Twierdzenie superpozycji

PRĄD STAŁY / Metoda superpozycji - przykład 1 (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Twierdzenie superpozycji

Techniki analizy sieci


Pytanie 1

Nie siedź tam! Zbuduj coś !!

Nauka matematycznego analizowania obwodów wymaga dużo nauki i praktyki. Zazwyczaj uczniowie ćwiczą poprzez pracę z wieloma problemami i sprawdzanie swoich odpowiedzi w porównaniu z tymi dostarczonymi przez podręcznik lub instruktora. Chociaż jest to dobre, istnieje o wiele lepszy sposób.

Dowiesz się o wiele więcej, budując i analizując rzeczywiste obwody, pozwalając swojemu sprzętowi testowemu dostarczać "odpowiedzi" zamiast książki lub innej osoby. Aby odnieść sukces w budowaniu obwodów, wykonaj następujące kroki:

  1. Dokładnie zmierz i zapisz wszystkie wartości składników przed budową obwodu.
  2. Narysuj schemat obwodu, który będzie analizowany.
  3. Ostrożnie zbuduj ten obwód na płytce protezowej lub innym dogodnym podłożu.
  4. Sprawdź dokładność konstrukcji obwodu, po każdym przewodzie do każdego punktu połączenia i sprawdzaj te elementy jeden po drugim na schemacie.
  5. Matematycznie analizuj obwód, rozwiązując wszystkie wartości napięcia, prądu itp.
  6. Dokładnie zmierz te ilości, aby zweryfikować dokładność analizy.
  7. Jeśli wystąpią jakiekolwiek istotne błędy (większe niż kilka procent), dokładnie sprawdź konstrukcję obwodu względem diagramu, a następnie dokładnie oblicz ponownie wartości i ponownie zmierz pomiar.

Unikaj bardzo wysokich i bardzo niskich wartości rezystora, aby uniknąć błędów pomiarowych spowodowanych przez "ładowanie" miernika. Polecam rezystory od 1 kΩ do 100 kΩ, chyba że celem obwodu jest zilustrowanie wpływu obciążenia licznika!

Jednym ze sposobów zaoszczędzenia czasu i zmniejszenia prawdopodobieństwa błędu jest rozpoczęcie od bardzo prostego obwodu i stopniowe dodawanie składników w celu zwiększenia jego złożoności po każdej analizie, zamiast budowania zupełnie nowego obwodu dla każdego problemu praktycznego. Inną techniką oszczędzającą czas jest ponowne użycie tych samych komponentów w różnych konfiguracjach obwodów. W ten sposób nie będziesz musiał zmierzyć wartości żadnego składnika więcej niż jeden raz.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pozwól, by elektrony same udzieliły odpowiedzi na twoje własne "problemy praktyczne"!

Uwagi:

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​studenci potrzebują wielu ćwiczeń z analizą obwodów, aby stać się biegły. W tym celu instruktorzy zwykle zapewniają swoim uczniom wiele problemów związanych z praktyką i udzielają odpowiedzi uczniom, którzy mogą sprawdzić swoją pracę. Takie podejście sprawia, że ​​uczniowie biegle posługują się teorią obwodów, ale nie potrafią ich w pełni wykształcić.

Uczniowie nie potrzebują jedynie praktyki matematycznej. Potrzebują także prawdziwych, praktycznych ćwiczeń w budowaniu obwodów i korzystaniu z urządzeń testowych. Sugeruję następujące alternatywne podejście: uczniowie powinni budować własne "problemy praktyczne" z rzeczywistymi komponentami i próbować matematycznie przewidywać różne wartości napięcia i prądu. W ten sposób teoria matematyczna "ożywa", a uczniowie zyskują praktyczną biegłość, której nie zyskaliby jedynie przez rozwiązywanie równań.

Innym powodem zastosowania tej metody jest nauczenie studentów metody naukowej : proces testowania hipotezy (w tym przypadku matematycznych przewidywań) poprzez przeprowadzenie prawdziwego eksperymentu. Uczniowie będą również rozwijać prawdziwe umiejętności rozwiązywania problemów, ponieważ czasami popełniają błędy konstrukcyjne obwodu.

Spędź kilka chwil ze swoją klasą, aby zapoznać się z niektórymi "zasadami" budowania obwodów przed ich rozpoczęciem. Porozmawiaj o tych problemach ze swoimi uczniami w taki sam sposób, w jaki zwykle omawiasz pytania z arkusza roboczego, zamiast po prostu mówić im, czego powinni i czego nie powinni robić. Nigdy nie przestaje mnie dziwić, jak słabo studenci chwytają instrukcje, gdy są prezentowane w typowym wykładzie (monolog instruktorski)!

Uwaga dla instruktorów, którzy mogą narzekać na "zmarnowany" czas wymagany do tego, aby uczniowie zbudowali rzeczywiste obwody zamiast tylko matematycznej analizy obwodów teoretycznych:

Jaki jest cel studentów, którzy biorą udział w kursie "itemsheetpanel panel-default" itemscope>

pytanie 2

Załóżmy, że mamy pojedynczy rezystor zasilany przez dwa połączone szeregowo źródła napięcia. Każde ze źródeł napięcia jest "idealne", nie posiada wewnętrznego oporu:

Oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w tym obwodzie.

Załóżmy teraz, że mamy usunąć jedno źródło napięcia z obwodu, zastępując je oporem wewnętrznym (0 Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Załóżmy teraz, że mamy usunąć drugie źródło napięcia z obwodu, zastępując je rezystancją wewnętrzną (0 Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Ostatnie ćwiczenie: "nałożenie" (dodanie) napięcia rezystora i nałożenie (dodanie) prądów rezystora w dwóch ostatnich przykładach obwodów i porównanie tych wartości napięcia i prądu z obliczonymi wartościami pierwotnego obwodu. Co zauważyłeś "# 2"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Obwód oryginalny: E R = 8 woltów; I R = 8 mA

Tylko ze źródłem napięcia 3 V: E R = 3 V; I R = 3 mA

Tylko ze źródłem napięcia 5 V: E R = 5 V; I R = 5 mA

5 woltów + 3 wolty = 8 woltów

5 mA + 3 mA = 8 mA

Uwagi:

Ten tor jest tak prosty, studenci nie powinni nawet wymagać użycia kalkulatora do określenia aktualnych danych. Chodzi o to, aby uczniowie poznali koncepcję superpozycji napięć i prądów.

pytanie 3

Załóżmy, że mamy pojedynczy rezystor zasilany przez dwa równolegle podłączone źródła prądu. Każde z obecnych źródeł jest "idealne", posiadające nieskończony opór wewnętrzny:

Oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w tym obwodzie.

Załóżmy teraz, że mamy usunąć jedno źródło prądu z obwodu, zastępując je jego oporem wewnętrznym (∞ Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Załóżmy teraz, że mamy usunąć drugie źródło prądu z obwodu, zastępując je wewnętrznym oporem (∞ Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Ostatnie ćwiczenie: "nałożenie" (dodanie) napięcia rezystora i nałożenie (dodanie) prądów rezystora w dwóch ostatnich przykładach obwodów i porównanie tych wartości napięcia i prądu z obliczonymi wartościami pierwotnego obwodu. Co zauważyłeś "# 3"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Obwód oryginalny: E R = 55 woltów; I R = 11 A

Tylko ze źródłem prądu 7 A: E R = 35 woltów; I R = 7 A

Tylko ze źródłem prądu 4 A: E R = 20 woltów; I R = 4 A

35 woltów + 20 woltów = 55 woltów

7 A + 4 A = 11 A

Uwagi:

Ten tor jest tak prosty, studenci nie powinni nawet wymagać użycia kalkulatora do określenia aktualnych danych. Jeśli uczniowie nie są zaznajomieni z aktualnymi źródłami, to pytanie stanowi doskonałą okazję do ich przeglądu. Głównym pytaniem jest jednak przekonanie studentów do pojęcia superpozycji napięć i prądów.

Pytanie 4

Twierdzenie o superpozycji jest bardzo ważną koncepcją wykorzystywaną do analizy obwodów prądu stałego i przemiennego. Zdefiniuj to twierdzenie własnymi słowami, a także określ niezbędne warunki, aby mógł być swobodnie zastosowany do obwodu.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Istnieje wiele podręczników do twierdzenia o superpozycji i gdzie można je zastosować. Pozwolę ci zrobić tu swoje własne badania!

Uwagi:

Jak stwierdza odpowiedź, studenci mają mnóstwo zasobów do konsultacji na ten temat. Nie powinno być dla nich trudnym ustalenie, czym jest to ważne twierdzenie i jak jest ono stosowane do analizy obwodów.

Upewnij się, że uczniowie rozumieją, co oznaczają terminy liniowe i dwustronne w odniesieniu do komponentów obwodu i warunki konieczne do zastosowania twierdzenia o superpozycji do obwodu. Zwróć uwagę, że nadal można zastosować twierdzenie o superpozycji do obwodu zawierającego elementy nieliniowe lub jednostronne, jeśli robimy to ostrożnie (tj. W ściśle określonych warunkach).

Pytanie 5

Wyjaśnij własnymi słowami, jak zastosować twierdzenie o superpozycji, aby obliczyć natężenie prądu przez rezystor obciążenia w tym obwodzie:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Aby zastosować twierdzenie o superpozycji do analizy prądu obciążenia R., należy rozważyć każde źródło działające samodzielnie, a następnie algebraicznie połączyć wyniki każdej analizy.

Obciążenie = 6, 623 mA

Uwagi:

W tym przypadku uczniowie z obwodu nie będą w stanie przeanalizować analizy równoległej, ponieważ niemożliwe jest zredukowanie wszystkich rezystorów do jednego równoważnego oporu. Właśnie takie przypadki pokazują siłę Superpozycji jako techniki analizy.

Pytanie 6

Twierdzenie superpozycji działa ładnie, aby obliczyć napięcia i prądy w obwodach rezystorów. Ale czy można go również wykorzystać do obliczenia strat mocy "# 6"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Twierdzenia o superpozycji nie można bezpośrednio użyć do obliczenia mocy.

Uwagi:

Aby odpowiedzieć poprawnie na to pytanie (bez szukania odpowiedzi w książce), uczniowie będą musieli wykonać kilka obliczeń mocy w prostych, wielordzeniowych obwodach. Warto zilustrować kilka przykładowych problemów podczas dyskusji, aby zilustrować odpowiedź.

Pomimo faktu, że rozpraszanie mocy rezystora nie może zostać nałożone w celu uzyskania odpowiedzi (odpowiedzi), nadal możliwe jest zastosowanie twierdzenia o superpozycji w celu obliczenia strat mocy rezystora w obwodzie z wieloma źródłami. Rzuć wyzwanie uczniom z zadaniem zastosowania tego twierdzenia do rozwiązywania strat mocy w obwodzie.

Pytanie 7

Zauważ, że obwodu tego nie można zredukować poprzez regularną analizę szeregowo-równoległą:

Jednak twierdzenie o superpozycji sprawia, że ​​niemal trywialne jest obliczanie wszystkich spadków i prądów napięciowych:

Wyjaśnij procedurę zastosowania twierdzenia o superpozycji do tego obwodu.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jest to łatwe do samodzielnego zbadania!

Uwagi:

Naprawdę lubię przyswajać twierdzenie o superpozycji w klasie z moimi uczniami. Jest to jedna z tych rzadkich technik analizy, która jest intuicyjnie oczywista, a zarazem potężna w tym samym czasie. Ponieważ zasada jest tak łatwa do nauczenia, bardzo zalecam pozostawienie tego pytania uczniom do zbadania i pozwolić im w pełni przedstawić odpowiedź na lekcji, a nie wyjaśniać jej.

Pytanie 8

Użyj twierdzenia o superpozycji do obliczenia ilości prądu przechodzącego przez element grzejny 55 Ω. Zignoruj ​​wszystkie oporności przewodów i połączeń, uwzględniając tylko rezystancję każdego z bezpieczników oprócz rezystancji elementu grzejnego:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

I grzejnik = 4, 439 A

Pytanie uzupełniające: wyjaśnij, w jaki sposób można zastosować twierdzenie o superpozycji do obliczenia prądu przechodzącego przez krótki odcinek drutu łączącego dwa generatory:

Uwagi:

Chociaż istnieją inne metody analizy tego obwodu, nadal jest to dobre zastosowanie twierdzenia o superpozycji.

Pytanie 9

Załóżmy, że generator prądu stałego zasila silnik elektryczny, który modelujemy jako rezystor 100 Ω:

Oblicz ilość prądu, jaką ten prądomierz doprowadzi do silnika i napięcie zmierzone na zaciskach silnika, biorąc pod uwagę wszystkie przedstawione rezystancje (rezystancja wewnętrzna generatora, rezystancja przewodów R i rezystancja silnika).

Załóżmy teraz, że podłączamy identyczny generator równolegle z pierwszym, używając tak krótkiego przewodu łączącego, że możemy bezpiecznie znieść jego dodatkowy opór:

Użyj twierdzenia o superpozycji, aby ponownie obliczyć prąd silnika i napięcie na zacisku silnika, komentując, w jaki sposób te liczby porównują się z pierwszymi obliczeniami (używając tylko jednego generatora).

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Z podłączonym tylko jednym generatorem:

Silnik I = 4, 726 A silnik V = 472, 6 V

Z podłączonymi dwoma generatorami:

Silnik I = 4, 733 V silnik = 473, 3 V

Pytanie dotyczące wyzwania: ile prądu dostarcza każde zasilanie generatora do obwodu, gdy istnieją dwa generatory podłączone równolegle "Uwagi ukryte"> Uwagi:

Niektórzy uczniowie błędnie przeskoczą do wniosku, że inny generator wyśle ​​dwukrotnie prąd przez obciążenie (z dwukrotnym spadkiem napięcia na zaciskach silnika!). Taki wniosek jest łatwy do osiągnięcia, jeśli nie rozumie się w pełni twierdzenia o superpozycji.

Pytanie 10

Obliczyć prąd ładowania przez każdą baterię, stosując twierdzenie superpozycji (zignoruj ​​wszystkie druty i rezystancje połączeń - uwzględnij tylko oporność każdego z bezpieczników):

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

I generator = 16, 82 A

I bateria1 = 13, 91 A

I battery2 = 2, 91 A

Pytanie uzupełniające: zidentyfikować wszelkie zagrożenia bezpieczeństwa, które mogą powstać w wyniku nadmiernego oporu w uchwytach bezpiecznikowych (np. Powstawanie korozji na metalowych wypustkach, w których bezpiecznik wchodzi do uchwytu bezpiecznika).

Uwagi:

Chociaż istnieją inne metody analizy tego obwodu, nadal jest to dobre zastosowanie twierdzenia o superpozycji.

Pytanie 11

Załóżmy, że mamy pojedynczy rezystor zasilany przez dwa połączone szeregowo źródła napięcia. Każde ze źródeł napięcia jest "idealne", nie posiada wewnętrznego oporu:

Oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w tym obwodzie.

Załóżmy teraz, że mamy usunąć jedno źródło napięcia z obwodu, zastępując je oporem wewnętrznym (0 Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Załóżmy teraz, że mamy usunąć drugie źródło napięcia z obwodu, zastępując je rezystancją wewnętrzną (0 Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Ostatnie ćwiczenie: "nałożenie" (dodanie) napięcia rezystora i nałożenie (dodanie) prądów rezystora w dwóch ostatnich przykładach obwodów i porównanie tych wartości napięcia i prądu z obliczonymi wartościami pierwotnego obwodu. Co zauważyłeś "# 11"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Obwód oryginalny: E R = 2 V; I R = 2 mA

Tylko ze źródłem napięcia 3 V: E R = 3 V; I R = 3 mA

Tylko ze źródłem napięcia 5 V: E R = 5 V; I R = 5 mA

5 V - 3 V = 2 V

5 mA - 3 mA = 2 mA

Uwagi:

Ten tor jest tak prosty, studenci nie powinni nawet wymagać użycia kalkulatora do określenia aktualnych danych. Chodzi o to, aby uczniowie poznali koncepcję superpozycji napięć i prądów.

Zapytaj uczniów, czy uważają, że ważne jest śledzenie polaryzacji napięcia i aktualnych kierunków w procesie superpozycji. Dlaczego lub dlaczego nie?

Pytanie 12

Załóżmy, że mamy pojedynczy rezystor zasilany przez dwa równolegle podłączone źródła prądu. Każde z obecnych źródeł jest "idealne", posiadające nieskończony opór wewnętrzny:

Oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w tym obwodzie.

Załóżmy teraz, że mamy usunąć jedno źródło prądu z obwodu, zastępując je jego oporem wewnętrznym (∞ Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Załóżmy teraz, że mamy usunąć drugie źródło prądu z obwodu, zastępując je wewnętrznym oporem (∞ Ω). Ponownie oblicz spadek napięcia i prąd rezystora w obwodzie wynikowym:

Ostatnie ćwiczenie: "nałożenie" (dodanie) napięcia rezystora i nałożenie (dodanie) prądów rezystora w dwóch ostatnich przykładach obwodów i porównanie tych wartości napięcia i prądu z obliczonymi wartościami pierwotnego obwodu. Co zauważyłeś "# 12"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Obwód oryginalny: E R = 15 woltów; I R = 3 A

Tylko ze źródłem prądu 7 A: E R = 35 woltów; I R = 7 A

Tylko ze źródłem prądu 4 A: E R = 20 woltów; I R = 4 A

35 woltów - 20 woltów = 15 woltów

7 A - 4 A = 3 A

Uwagi:

Ten tor jest tak prosty, studenci nie powinni nawet wymagać użycia kalkulatora do określenia aktualnych danych. Jeśli uczniowie nie są zaznajomieni z aktualnymi źródłami, to pytanie stanowi doskonałą okazję do ich przeglądu. Głównym pytaniem jest jednak przekonanie studentów do pojęcia superpozycji napięć i prądów.

Pytanie 13

Generator napędzany wiatrakiem i bateria współpracują ze sobą, aby dostarczać prąd stały do ​​żarówki. Oblicz ilość prądu przez każdy z tych trzech składników, biorąc pod uwagę wartości pokazane na schemacie. Załóż, że wewnętrzne rezystory generatora i akumulatora są znikome:

I batt = I bulb = I gen =

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

I batt = 0, 876 A (ładowanie) I bulb = 4, 212 AI gen = 5, 0888 A

Uwagi:

Przedyskutuj z uczniami swoje procedury na lekcji, aby wszyscy mogli zobaczyć, jak można rozwiązać taki problem. Twierdzenie o superpozycji jest prawdopodobnie najbardziej bezpośrednim sposobem rozwiązania dla wszystkich prądów, chociaż studenci mogliby zastosować prawa Kirchhoffa, jeśli znają rozwiązywanie układów liniowych równań.

Pytanie 14

Generator napędzany wiatrakiem i bateria współpracują ze sobą, aby dostarczać prąd stały do ​​żarówki. Oblicz ilość prądu przez każdy z tych trzech składników, biorąc pod uwagę wartości pokazane na schemacie. Załóż, że wewnętrzne rezystory generatora i akumulatora są znikome:

I batt = I bulb = I gen =

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

I batt = 3, 992 A (ładowanie) I bulb = 3, 013 AI gen = 7, 006 A

Uwagi:

Przedyskutuj z uczniami swoje procedury na lekcji, aby wszyscy mogli zobaczyć, jak można rozwiązać taki problem. Twierdzenie o superpozycji jest prawdopodobnie najbardziej bezpośrednim sposobem rozwiązania dla wszystkich prądów, chociaż studenci mogliby zastosować prawa Kirchhoffa, jeśli znają rozwiązywanie układów liniowych równań.

Pytanie 15

Sygnały elektryczne są często używane w aplikacjach sterowania przemysłowego do przesyłania informacji z jednego urządzenia do drugiego. Przykładem tego jest sterowanie prędkością silnika, w którym komputer wysyła sygnał polecenia prędkości do obwodu "napędowego" silnika, który następnie zapewnia odmierzoną moc do silnika elektrycznego:

Dwa wspólne standardy dla analogowych sygnałów sterujących to 1-5 V DC i 4-20 mA DC. W obu przypadkach silnik obraca się szybciej, gdy sygnał z komputera rośnie w skali (1 wolt = silnik zatrzymany, 5 woltów = silnik pracuje z pełną prędkością lub 4 mA = zatrzymany silnik, 20 mA = silnik pracuje z pełną prędkością) .

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że wybór między 1-5 woltów a 4-20 mA jako standardami sygnału sterującego jest arbitralny. Jednak jedna z tych norm wykazuje znacznie większą odporność na indukowany hałas wzdłuż kabla dwuprzewodowego niż drugi. Pokazano tutaj dwa równoważne schematy dla tych standardów sygnałów, wraz ze źródłem napięcia przemiennego szeregowo reprezentującym napięcie "szumowe" odebrane wzdłuż długości kabla:

Użyj twierdzenia o superpozycji do jakościowego określenia, który standard sygnału obniża największą wartość napięcia szumu na rezystancji wejściowej napędu silnika, tym samym wpływając w największym stopniu na regulację prędkości silnika.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Wejście napędu silnikowego w systemie sygnału 1-5-woltowego "widzi" więcej napięcia szumu niż wejście napędu silnika w systemie sygnałowym 4-20 mA.

Pytanie uzupełniające: jakie negatywne skutki może mieć hałas nałożony na kabel sygnałowy DC na sterowanie prędkością silnika "notatki ukryte"> Uwagi:

Jest to bardzo praktyczne pytanie, ponieważ indukowany hałas nie jest sprawą akademicką w prawdziwych systemach sterowania przemysłowego. Dotyczy to w szczególności obwodów napędowych silników, które są dobrze znane ze swojej zdolności do generowania dużego szumu elektrycznego!

Niektórzy uczniowie mogą sugerować, że rozróżnienie między sygnałami napięciowymi i prądowymi jest dyskusyjne, ponieważ ekranowana para ma wyeliminować indukowany szum. W odpowiedzi na to (dobre) pytanie należy zauważyć, że rzeczywiste warunki nigdy nie są idealne, a indukowany hałas (do pewnego stopnia) jest nieuniknionym faktem życia, szczególnie w wielu środowiskach przemysłowych.

Pytanie o wyzwanie może wydawać się niemożliwe do rozstrzygnięcia, dopóki nie weźmie się pod uwagę nieunikniony opór wzdłuż długości kabla sygnałowego i oblicza skutki spadku napięcia wzdłuż długości drutu w celu uzyskania dużej rezystancji wejściowej w porównaniu z małym oporem wejściowym.

Pytanie 16

Naszkicuj przybliżoną falę sygnału wyjściowego tego obwodu (V out ) na ekranie oscyloskopu:

Podpowiedź: użyj twierdzenia o superpozycji!

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie uzupełniające: jak wyglądałby ekran oscyloskopu, gdyby przełącznik sprzęgający dla kanału A został ustawiony na ĘC "zamiast" DC "" notatki ukryte "> Uwagi:

Należy zauważyć, że rozmiar kondensatora został wybrany dla nieznacznej reaktancji pojemnościowej (X C ) na określonej częstotliwości, tak, że rezystory obciążenia polaryzacyjnego DC o wartości 10 kΩ wykazują znikome obciążenie sprzężonego sygnału AC. Jest to typowe dla tego rodzaju obwodu napięcia.

Oprócz udzielenia uczniom pretekstu do zastosowania twierdzenia o superpozycji, to pytanie zapowiada topologię obwodów, która jest niezwykle powszechna we wzmacniaczach tranzystorowych.

Pytanie 17

Naszkicuj przybliżoną falę sygnału wyjściowego tego obwodu (V out ) na ekranie oscyloskopu:

Podpowiedź: użyj twierdzenia o superpozycji!

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie uzupełniające: wyjaśnij, dlaczego dopuszczalne jest używanie spolaryzowanego (wrażliwego na polaryzację) kondensatora w tym obwodzie, gdy jest on wyraźnie podłączony do źródła prądu przemiennego. Dlaczego nie jest uszkodzony przez napięcie prądu przemiennego, gdy jest używany w ten sposób "uwagi ukryte"> Uwagi:

Należy zauważyć, że rozmiar kondensatora został wybrany dla nieznacznej reaktancji pojemnościowej (X C ) na określonej częstotliwości, tak, że rezystory obciążenia polaryzacyjnego DC o wartości 10 kΩ wykazują znikome obciążenie sprzężonego sygnału AC. Jest to typowe dla tego rodzaju obwodu napięcia.

Oprócz udzielenia uczniom pretekstu do zastosowania twierdzenia o superpozycji, to pytanie zapowiada topologię obwodów, która jest niezwykle powszechna we wzmacniaczach tranzystorowych.

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →