Файл: Занятие Расчет нелинейной цепи с диодом двумя методами.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 49

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Практическое занятие

Расчет нелинейной цепи с диодом двумя методами.

1 Цель работы: научиться рассчитывать нелинейные цепи с диодом двумя методами

Учебные задачи:

1.ознакомиться с методами расчета нелинейой цепи с диодом двумя методами;

2.научиться рассчитывать пропускную способность канала.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

уметь:- рассчитывать параметры нелинейной цепи с диодом двумя методами.

знать:- технические характеристики нелинейной цепи с диодом.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практического занятия
Пример цепи, состоящей из последовательно соединенных диода VD
и резистора R= 150 Ом приложено напряжение U=Uп=5 B(рис.1а). Определить ток в цепи и падения напряжений на ее элементах. ВАХ диода в масштабе нелинейного участка ее прямой ветви приведена на рис.1б.
Решение. Найдём решение задачи графически с использованием метода пересечения характеристик. Для этого на ВАХ диода из точки Uп=5 Bпроведем прямую, характеризующую зависимость тока от напряжения для резистора R(рис.1б). Эта прямая носит название линии нагрузки или нагрузочная прямая. Ее легко построить по двум точкам, соответствующим режимам холостого хода (Rд- ) и короткого замыкания (Rд=0) рассматриваемой цепи. В режиме холостого хода нагрузочная прямая пересекает ось напряжений в точке U=Uп(Iд=0) и, следовательно, Uд=Uп. В соответствии со схемой на



Рис. 1.

Схема нелинейной цепи (а), ВАХ диода (б) и решение методом пересечения характеристик (в)
рис. 1а I=Uп/(R+Rд). В режиме короткого замыканияRд=0и поэтому нагрузочная прямая пересекает ось тока в точке J=Uп/R, где J— ток короткого замыкания цепи. В рассматриваемом случае Iкз =ЗЗ,ЗЗЗ мА.
Нагрузочную прямую можно также построить, проведя ее из точки на оси напряжений, соответствующей напряжению питания Uп под углом
1 к этой оси. Величина этого угла определяется из выражения
В рассматриваемом случае B/дел; A/дел ,tgα1=0,6 и α1= 37 . Точка Пересечения нагрузочной прямой с ВАХ диода является решением
системы (4.5) и представляет собой рабочую точку схемы. Проекции этой точки на оси +координат определяют рабочий режим цепи, т. е. значение тока Iп=Iд и соответствующие ему падения напряжений на диоде U1(Iп) и резисторе U2(Iп).

В рассматриваемом примере получим: Iп=27 мА; U1(Iп)=Uд=0.8 B; U2(Iп)=Ur=4.2 B.

Данный пример можно решить и аналитически, используя кусочно-линейную аппроксимацию ВАХ диода. Для прямой ВАХ диода, показанной на рис. 4.11, б, согласно (4.3), можно записать



откуда

мА;

B

B

Полученные результаты практически повторяют значения, найденные графическим методом пересечения характеристик. Полученная погрешность возникает вследствие аппроксимации ВАХ диода линейной функцией.
3 Задание

3.1.Исходные данные для расчета взять из таблицы 1,графики из таблицы 2 и изобразить на листе в клетку увеличив по масштабу в 2-3 раза.

3.2.Начинаем графический расчет цепи с диодом:

. а)Рассчитать ток цепи при коротком замыкании диода .

б)Построить нагрузочную прямую диода на характеристике с большими значениями тока и напряжения, для этого на оси тока отложить точку, соответствующую ,а на оси напряжения отложить точку, соответствующую Е, линия соединяющая эти точки и является нагрузочной прямой.

в) Точка пересечения характеристики и нагрузочной прямой является рабочей точкой ,для нее определяем по характеристикеIc и U1.

Г)Затем определяем ,на этом графический расчет закончен.

3.3.Начинаем расчет цепи с диодом методом линейно-кусочной аппроксимации:

а)На характеристике с меньшими значениями тока и
напряжения произвольно выбираем точку, приблизительно в середине характеристики, и проводим через нее касательную к характеристике до пересечения с осью напряжения, точка пересечения с осью даст значение величины Uдо.

б)От точки на характеристике в обе стороны по касательной откладываем по одному сантиметру,

отрезок между точками на касательной проектируем на ось тока и на ось напряжения, проекция на ось тока это ΔI,проекция на ось напряжения это ΔU.

в)Выписываем значения Uдо,ΔI,ΔU и ведем расчет по формулам:









3.4.Все произведенные действия отразить на листе в клетку и в бланке отчета.
Инструкция (пример) по выполнению практического занятия

Дано:

Определить:

Решение:

Задания для практического занятия :

1.Взять данные своего варианта из таблицы 1.

2.Рассчитать неизвестные величины по образцу примера.

3. Расчет занести в бланк отчета.

4..Дать ответы на контрольные вопросы.

4.1. В чём достоинства графического метода расчёта.

4. 2. В каком случае метод линейно-кусочной аппроксимации даёт большую точность расчёта.

4.3.Как строят нагрузочную прямую диода.

4.4.Какие параметры цепи изменятся с увеличением Е.

4.5.Какие параметры цепи изменятся с увеличением .

Порядок выполнения отчета по практическому занятию

1 Цель работы.

2 Исходные данные.

4 Расчеты.

5 Ответы на контрольные вопросы.

Табдица 1


\


№= п/п
R Oм
Е В
Граф.
U1.В
Ic,мА
U2В

1
140
4
1-2









2
110
3,5
3-4









3
90
2,8
5-6









4
160
6,6
7-8









5
150
5,8
9-10









6
2000
4
11-12









7
175
3,5
13-14









8
60
1,5
15-16









9
80
2
17-18









10
80
2,5
19-20









11
160
5
1-2









12
130
4,5
3-4









13
110
3,5
5-6









14
190
7,2
7-8









15
170
6,2
9-10









16
180
3,8
11-12









17
160
3,3
13-14









18
70
1,8
15-16









19
60
1,6
17-18









20
70
2,3
19-20









21
130
4,5
1-2









22
1000
3
3-4









23
85
2,5
5-6









24
170
6,8
7-8









25
140
5,6
9-10









26
170
3,6
11-12









27
150
3,1
13-14









28
75
1,6
15-16









29
65
1,4
17-18









30
75
2,1
19-20










Таблица 2


IмА
IмА
IмА
IмА



Рис 1.
Рис 4.
Рис 3
Рис 2
Uв
Uв
Uв
Uв
0

0
0
0
0,2 0,4
1 2 3 4
0,2 0,4
Uв
1 2 3 4
Uв
0,5
1
1,5
2
1
3
2
4
10
20
30
10
20
30

Рис 5.
Рис 8.
Рис 7.
Рис 6.
IмА
IмА
IмА
IмА



Uв
Uв
Uв
Uв
0
0
0
0,1 0,2 0,3
Uв
1 2 3
Uв
0,2 0,4
2 4 6 8
0
1
2
3
1
2
3
30
10
20
30
10
20
40


IмА
IмА
IмА

Смотрите также файлы