Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Радиоэлектроника

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 1.615 RSS
←   Октябрь 2020   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://rusfaq.ru
Открыта: 22-01-2004

Автор
Калашников О.А.

Статистика

1.615 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Радиоэлектроника


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 855
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 679
∙ повысить рейтинг » 		Gluck
Статус: 3-й класс
Рейтинг: 190
∙ повысить рейтинг »

∙ Электротехника и радиоэлектроника

Номер выпуска:1044
Дата выхода:16.10.2020, 20:15
Администратор рассылки:Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Подписчиков / экспертов:43 / 32
Вопросов / ответов:1 / 1

Консультация # 199298: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас решить задачу: К идеальному источнику с ЭДС E=10 В подключили мостовую схему, показанную на рис. 1. Известно, что R2=12 Ом, R3=8 Ом, R4=2 Ом. Вольт-амперная характеристика диода представлена на рис. 2. Напряжение, при котором открывается диод, равно 1 В. a) Ключ K замыкают. При каком максимально...

Консультация # 199298:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас решить задачу:
К идеальному источнику с ЭДС E=10 В подключили мостовую схему, показанную на рис. 1. Известно, что R2=12 Ом, R3=8 Ом, R4=2 Ом. Вольт-амперная характеристика диода представлена на рис. 2. Напряжение, при котором открывается диод, равно 1 В.

a) Ключ K замыкают. При каком максимальном значении R1 ток потечет через диод? Ответ выразите в омах, округлите до целого числа.

b) При каком значении R1 мощность тепловых потерь на диоде будет равна 1,25 Вт? Ответ выразите в омах, округлите до целого числа.



Дата отправки: 11.10.2020, 16:01
Вопрос задал: alexandr (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, alexandr!
Условие : E=10 В , R2=12 Ом, R3=8 Ом, R4=2 Ом . Напряжения отпирания диода Ed = 1 В .
Мощность нагруженного диода Pн = 1,25 Вт .
Вычислить пороговое значение R1 для случаев отпирания диода и для нагрузки диода мощностью Pн .

Ваша задача становится лёгкой, если не полениться пере-чертить электро-схему для её удобо-читаемости. Многие недо-оценивают эту казалось бы "дурную работу". Однако в моей практике было много случаев, когда мои сотрудники не могли решить техническую проблему. Шеф поручал "трудняшку" мне, освобождал меня от прочей рутины, и я выручал наше подразделение. Коллеги удивлялись, "Как тебе это удалось?!" . Я честно признавался, что я всего лишь победил свою лень и перечертил "закрученную" схему в ясно-понятный вид .

Опытный специалист Константин Николаевич уже показал Вам поворот схемы, после которого всё легко читается и осмысливается: Теперь сигнал распространяет ся слева-направо, а потенциал спадает сверху-вниз (=популярный приём у электронщиков). Продолжаем оптимизацию схемы…

Для случая (a) "Ключ K замыкают" удаляем ключ и диод из схемы, потому что вопрос хоть и сформулирован "При каком максимальном значении R1 ток потечет через диод?", мы понимаем, что на самом деле никакого тока ч-з диод нету. В процессе поиска зависимости напряжения отпирания диода от значения сопротивления R1 нам надо всего лишь подобрать такое максимальном значение R1 , при котором диод откроется (начнёт пропускать ток).

На оптимизированной схеме сразу видны 2 независимых и простых Делителя напряжения. Почитайте статью "Делитель напряжения" Ссылка1 , и Вы мигом сообразите, что напряжение на резисторе R4 легко вычисляется как
Um = E·R4 / (R3 + R4) = 2 В .
При бесконечно-большом сопротивлении R1 (при "обрыве" его) диод заперт обратным напряжением. Уменьшая сопротивление R1, мы увеличиваем ток I1 , который повышает напряжение на R2 . И когда потенциал в точке N (относительно нуль-точки "0") станет "плюсовее" потенциала в точке M на величину Ed , то начнётся ток ч-з диод (диод "откроется").

Вычисляем : Un = Um + Ed = 3 В.
Поскольку Un = E·R2 / (R1 + R2)
то R1 = E·R2 / Un - R2 = 28 Ом .
Ответ1 : пороговое (максимальное) значении R1 = 28 Ом .
Проверим, действительно ли делитель напряжения R1R2 обеспечивает потенциал отпирания Un = 3 В ?
Un = E·R2 / (R1 + R2) = 3 В - всё верно!

Для вычисления R1, задающего мощность тепловых потерь на диоде, вычислим ток диода, соответствующий заданной мощности Pн = 1,25 Вт :
Id = Pн / Ed = 1,25 А .
У этого идеально-вычурного диода напряжение отпирания Ed = 1В равно рабочему прямому напряжению при любом токе (В реальности такого не бывает, в практических расчётах лучше применять экспоненциальную зависимость вольт-амперной характеристики диода). Для расчёта такого странного диода лучше заменить ключ на перемычку, а диод на источник ЭДС c напряжением Ed и током Id . Причём, направление тока Id у нас вопреки полярности Ed ! Поэтому диод-псевдо-источник поглощает мощность (сопротивляется и греется) а не отдаёт её.

В схеме 3 узла и 7 неизвестных . По первому закону Кирхгофа составляем 2 уравнения, остальные 7-2 = 5 - по 2му закону.
Систему и её решение я показал на скриншоте приложения Маткад (ссылка) . Маткад-скриншот прилагаю. Я добавил в него подробные комментарии зелёным цветом.
Ответ2 : мощность заданных тепловых потерь на диоде обеспечивается при сопротивлении R1 = 3 Ома.
Контрольная проверка сделана.

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 15.10.2020, 10:52

5
Владимир Николаевич, в очередной раз благодарю Вас за абсолютно верный и понятный ответ!
Прошу прощения за свои предыдущие косяки и обещаю исправиться! Всего Вам доброго!
-----
Дата оценки: 15.10.2020, 17:16
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное