Файл: Учебнометодический комплекс по дисциплине электрооборудование фармацевтического производства для специальности 5В074800 Технология фармацевтического производства.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 221

Скачиваний: 1

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

СОДЕРЖАНИЕ

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Караганда

Тема 7 Импульсные и цифровые устройства Импульсная техника – раздел электроники, предметом которого является разработка теоретических основ, практических методов и технических средств генерирования, преобразования и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных процессов в электрических цепях. Наиболее часто в импульсных электронных устройствах используются импульсы прямоугольной (рис. 34,а), трапецеидальной (рис. 34,б), треугольной (рисунок 34,в) и экспоненциальной (рис. 34,г) формы. Импульсы, формы которых приведены на рис. 34,а…г, являются идеализированными. Форма реальных импульсов не является геометрически правильной из-за нелинейности характеристик полупроводниковых приборов и влияния реактивных сопротивлений в схемах. Поэтому реальные прямоугольные импульсы, наиболее часто используемые в практических импульсных схемах, имеют форму, приведенную на рис. 34,д.Участки быстрого нарастания и спада напряжения или тока называются фронтом и срезом импульса, а интервал, на котором напряжение или ток изменяются сравнительно медленно,- вершиной импульса.Активные длительности фронта τфа и среза τса определяются между уровнями 0,1Um и 0,9Um, где Um – амплитуда импульса. Активная длительность вершины τа оценивается на уровне 0,5Um. Импульс, показанный на рис. 34,д, имеет обратный выброс с амплитудой Um обр. Кроме того, на его вершину наложены затухающие синусоидальные колебания, который, как правило, возникают из-за наличия в схеме паразитных колебательных цепей, образованных распределенными индуктивностями и емкостями. Рисунок 34Упрощенная форма реального прямоугольного импульса показана на рис. 34,е. Спрямленные отрезки ab, bc, cd отображают соответственно фронт, вершину и срез импульса, а отрезки de и ef – нарастание и спад обратного импульса. Скорость нарастания напряжения или тока на рис. 34,е характеризуется крутизной фронта импульса, а убывание напряжения или тока на вершине относительным снижением.Одним из важнейших показателей импульсных сигналов является длительность импульсов. Помимо указанного параметра τа, определяющего активную длительность вершины на уровне 0,5Um, длительность импульса характеризует время tи, определяемое либо на уровне 0,1Um, либо по основанию импульса (рис. 34,е).К основным параметрам импульсов относится период повторения импульсов Т – интервал времени между началом двух соседних однополярных импульсов. Величину, обратную периоду повторения, называют частотой следования импульсов ν. Часть периода Т занимает пауза tп – отрезок времени между окончанием и началом двух соседних импульсов tп = T – tи.Отношение длительности импульса к периоду повторения называется коэффициентом заполненияВеличина, обратная коэффициенту заполнения, называется скважностью импульсовКачество работы импульсных устройств во многом определяется временем восстановления импульса tвос (рис. 34,е). Чем меньше tвос, тем надежнее работает схема, тем выше ее быстродействие.Мультивибраторы. Одним из наиболее распространенных генераторов импульсов прямоугольной формы является мультивибратор, представляющий собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью. Одна из наиболее простых и типичных схем мультивибратора приведена на рис. 35. Элементы схемы подобраны так, чтобы обеспечить идентичность каждого из усилительных каскадов, собранных на однотипных транзисторах VТ1, VT2. При R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2 и одинаковых параметрах транзистора мультивибратор называется симметричным. Рисунок 35На рис. 36 приведены временные диаграммы токов, протекающих в транзисторах, и напряжений на коллекторах и базах транзисторов. Исходный момент t0 соответствует тому случаю, когда транзистор VT1 заперт, а транзистор VT2 открыт. Моменты t1, t2, t3 соответствуют переключению схемы. Рисунок 36Базовые логические элементы. Применение двоичной системы счисления в цифровой электронике обеспечивает более высокую скорость выполнения операций и более высокую надежность электронной аппаратуры, т.к. элементной базой для ее построения служат элементы с двумя устойчивыми состояниями. Для описания алгоритмов работы цифровых устройств используется соответствующий математический аппарат, получивший название булевой алгебры или алгебры логики. Каждую конкретную комбинацию значений аргументов называют набором. При n аргументах существует 2n наборов. Для краткости набор записывается в виде двоичного числа, цифрами которого являются значения переменных, расположенных в определенном порядке. Двоичное число, представляющее набор, называется номером набора и обозначается α.. При n аргументах совокупность всех значений функции на 2n наборах содержит 2n нулей и единиц. Каждой функции соответствует своя комбинация этих 2n значений. Общее количество всех возможных функций n аргументов определяется числом .Логические функции одной переменной приведены в таблице 1,Таблица 1

Тематика рефератов:


Методические рекомендации по выполнению заданий

1.Включить тумблеры «Сеть» и «Е2».

2.Установить сопротивление R1 = 390 Ом в любое гнездо (R1 или R2).

3.Ручку потенциометра на стенде установить в максимальное положение (вправо до конца).

4.Включить на стенде ключ К в положение «1».

5.При помощи потенциометра, изменяя падение напряжения (по шкале 0-12 В) на измеряемом сопротивлении R1, измерить силу тока I, протекающего через сопротивление при помощи амперметра А, по шкалам 0-12В и 0-150мА.(Сделать 8-10 измерений, результаты записать в таблицу 1).

Таблица 1.

R1=

U



























Iэксп.



























Iтеор.



























6. Установить сопротивления R1 и R2 по 200 Ом (R1 = R2 = 200 Ом) параллельно, измерить ток и напряжение. Результаты измерений записать в таблицу 2.

Таблица 2.

R1=…., R2=…..

U



























Iэксп.



























Iтеор.



























7.Установить на вольтметре определенное значение напряжения (3В) и, поочередно устанавливая сопротивления R1(100 Ом, 200 Ом, 300Ом, 390 Ом,…), измерить соответствующие токи. Результаты записать в таблицу 3. Повторить измерения для других значений напряжения. Рассчитать теоретические значения токов по формуле (1) и сравнить их с экспериментальными данными.

Таблица 3.

U,В
№
R,Ом
Iэксп.,А
Iтеор, А
U,В



















8. По результатам измерений (№ 5,6) построить графики зависимости I (теоретическое и экспериментальное) от U: .

9. По результатам измерений (№ 7) построить график .
Основная литература: [1-5]

Дополнительная литература: [1-3]
Тема Параллельно-последовательное соединение сопротивлений

Лабораторная работа 2

Цель работы: Изучение закономерностей протекания токов и распределения напряжений при последовательном и параллельном соединении резистивных элементов.

Вопросник

  1. Как определить результирующее сопротивление при последовательном их соединении?

  2. Какова зависимость между силой тока, протекающего через каждое из параллельно-соединенных сопротивлений, и величиной их сопротивления?

  3. Вывести формулу для расчета сопротивления при параллельном соединении двух сопротивлений.

  4. Какова физическая сущность сопротивления проводника?

  5. Что называется проводимость проводника?

  6. Какова зависимость напряжения на проводниках, соединенных последовательно, от их сопротивления?

Задание:

  1. Собрать схемы для определения результирующего сопротивления при последовательном и параллельном соединениях.

  2. Используя данные, приведенные в задании к лабораторной работе, определить величину каждого из сопротивлений и величину результирующего сопротивления.

  3. Определить погрешность измерения.

Методические рекомендации по выполнению заданий

1. Последовательное соединение сопротивлений.


Используя панель №2учебно-измерительного стенда, собрать схему для определения результирующего сопротивления при их последова­тельном соединении. Для этого сменные сопротивления R1 и R2 уста­навливаются в соответствующие гнезда. Включить тумблер питания источника питания Е2 и, включив ключ К, подать напряжение (12В) на измерительный стенд. При помощи амперметра А и вольтметра V (используя переключатель П) "1-2-3" определить ток в цепи, падение напряжения на каждом из сопротивлений и общее падение напряжения по шкалам 0-12В иО-150мА. Сделать 5-6 измерений. Используя формулы (1) и (4), определить величину результирующего сопротивления и напряжения цепи. Результаты записать в таблицу 1.

Таблица 1.

№
R1, Ом
R2, Ом
Rрез., Ом
U1, В
U2, В
U3, В
I1, А
I3, А
I3 теор., А





























































2. Параллельное соединение сопротивлений.

Сменные сопротивления вставляются в соответствующие гнезда параллельно, а последовательно с ними вставляется перемычка П. Измеряется сила тока в цепи каждого из сопротивлений, общая сила тока и падение напряжения на них по шкалам 0-12 В и 0-150 мА. Сделать 5-6 измерений, результаты записать в таблицу № 2. Используя формулы (5-9), определить результирующее сопротивление и вычислить общий ток в цепи, сравнить с экспериментальным значением тока.

Таблица 2.

№
R1, Ом
R2, Ом
Rрез., Ом
U1, В
U3, В
I1, А
I2, А
I3, А
I3теор., А





























































3. Смешанное соединение.

Установить в гнезда: R1, R2, П(R2) сопротивления с номинальными значениями от 100 Ом до 400 Ом. Изменяя положение переключателя последовательно измерить силу тока(I1, I2, I3) через каждое сопротивление и падение напряжения на каждом из них (U1, U2, U3). По формулам 1-9 вычислить результирующее сопротивление и общий ток цепи. Сравнить с экспериментальными данными. Сделать 5-6 измерений, результаты записать в таблицу 3. Определить погрешность измерений.

Таблица 3.

№
R1, Ом
R2, Ом
R3., Ом
U1, В
U2, В
U3, В
I1, А
I2, А
I3.,А
Rрез., Ом
Iобщ.(теор.), А






































Основная литература: [1-5]

Дополнительная литература: [1-3]
Тема Определение емкости конденсатора

Лабораторная работа 4

Цель работы: Измерение емкостного сопротивления и определения электроемкости конденсатора.

Вопросник

  1. Что называется электроемкостью проводника?

  2. Что называется конденсатором?

  3. Что такое емкостное сопротивление

  4. Чему равна результирующая емкость двух последовательно (параллельно) включенных конденсаторов С1 и С2 (вывести формулы)?

  5. Какова роль диэлектрика меду обкладками конденсатора?

  6. Какой ток называется переменным?

  7. Что произойдет, если включить конденсатор в цепь постоянного тока?

Задание:

  1. Собрать экспериментальную установку.

  2. В соответствии с данными, приведенными в лабораторной работе, произвести измерения и вычислить результирующие значения емкости и емкостные сопротивления.

  3. Построить график зависимости .

  4. Вычислить ошибку определения емкости.

Методические рекомендации по выполнению заданий

А) Измерение параметров конденсаторов С1 и С2

  1. Установить на стенде сменный конденсатор C1 и перемычку П последовательно с ним.

  2. Включить тумблер « сеть» и генератор низкой частоты в положение «1».

  3. Регулятор (верхний в правом ряду) установить в крайнее правое положение ("1") , а переключатель" х1 - х10" установить в верхнее положение "х10".

  4. Регулятор амплитуды (нижний в правом углу) установить в правое положение (не на максимум).

  5. Включить ключ К на стенде в положение «1», при этом переменное напряжение с частотой f=10 кГц поступает на измеряемый конденсатор С1.

  6. При помощи регулятора амплитуды напряжения установить напряжение через каждые 0,5В от 0 – 4,5В и при помощи амперметра измерить ток в цепи. При этом используются шкала (нижняя) вольтметра 0 - 5 В и шкала амперметра 0-50 мА. Результаты занести в таблицу 1. Используя полученные значения и формулу (6), рассчитать величину емкости конденсатора С1 .

  1. Повторить измерения при тех же значениях напряжения для второго конденсатора С2 по предыдущей схеме. (на стенде в гнездо С1 установить перемычку П.). Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Вид соединения конденсаторов
№ измерения
U, В
I, мА
,

Ф

Cсред, Ф
Погрешность измерения

А)С

С


















Смотрите также файлы