11 intrebari aplicatii

7. INTREBRI, TESTE, APLICAII

1. Fie o surs ideal de tensiune care furnizeaz la borne o tensiune u(t), perfect sinusoidal, avnd frecvena de 1 kHz, amplitudinea 1 V i faza iniial nul.

a. Scriei dependena n raport cu timpul (formula) acestei tensiuni; b. Determinai perioada; c. Determinai pulsaia; d. Determinai faza; e. Determinai valoarea efectiv; f. Ce semnificaie are valoarea efectiv a acestei tensiuni sinusoidale; g. Facei graficul tensiunii u(t) in raport cu timpul; h. Facei graficul tensiunii u(t) in raport cu faza;

2. S se scrie expresia tensiunii u(t) a crei imagine pe osciloscop este cea din figura urmtoare

u(t)

t

1 V

2 ms

Figura 1.

3. Ce este faza unei tensiuni sinusoidale?

4. Ce este defazajul?

5. Desenai graficul unei tensiuni sinusoidale cu frecvena de 1 KHz, valoarea efectiv de 2V si faz iniial egal cu pi/2 rad.

6. Care este valoarea rezistenei interne a unui voltmetru ideal.?

182 Teste

7. Care este valoarea rezistenei interne a unui ampermetru ideal.?

8. Definii (descriei) ntr-o singur propoziie (fraz) ce este: generatorul de tensiune sinusoidal ideal; generatorul de tensiune sinusoidal real; generatorul de tensiune continu ideal; generatorul de tensiune continu real; generatorul de curent continuu constant; generatorul de curent sinusoidal constant.

9. Precizai semnificaia fiecrui element din figura urmtoare

Figura 2

8. Ct este impedana de ieire a unei surse de tensiune ideale?

9. Ct este impedana de ieire a unei surse de curent ideale?

10. Ce se ntmpl dac: ieirea unei surse de tensiune reale este scurtcircuitat? ieirea unei surse de tensiune ideale este scurtcircuitat? ieirea unei surse de curent reale este scurtcircuitat? ieirea unei surse de curent ideale este scurtcircuitat?

11. Ce nelegei prin sursa de tensiune continu stabilizat protejat (de exemplu: 12V/10A)?

12. In figurile urmtoare, instrumentele de msur magnetoelectrice sunt considerate ideale.

a. Ce vor indica ele dac au selectat domeniul de cureni/tensiuni alternative ? b. Ce vor indica ele dac au selectat domeniul de cureni/tensiuni continue ? c. Pentru ambele cazuri desenai ce se vede pe ecranul unui osciloscop corect setat, conectat n paralel cu voltmetrul.

Ioan P. MIHU - Dispozitive i Circuite Electronice - Vol. I 183

A

V

1 k

2 k

E = 10 V

Uef = 10 V

= 50 Hz

A

V

1 k

2 k

I = 10 mA

Uef = 10 V

= 50 Hz

Figura 3

13. tiind c tensiunea furnizat de generatorul din figur este: e(t) = 10 sin(100pit) [V], s se precizeze ct indic voltmetrul din schema urmtoare cazuri:

a. dac este un instrument ideal magnetoelectric b. dac este un instrument real magnetoelectric, avnd rezistena intern de 50 k c. dac este un instrument ideal digital cu trei digii

R1

R2 V

1K 2K

e(t)

Figura 4

14. In figurile urmtoare, instrumentele de msur magnetoelectrice sunt considerate ideale. Ce vor indica ele?

184 Teste

A

V

R = 2 k

Uef = 10 V

= 50 HzC = 1 F

A

V

R = 2 k C = 1 F

1 k I = 10 mA

Uef = 10 V = 50 Hz

Figura 5

15. Enunai teoremele Kirchhoff.

16. S se calculeze tensiunea ux pentru fiecare din cele patru circuite din figura urmtoare. Se cunoate u(t) = 10 sin(100pit) [V].

R2=2kE=10V

R1=1k

Ux

R=2kE=10V

C=1F

Ux

R2=2k

R1=1k

Ux

~ u(t)

R=2k

C=1F

Ux

~ u(t)

Figura 6.


17. Pentru circuitul urmtor se mai cunosc: E=10 V; C= ; u1(t) = 2 sin (100pit). S se taseze pe acelai sistem de axe, graficele tensiunilor E, u1, i us.

Figura 7

18. Care rezisten din circuitele urmtoare se nclzete mai mult? De ce?

R1=10

R2=100E=10V

C=1F

R4=10

R3=100U=10V=100Hz

C=1F

Figura 8

19. Explicai rolul comutatorului AC / DC de la intrarea fiecrui canal al unui osciloscop.

20. Se d tensiunea u(t) = 10 + 2sin (100pit). Desenai ce se vede pe osciloscop n regim AC i DC.

21. S se calculeze Rin i Re pentru circuitul urmtor:

Re Rin

Figura 9

186 Teste

22. Determinai rezistena de intrare i de ieire a cuadripolului:

1U

R1

R2 2U Rin Rout

Figura 10

23. S se determine, cu ajutorul teoremei Thevenin, circuite echivalente pentru urmtoarele poriuni de circuit:

R1 = 1 k

R2 = 2 k

E=1 V

R1 = 1 k

R2 = 2 k

I=1 mA

Figura 11

24. Un generator de tensiune cu rezisten intern nul, genereaz: u= 20 sin (120 * pi* t) i poate debita un curent maxim de valoare efectiv 1A,

Putei conecta la bornele generatorului un rezistor pe care scrie: 10k 5%; 3W. Justificai rspunsul

Putei conecta la bornele generatorului un condensator polarizat pe care scrie: 10F 5%; 60V. Justificai rspunsul

Putei conecta la bornele generatorului un condensator nepolarizat pe care scrie: 10F 5%; 60V. Justificai rspunsul

Un generator de tensiune cu rezisten intern avnd valoarea Ri= 75 ohmi , are tensiunea electromotoare: u= 200 sin (120 * pi* t), i poate debita un curent maxim de valoare efectiv 1A.

Putei conecta la bornele generatorului un rezistor pe care scrie: 10k 5%; 3W. Justificai rspunsul.

Putei conecta la bornele generatorului un condensator polarizat pe care scrie: 10F 5%; 60V. Justificai rspunsul

Putei conecta la bornele generatorului un condensator nepolarizat pe care scrie: 10F 5%; 60V. Justificai rspunsul

25. Definii ce este un semnal analogic?


26. Definii ce este un semnal discret n timp discret?

27. Toate becurile din figura urmtoare sunt identice, avnd nscrise pe ele datele 24 V / 10 W. Care din ele lumineaz mai tare n ipoteza c:

a. Diodele sunt ideale (UD0=0; rD=0) i pot suporta curenii din circuit b. Diodele Zener sunt ideale i pot suporta curenii din circuit: UD0=0; rD=0; UZ=12V; rZ=0. (La polarizare invers au rezisten dinamic nul i stabilizeaz o tensiune de 12 V). c. Rezistena becurilor nu depinde de curentul ce trece prin ele, ea fiind din regimul nominal: 24 V / 10 W

EC = 24 V10

100 100

Figura 12

28. S se determine punctul static de funcionare al diodei din circuitul urmtor tiind c dioda are o caracteristic liniarizat n care UD0 = 0,6 V i rD = 10 . Este indicat utilizarea teoremei Thevenin.

D

R41k

R33k

R22k

R11k

EC = 24 V

Figura 13

29. Pentru circuitul din figura urmtoare sa se determine punctul static de funcionare al diodei D, identic cu cea din problema precedent. S se determine de asemenea potenialul anodului diodei D.

188 Teste

D

R33k

R22k

-E2 = -10V

+E1 =+12V

R11k

Figura 14

30. In circuitul din figura 15. dioda D funcioneaz n regim de semnal mare. Ea are o caracteristic liniarizat pe poriuni cu UDO=0,6V si rD=10. tiind c ug=2,5 sin(100pit) s se determine:

a).Curentul si tensiunea pe rezistenta R i s se reprezinte grafic. b).Tensiunea pe diod. c).Intervalul de timp ct dioda se afl n conducie. Indicaii:

Figura 15

n regimul de semnal mare, dioda se afl pe poriuni diferite ale caracteristicii liniarizate n anumite intervale de timp. Astfel atta timp ct UD UDO=0,6V, dioda este blocat, ea se afl pe prima poriune a caracteristicii. Acest interval de timp se poate determina din condiia (1):

ug= UDO (1)

Rezult: Um sin (100 pit1)=UDO (2)

cu soluii n primul cadran: t1=

1100 pi

arcsin (

UU

D0

m

)

(3)

t2=T/2-t1 (4)

Deci dioda se afla n stare de conducie n intervalul

t[t1 t2] (5)


Pentru intervalul de conducie, circuitul echivalent devine cel din figura 15.1. d, curentul prin diod fiind:

iu U

r RUm

r Rt

Ur RD

g D

D D

D

D=

+=

+

+0 0100sin( )pi (6)

Se constat c forma curentului este n acest interval armonic, fcnd parte dintr-o sinusoid "deplasat" n jos cu o component continu egal cu termenul constant al relaiei 5. Cderea de tensiune pe diod n acest interval va fi:

u U i r Umr

r Rt U

Rr RD D D D

D

DD

D= + =

++

+0 0100sin( )pi (7)

Se observ c pentru diode cu rezisten dinamic neglijabil, cderea de tensiune pe diod este constant, egal cu UD0. Pe durata ct dioda este blocat, avem:

ID = 0, uD=Um sin(100 pit) (8)

Deci cnd dioda este blocat ea suport ntreaga tensiune de alimentare. Diagramele cerute sunt cele prezentate n figura 16

t

t

t1

20 10

[ms]

T/2 T/2

t

0,6 V

2,5V

0,6 V

iD

ug

uD

t2

Figura 16

190 Teste

31. Se d circuitul din figura 17, n care diodele D1D4 sunt ideale (UD0=0; rD=0).

R

Dz220 V50 Hz

D1 D2

D3 D4

u2 uz

Figura 17

Se cunosc: u1=100sin(100pit); UZ0=10V; rZ=10; PZ=1W Se cer: a) valoarea rezistenei R pentru a proteja diodele b) S se traseze diagramele tensiunilor u2, uZ i a curentului iZ

32. Se d circuitul:

Figura 18

Se cunosc: transformatorul are nfurri cu rezistene nule; n1 = 4000 spire; n2 = 400 spire; primarul transformatorului se alimenteaz de la reea 220V, 50 Hz; caracteristicile diodelor sunt:

Ud

i D

u VD01 0 6= .

iZ

UzUD0 = -0,6V

UZ0=10V

Figura 19


S se determine: a) graficul la scar al tensiunilor u1(t), u2(t), u3(t), u4(t) i al curentului i(t); b) care este puterea instantanee maxim disipat n fiecare diod.

33. S se determine punctul static de funcionare (PSF) pentru tranzistoarele din schema urmtoare, tiind c ele sunt identice i au = 100; UBEd = 0,56 V; UBEc = 0,6 V; i ICB0 = 0.

RC10k

RB1,1M

+EC = +24 V

T1

RC10k

RB0,1M

T2

RC10k

RB210k

RB110k

RB2100k

RB1100k

T3

RC2k

RE10k

T4

Figura 20.

Indicaii: Problema de fa este reprezentativ pentru determinarea punctului static de funcionare, atunci cnd nu se cunoate apriori nimic despre funcionarea tranzistorului ci doar schema de polarizare. Esena rezolvrii problemei const n stabilirea zonei n care se afl tranzistorul: zona activ (regiunea activ normal-RAN), zona de saturaie sau zona de blocare. Pentru acesta este util de urmat algoritmul din figura 21. Dei pare laborios, algoritmul este uor de urmat i presupune:

a). calculul curentului ICMAX, curentul maxim ce trece prin tranzistor, n ipoteza c UCE=0. Atunci cnd trece acest curent, tranzistorul se afl fie la limita zonei de trecere dintre zona de saturaie i zona activ normal. b). determinarea PSF considernd tranzistorul n zona activ. c). dac IB 0, atunci tranzistorul este blocat. d). dac IB > 0, atunci tranzistorul conduce, el putnd fi saturat sau n zona activ. n ipoteza c aceast condiie este ndeplinit, se verific:

d.1). dac IC ICMAX atunci tranzistorul este saturat. d.2). dac IC < ICMAX atunci tranzistorul este n zona activ normal.

192 Teste

Se determin ICMAX din circuitul decolector-emitor, punnd condiia :

UCE = 0

Se scrie sistemul de ecuaii,presupunnd

c tranzistorul este n zona activ .( UBE = 0,6 V; IC = IB )

Se rezolv sistemul determinndu-seiniial valorile:

IB i IC

IB 0

IC ICMAX

Tranzistorblocat !

Tranzistorsaturat !

Da

Da

Nu

Nu

Se reiarezolvarea

Se reiarezolvarea

Se determinPSF

Tranzistor nzona activ !

Figura 21

Rezolvare. 1). Pentru tranzistorul T1, din schema din figura 20.a, I

ERCMAX

C

C= = =

2410

2 4 V k

mA, (9)

I = IE I R + UE I R + U

C B

C B B

C C C

=

=

BEc

CE

(10)

Rezult dup rezolvare: IB = 21 A. Deci tranzistorul T1 este n conducie, deoarece IB > 0. De asemenea: IC = 2,1 mA, Tranzistorul T1 este deci n zona activ (RAN), deoarece IC < ICMAX.i acest fapt, permite determinarea tensiunii UCE = 3 V. 2). Pentru tranzistorul T2, rezolvarea este similar. Rezult ns IB = 234 A; IC = 23,4 mA. Concluzia este c T2 este puternic saturat, deoarece IC > ICMAX. n acest caz, pentru determinarea PSF, se reia rezolvarea problemei, rezultnd sistemul:


U = 0,2 V 0E I R + UE I R

CE

C B B

C CMAX C

=

=

BEc (11)

care permite determinarea curentului de baz: IB = 234 A; IC = 24 mA; UCE = 0 V. 3). Pentru determinarea PSF la tranzistorul T3, este recomandabil folosirea teoremei Tevenin:

+EC = +24 V

RC10k

RB2100k

RB1100k

RE

Uab

T3

RC10k

T3

b

a

b

a

Figura 22

Generatorul de tensiune echivalent are parametri:

E U ER

R R

R R E R RR R

R R

ab CB

B B

abC

B BB B

B B

'

' ||

= =

+=

==

= =

+=

2

1 2

2 21 2

1 2

12

0 50

V

k (12)

Cu acestea sistemul rezultat va fi

I = IE' I R + UE I R + U

C B

B B

C C C CE

=

=

BEc (13)

Rezult IB = 228 A; IC = 22,8 mA;

Deci tranzistorul T3 este saturat, deoarece ICMAX=2,4 mA.

4). La acest montaj, curentul maxim de colector se poate aproxima (IC IE), ca fiind: I

ER RCMAX

C

C E=

+= =

2412

2 V k

mA (14)

Aplicnd teorema Tevenin, iar apoi teoremele Kirchhoff rezult:

I = II = I IE' I R' + U I RE I R + U I R

C B

E B C

B E E

C C C CE E E

+

= +

= +

BEc

(15)

194 Teste

Cu soluiile: IB = 11,23 A; IC = 1,12 mA < 2 mA; Deci T3 fiind n zona activ, rezult UCE = 10,56 V.

34. n circuitul din figura 2.2.a, tranzistorul are = 100; UBE = 0,6 V; i ICB0 = 0.

R210k RE10k

R110k

+EC = +20 V

I2

I1IB

IC

UCE

RX

Figura 23 S se determine:

a. Valoarea curentului IC. b. S se evidenieze funcionarea circuitului ca i generator de curent constant (GCC). c. Ce valori poate avea RX, pentru ca circuitul s funcioneze ca GCC.

Indicaie.

a.

I = II I + II I + IE I R + U + I R

I R - U - I RE I R + U + I R

C B

E B C

1 B 2

C 1 1 E E

2 2 E E

C C X E E

=

=

=

=

=

BE

BE

CE

0

(16)

Din primele 5 ecuaii ale sistemului rezult:

( ) I =

E - UR R

R

R + 1+ RR R

R

B

C BE1 2

2

1 E1 2

2

+

+

11 A (17)

IC = IB = 1,1 mA. (18)

b). n rezolvare nu s-a folosit ultima ecuaie a sistemului, deci IC nu depinde de RX. Rezult c circuitul se comport fa de RX ca un generator de curent constant. n acest sens circuitul poate fi privit n felul urmtor:


IC

RX

+EC = +24 V

Figura 24.

c). Pentru ca funcionarea circuitului s fie cea descris trebuie ca TB s fie n zona activ. Aceasta implic UCE > 0,2 V 0 V; (Atunci cnd tranzistorul ajunge la saturaie, la limit, UCE devine zero).

0

11 intrebari aplicatii

Documents