Введение в электронику

6. Дано:

E_T = 120 В; R_T = 1200 Ом

I_T =?; P_T =?

Решение:

I_T = E_T/R_T = 120/1200

I_T = 0,1 А или 100 мА.

Р_Т = I_ТЕ_Т = (0,1)(120)

Р_T = 12 В.

1. В емкостной цепи переменного тока ток опережает по фазе напряжение.

2. Дано:

π = 3,14; f = 60 Гц; C = 1000 мкФ = 0,001 Ф

X_C =?

Решение:

X_C = 1/2πfC

X_C = 1/(2)(3,14)(60)(0,001)

X_C = 1/0,3768 = 2,65 Ом

3. Дано:

E_T = 12 В; X_C = 2,65 Ом

I_T =?

Решение:

I_T = E_T/X_C = 12/2,65

I = 4,53 A.

4. Емкостные цепи переменного тока могут быть использованы для фильтрации, емкостной связи между цепями и получения фазового сдвига.

5. Емкостные цепочки связи позволяют пропускать высокочастотные компоненты сигнала переменного тока и задерживать низкочастотные.

1. Ток в индуктивной цепи отстает по фазе от приложенного напряжения.

2. Индуктивное сопротивление зависит от индуктивности катушки и частоты приложенного напряжения.

3. Дано:

π = 3,14; f = 60 Гц; L = 100 мГн = 0,1 Гн

X_L =?

Решение:

X_L = 2πfL

X_L = (2)(3,14)(60)(0,1)

X_L = 37,68 Ом.

4. Дано:

E_T = 24 В; X_L = 37,68 Ом

I_T =?

Решение:

I_T = E_T/X_L = 24/37,68

I_T = 0,64 А или 640 мА.

5. Катушки индуктивности используются для фильтрации сигналов и создания фазового сдвига между током и напряжением.

6. Частота, выше или ниже которой индуктивная цепь пропускает или ослабляет сигналы, называется частотой среза.

1. Найдем емкостное сопротивление.

X_C = 1/2πfC

X_C = 1/6,28)(60)(0,000010)

X_C = 265,39 Ом

Найдем индуктивное сопротивление.

X_L = 2πfL

X_L = (6,28)(60)(0,75)

X_L = 282,60 Ом.

Теперь найдем:

X = X_L — Х_C

X = 282,6 — 265,39

X = 17,2 Ом (индуктивное).

Используя X, найдем Z:

Z² = X² + R²

Z² = (17,21)² + (56)² = 296,18 + 3136 = 3432,18

Z = √(3432,18) = 58,58 Ом.

Найдем общий ток.

I_T = E_T/Z = 120/58,58

L_T = 2,05 A

2.

Найдем токи в отдельных ветвях.

I_R = E_R/R; I_XL = E_XL/X_L; I_XC = E_XC/X_C

I_R = 120/560; I_XL = 120/220; I_XC = 120/270

I_R = 0,214 A; I_XL = 0,545 A; I_XC = 0,444 A.

Найдем I_X и I_Z, используя I_R, I_XL и I_XC

I_X = I_XL — I_XC

I_X = 0,545 — 0,444

I_X = 0,101 Ом

(индуктивное)

I²_Z = (I_R)² — (I_X)²

I²_Z = (0,214)² — (0,101)²

I²_Z = 0,066302

I_Z = √(0,066302)

I_Z = 0,257 А

1. Когда две электрически изолированные катушки помещены рядом друг с другом, и на одну из них подано переменное напряжение, изменяющееся магнитное поле первой катушки индуцирует напряжение во второй катушке.

2. Мощность трансформатора измеряется в вольт-амперах потому, что является реактивной. Ко вторичной обмотке могут быть подключены различные типы нагрузок и активных, и реактивных. Чисто емкостная нагрузка создаст во вторичной обмотке заметный ток, однако мощность при этом потребляться почти не будет.

3. Если на вторичной обмотке нет нагрузки, то по ней не течет ток. Первичная обмотка работает, как индуктивность в цепи переменного тока. Когда нагрузка подсоединяется ко вторичной обмотке, по ней начинает течь ток. Ток вторичной обмотки создает свое магнитное поле, пересекающее первичную обмотку и индуцирующее в ней напряжение. Это индуцированное поле служит причиной увеличения тока в первичной обмотке [5].

4. Дано:

N_P = 400 витков

E_P = 120 B; E_S = 12 B

N_S =?

Решение:

E_S/E_P = N_S/N_P

Коэффициент трансформации n

n = N_S/N_P = 40/400

(120)(N_S) = (12)(400) или 10:1

1N_S = (12)(400)/120

N_S = 40 витков

5. Дано:

Z_P = 16; Z_S = 4

N_P =?; N_S =?

Решение:

Z_P/Z_S = (N_P/N_S)²

16/4 = (N_P/N_S)²

√4 = N_P/N_S

2/1 = N_P/N_S

Коэффициент трансформации равен 2:1.

6. Трансформаторы играют важную роль при передаче электроэнергии, так как уменьшают потери мощности. Величина потерь мощности зависит от сопротивления линии электропередачи и величины тока. Самый простой способ уменьшить потери мощности — это понизить ток путем повышения напряжения с помощью трансформатора.

7. Изолирующий трансформатор предотвращает соединение с землей любого вывода источника напряжения, питающего оборудование.

1. Кремний менее чувствителен к нагреву, чем германий, и поэтому чаще используется.