Елементна база електронних апаратів
Завдання №1
Знайдіть коефіцієнт трансформації трансформатора живлення , якщо відомо, що індуктивність вторинної обмотки дорівнює 0,25 Гн, а індуктивність первинної обмотки 1 Гн |
Розв’язок завдання №1. Коефіцієнт трансформації визначається відношенням кількості витків вторинної обмотки до кількості витків вторинної обмотки . Індуктивність обмоток відповідно до формули Ногаока пропорційна квадрату кількості витків обмоток . Тому простіше всього скласти відношення . Звідси коефіцієнт трансформації . |
-
Відповідь: Коефіцієнт трансформації 0,5
Завдання №2
Визначте внутрішнє падіння напруги на обмотці трансформатора живлення при робочій температурі +100ºС, якщо в обмотці протікає струм 1 А, а опір обмотки складає 8 Ом при температурі + 20º С. (Температурний коефіцієнт міді 4,1Е-3 1/град) |
Розв’язок завдання №2. Необхідно визначити опір обмотки при температурі 100°C. Запишемо вираз для температурного коефіцієнта дроту . Визначаємо на скільки збільшиться опір при зростанні температури на =80°C. Маємо . Визначаємо значення опору обмотки при температурі +100°C
Користуючись законом Ома отримуємо |
-
Відповідь: Падіння напруги в обмотці складає 10,56 В.
Завдання №3
Який повинен бути коефіцієнт перекриття по ємності варикапу паралельного діапазонного коливального контуру підсилювача високої частоти, якщо контур перестроюється від =60 МГц до МГц. |
Розв’язок завдання №3. Найдемо коефіцієнт перекриття по частоті . Запишемо значення максимальної і мінімальної частоти через формулу Томсона . Звідси . |
-
Відповідь: Коефіцієнт перекриття складає 1,77.
Завдання №4
Яка потужність виділяється в конденсаторі ємністю 1 мкФ у вигляді тепла на частоті 50 Гц, якщо напруга на конденсаторі 220 В, а його добротність 1000 ? |
Розв’язок завдання №4 Потрібно визначити опір втрат в паралельній еквівалентній схемі конденсатора знаючи його добротність, яка визначається за формулою . Звідси Ом. Знаходимо потужність Вт. |
-
Відповідь: Потужність дорівнює 0,015 Вт
Завдання №5
Найдіть діаметр дроту обмотки трансформатора живлення, якщо в обмотці протікає струм 3,14 А, а при розрахунку розмірів магнітопроводу була прийнята густина струму 4 А/мм2 |
Розв’язок завдання №5 По густині струму визначаємо переріз круглого провідника (мм2). Звідси мм. |
-
Відповідь: Діаметр дроту 1мм
Завдання №6
Визначте добротність котушки індуктивності на частоті 20 МГц, якщо індуктивність складає 5 мкГн, а опір втрат в котушці на цій частоті 6,28 Ом. |
Розв’язок завдання №6 Добротність котушки визначається за формулою . |
-
Відповідь: Добротність 100.
Завдання №7
Яка повинна бути довжина звукопроводу лінії затримки на поверхневих акустичних хвилях модуля кольору телевізора, якщо час затримки 64 мкс, а лінія побудована на силікаті вісмута ( швидкість ПАХ 1,7 км/с.) |
Розв’язок завдання №7 Довжина лінії визначається як мм. |
-
Відповідь: Довжина звукопроводу 108,8 мм
Завдання №8
Котушка індуктивності мкГн має опір втрат Ом. Чому дорівнює добротність котушки на частоті 100 МГц. |
Розв’язок завдання №8 Добротність котушки визначається за формулою |
-
Відповідь: Добротність котушки складає 314.
Завдання №9
Яка потужність виділяється в резисторі з номінальним значенням опору 100 Ом, якщо постійна напруга на одному виводі резистора відносно корпуса складає 80 В, а на іншому виводі відносно корпуса 90В. |
Розв’язок завдання №9 Потужність визначається за формулою Вт. |
-
Відповідь: Потужність 1 Вт
Завдання №10
В котушку з добротністю 100 ввели магнітне осердя з діючою магнітною проникністю 5 та опором втрат в осерді, що складає 30% від опору втрат котушки. Яка добротність котушки з осердям? |
Розв’язок завдання №10 Добротність котушки визначається . При введені осердя індуктивність збільшується в разів відповідно збільшується опір втрат. Таким чином, маємо . |
-
Відповідь: Добротність котушки з осердям 384,6
Завдання №11
Коливальний контур підсилювача високої частоти магнітоли працює в діапазоні 100…50 МГц і перестроюється конденсатором змінної ємності. Який повинен бути коефіцієнт перекриття по ємності конденсатора? |
Розв’язок завдання № 11. Коефіцієнт перекриття по частоті дорівнює kf = fмакс./ fмін. Визначимо максимальну і мінімальну частоту, користуючись формулою Томсона. Отримаємо: ____ _____ ___ ____ kf = 2π √ LCмін / 2π √ LCмакс = √ Cмін / √ Cмакс , але kc= 1 / k = Cмак с/ Cмін= (100 / 50)2 = 4. |
-
Відповідь: Коефіцієнт перекриття ємності 4.
Завдання №12
Чому дорівнює завал частотної характеристики сигнального трансформатора відносно середніх частот, якщо на частоті 40 Гц коефіцієнт частотних спотворень дорівнює 3 дБ. (1,41) |
Розв’язок завдання №12 Коефіцієнт частотних спотворень визначається в децібелах , де – коефіцієнт частотних спотворень у відносних одиницях, який потрібно визначити. . Завал частотної характеристики це величина зворотна до коефіцієнта частотних спотворень, тобто . |
-
Відповідь: Завал складає 0,707.
Завдання №13
До якої максимальної частоти може працювати котушка індуктивності 1 мкГ, якщо власна ємність складає 1 пФ. |
Розв’язок завдання №13 Котушка індуктивності може працювати тільки в діапазоні частот від нульової частоти до частоти власного резонансу, який потрібно визначити за формулою Томсона МГц |
-
Відповідь: Максимальна частота 159 МГц
Завдання №14
Через резистор 100 Ом протікає імпульсний струм у вигляді послідовності прямокутних імпульсів амплітудою 0,1 А, тривалістю імпульсу 5 мкс та частота 100 кГц. Знайдіть середнє значення потужність, що виділяється на резисторі. |
Розв’язок завдання №14 Потрібно визначити потужність в імпульсі Вт. Середня потужність визначається як , де – тривалість імпульсу; – період імпульсів. Визначаємо середню потужність Вт. |
-
Відповідь: На резисторі. виділяється потужність 0,5 Вт.
Завдання №15
В коливальному контурі з температурним коефіцієнтом індуктивності Е-6 1/град ввімкнений конденсатор з температурним коефіцієнтом ємності - 10Е-6 1/град. Чому дорівнює температурний коефіцієнт частоти коливального контуру? |
Розв’язок завдання №15 По визначенню температурний коефіцієнт частоти коливального контуру визначається за формулою , де – температурний коефіцієнт індуктивності; –температурний коефіцієнт ємності. Таким чином, температурний коефіцієнт частоти (1/град). |
-
Відповідь: Температурний коефіцієнт частоти дорівнює - 510-6 1/град
Завдання №16
На кільці К60х40х10 (мм)із фериту 500НМ з відносною магнітною проникністю 500 намотана обмотка, яка має 100 витків дроту. Знайдіть індуктивність котушки, якщо площа перерізу магнітопроводу 1 см2, а довжина середньої магнітної силової лінії складає 15,7 см. .( магнітна проникність фериту , ) |
Розв’язок завдання №16 Індуктивність обмотки визначається за формулою Ногаока , де – відносна магнітна проникність; Гн/м – магнітна стала; – площа перерізу магнітопровіду; – довжина середньої магнітної силової лінії. Визначаємо індуктивність обмотки, Гн мГн. |
-
Відповідь: Індуктивність котушки дорівнює 4 мГн
Завдання №17
В штучній лінії затримки на елементах температурний коефіцієнт індуктивності становить +710-6 1/град, а температурний коефіцієнт ємності - 4710-6 1/град. Знайдіть температурний коефіцієнт часу затримки |
Розв’язок завдання №17 Час затримки лінії визначається за формулою , де – кількість ланок лінії. Провівши за цим виразом, обчислення температурного коефіцієнта отримаємо (1/град). |
-
Відповідь: Температурний коефіцієнт часу затримки дорівнює ‑ 2010‑6 1/град
Завдання №18
При температурі +20ºС коливальний контур має резонансну частоту 10 МГц. Відомо, що температурний коефіцієнт індуктивності становить -7010-6 1/град, а температурний коефіцієнт ємності 47010-6 1/град. Чому дорівнює резонансна частота при температурі +80ºС? |
Розв’язок завдання №18 1 .Спочатку вирахуємо температурний коефіцієнт коливального контуру αf = Δf / f Δt = - 0,5 ( - 70 · 10-6 + 470 · 10-6 ) = - 200 · 10-6 (1/град). 2. За виразом температурного коефіцієнта визначаємо резонансну частоту при температурі як f80 = f20 (1+ α Δt ) = 10 ·106 ( 1 - .200 · 10-6 · 60 ) = 9,88 МГц |
-
Відповідь: Частота дорівнює 9,88 МГц
Завдання №19
Конденсатор змінної ємності має 20 пФ… пФ. Послідовно з ним ввімкнений конденсатор постійної ємності з номінальним значенням 20 пФ. Знайдіть коефіцієнт перекриття по ємності при послідовному ввімкнені конденсаторів. |
Розв’язок завдання №19 Коефіцієнт перекриття по ємності це . Визначаємо максимальне і мінімальне значення ємності при послідовному сполученні конденсаторів постійної і змінної ємності: пФ; пФ. Тоді . |
-
Відповідь: Коефіцієнт перекриття 1,91.
Завдання №20
Чому дорівнює завал частотної характеристики сигнального трансформатора на частоті 10 кГц, якщо коефіцієнт частотних спотворень на цій частоті Мв =3 дБ (1,41) |
Розв’язок завдання №20 Коефіцієнт частотних спотворень визначений в децібелах , де – коефіцієнт частотних спотворень у відносних величинах, який потрібно визначити. Завал частотної характеристики – це величина зворотна до коефіцієнта частотних спотворень . |
-
Відповідь: Завал складає 0,707.
Завдання №21
Лінія затримки рециркулятора працює з імпульсами прямокутної форми тривалістю 1 мкс. В якій смузі частот працює лінія? |
Розв’язок завдання №21 Смуга частот лінії для роботи з прямокутними імпульсами визначається за формулою Гц. |
-
Відповідь: Смуга частот лінії близько (2…3) МГц
Завдання №22
Через резистор з номінальним значенням 100 Ом в колі колектора біполярного транзистора відео підсилювача протікає струм, який має постійну та гармонічну складову. Постійна складова становить 0,2А, а змінна – 0,1А. Найдіть потужність, яка виділяється на резисторі у вигляді тепла. |
Розв’язок завдання №22 Потужність, що виділяється у вигляді тепла на резисторі, дорівнює сумі потужностей за рахунок постійного та змінного струму. Таким чином Вт |
-
Відповідь: Потужність, що виділяється на резисторі дорівнює 5 Вт.
Завдання №23
Яка повинна бути відстань між зустрічно направленими штирями електроакустичного перетворювача лінії затримки на поверхневих акустичних хвилях, якщо лінія працює на частоті 100 МГц, а звукопровід лінії виготовлений ніобата літія. ( Швидкість поверхневих акустичних хвиль 4000м/с) |
Розв’язок завдання №23 Відстань між штирями зустрічно - штирового перетворювача дорівнює, за визначенням, половині довжини акустичної хвилі. Визначаємо довжину хвилі м. Тому відстань між штирями складає 20 мкм. |
-
Відповідь: Відстань між штирями дорівнює 20 мкм.
Завдання №24
Первинна обмотка сигнального трансформатора має 1000 витків. Магнітопровід Ш16х16 з фериту 600НН має середню довжину магнітної силової лінії 13,7 см. Знайдіть індуктивність обмотки. (Магнітна проникність фериту , ). |
Розв’язок завдання №24 Індуктивність первинної обмотки знаходиться за формулою Ногаока , де – відносна магнітна проникність; Гн/м – магнітна стала; – площа перерізу магнітопровіду; – довжина середньої магнітної силової лінії. Визначаємо індуктивність обмотки Гн. |
-
Відповідь: Індуктивність обмотки 1,4 Гн
Завдання №25
На опорі навантаження ехолота на середній частоті 100 кГц є напруга 100 В. Найдіть напругу на опорі навантаження на частоті 50 кГц, якщо відомо, що коефіцієнт частотних спотворень на цій частоті дорівнює 3 дБ (1,41). |
Розв’язок завдання №25 Визначаємо коефіцієнт частотних спотворень у відносних величинах. . Тоді відносний завал частотної характеристики дорівнює . Таким чином, якщо на частоті 100 кГц напруга складає 100 В, то на частоті 50 кГц напруга становить 70,7 В. |
-
Відповідь: Напруга на опорі навантаження 70,7 В.
Завдання №26
На опорі навантаження ехолота на середній частоті 100 кГц є напруга 1000 В. Найдіть напругу на опорі навантаження на частоті 250 кГц, якщо відомо, що коефіцієнт частотних спотворень на цій частоті дорівнює 3 дБ (1,41). |
Розв’язок завдання №26 Визначаємо коефіцієнт частотних спотворень у відносних величинах. . Тоді відносний завал частотної характеристики дорівнює . Таким чином, якщо на частоті 250 кГц напруга складає 100 В, то на частоті 100 кГц напруга становить 707 В. |
-
Відповідь: Напруга на опорі навантаження складає 707 В.
Завдання №27
Первинна обмотка сигнального трансформатора має 500 витків. Магнітопровід Ш16х16 з фериту 600НН має середню довжину магнітної силової лінії 13,7 см. Знайдіть індуктивність обмотки. (Магнітна проникність фериту , ). |
Розв’язок завдання №27 Індуктивність первинної обмотки знаходиться за формулою Ногаока , де – відносна магнітна проникність; Гн/м – магнітна стала; – площа перерізу магнітопровіду; – довжина середньої магнітної силової лінії. Визначаємо індуктивність обмотки Гн. |
-
Відповідь: Індуктивність обмотки 0,35 Гн
Завдання №28
Найдіть діаметр дроту обмотки трансформатора живлення, якщо в обмотці протікає струм 3,14 А, а при розрахунку розмірів магнітопроводу була прийнята густина струму 2 А/мм2. |
Розв’язок завдання №28 По густині струму визначаємо переріз круглого провідника (мм2). Звідси мм. |
-
Відповідь: Діаметр дроту 1,41 мм.
Завдання №29
Найдіть діаметр дроту обмотки трансформатора живлення, якщо в обмотці протікає струм 6,28 А, а при розрахунку розмірів магнітопроводу була прийнята густина струму 2 А/мм2. |
Розв’язок завдання №29 По густині струму визначаємо переріз круглого провідника (мм2). Звідси мм. |
-
Відповідь: Діаметр дроту 2 мм
Завдання №30
Найдіть активну складову струму холостого ходу трансформатора живлення, якщо втрати в сталі магнітопроводу складають 2,2 Вт, а напруга живлення на первинній обмотці дорівнює 220 В. |
Розв’язок завдання №30 Оскільки активна складова струму холостого ходу визначається втратами в магніто проводі, то активна складова струму холостого ходу . |
-
Відповідь: Активна складова струму дорівнює 0,01 А.
Завдання №31
Найдіть для термокомпенсації частоти коливального контуру температурний коефіцієнт ємності конденсатора, якщо температурний коефіцієнт індуктивності складає +410-5 1/град. |
Розв’язок завдання №31 Температурний коефіцієнт частоти коливального контуру визначається за формулою . Умова термокомпенсації полягає в тому, що . І тому для термокомпенсації потрібно застосувати конденсатор з ТКЄ протилежним ТКІ, тобто (1/град). |
-
Відповідь: Температурний коефіцієнт дорівнює -410-5.1/град
Завдання №32
Найдіть діаметр дроту обмотки сигнального трансформатора, якщо обмотка має 1000 витків дроту, середню довжину витка 0,0628м, і опір обмотки складає 1,7 Ом. (Питомий опір міді 0,017 Оммм2/м) |
Розв’язок завдання №32 Опір провідника визначається за формулою , де – питомий опір міді; – довжина провідника; – переріз провідника; – діаметр провідника. Визначаємо довжину провідника, як добуток середньоїдовжини витка обмотки на кількість витків м м. З формули для опору знаходимо діаметр провідника
|
-
Відповідь: Діаметр дроту 0,45 мм
Завдання №33
Найдіть діаметр дроту обмотки сигнального трансформатора, якщо обмотка має 1000 витків дроту, середню довжину витка 0,0628м, а опір обмотки складає 3,4 Ом. (Питомий опір міді 0,017 Оммм2/м) |
Розв’язок завдання №33 Опір провідника визначається за формулою , де – питомий опір міді; – довжина провідника; – переріз провідника; – діаметр провідника. Визначаємо довжину провідника, як добуток середньоїдовжини витка обмотки на кількість витків м м. З формули для опору знаходимо діаметр провідника
|
-
Відповідь: Діаметр дроту 0,32 мм.