотки 20 Ом, индуктивное сопротивление рассеяния 50 Ом. Определить потери в стали сердечника, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами, а также ток, обусловленный потерями в стали и намагничивающий ток.

Р е ш е н и е. Схемазамещения катушки дана на рис. 5.14. Сумма потерь в сопротивлении R и в стали сердечника равна полным потерям:                          I²R+P_c = P.

Потери в стали P_c= Р – I²R = 1,38 Вт. Угол между напряжением  на входе и током  найдем из выражения

cos φ = P / UI = 0,158;        φ = 80˚50΄.

Напряжение на зажимах ab (рис. 5.14)

 

Ток, обусловленный потерями в стали, I_c = P_c/U_ab = 0,0146 A.

Сопротивление R_m = U²_ab / P_c = 6520 Ом.

Намагничивающий ток I_μ = √I² – I_c ² = 0,0985 А

П р и м е р 5.11. Определить эквивалентную индуктивность катушки с магнитопроводом из стали 1512, имеющей переменный воздушный зазор величиной δ = 0; 0,5; 1 мм (рис. 5.15,а). К катушке с числом витков w = 200 подведено синусоидальное напряжение U = 50 В с частотой f = 50 Гц. Потерями энергии в сердечнике и катушке пренебречь; индуктивное сопротивление рассеяния катушки принять равным нулю.

   

Р е ш е н и е. При указанных допущениях напряжение U на катушке уравновешивается только ЭДС Е от потока в сердечнике, поэтому при неизменном напряжении U = E поток в сердечнике должен оставаться постоянным и его амплитуда

Вб.

Следовательно, индукция в среднем стержне, на который надета катушка, не зависит от длины воздушного зазора в сердечнике.

Тл.

    Ток в катушке определяется по закону полного тока:

где Н – напряженность поля в сердечнике, определяемая по кривым намагничивания при переменном токе (рис.5.15,б); 

H_в=B/μ₀– напряженность поля в зазоре.

Для зазоров δ = 0; 0,5; 1 мм определяем ток I = 0,44; 2,42; 4,4 А.

    Значения эквивалентной индуктивности катушки L_эк = U/(ωI). Для зазоров δ = 0; 0,5; 1 мм определяем L = 0,362 Гн,  L=0,0657 Гн,    L = 0,00362 Гн, . Появление небольшого воздушного зазора в магнитопроводе (δ = 0,5 мм) вызывает резкое увеличение тока в катушке (в 6 раз) и соответствующее уменьшение эквивалентной индуктивности. Дальнейшее увеличение зазора сопровождается почти пропорциональным изменением тока и индуктивности катушки.

З а д а ч и

 

1. На стальное кольцо, средняя длина которого l_c= 120см намотаны 2 обмотки: w₁ = 100 витков и w₂ = 500 витков. Известен ток второй обмотки I = 2 A и кривая намагничивания сердечника. Определить ток первой обмотки, который бы обеспечил в сердечнике индукцию В = 1,2 Т.    

1) I = 34 A;

2) I = 14 A;

3) I = 21 A;

4) I = 1100 A.

 

 

2. Число витков обмотки w = 500 витков. Определить магнитную индукцию в воздушном зазоре дросселя, если δ = 1 мм, l_ст = 100 см, ток

I = 5 A (использовать кривую намагничивания из п.1).

5) В = 1 Т;      6) В = 0,8 Т;    

7) В = 1,15 Т; 8) В = 0,6 Т.

 

3. Определить относительную магнитную проницаемость стали при В=1,2 Тл (рис. к задаче 1).

9)  μ = 1000; 10) μ = 750;    

11) μ = 85;    12) μ = 0,1.   

 

4. При замене ферритового сердечника дросселя алюминиевым его индуктивность:

  13) уменьшится; 14) увеличется;

  15) мало данных;  16) не изменилась.

 

5. При увеличении тока в обмотке дросселя с ферромагнитным сердечником его индуктивность:

17) возрастает; 18) не изменяется; 19) убывает; 20) мало данных.

 

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ И ЛИНИИ

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 671; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!