Elektrotechnická zapojení

Transkript

1 Elektrotechnická zapojení 1. Obvod s rezistory Na základě níže uvedeného obrázku vypočítejte proudy I1, I2, I3. R1 =4Ω, R2 =2Ω, R3 =6Ω, R4 =1Ω, R5 =5Ω, R6 =3Ω, U01 =48V 2. Obvod s tranzistorem počet bodů: Jaká je funkce zapojení podle schématu? 2. Vysvětlete funkci odporu RC arb. 3. Jak volíme proudy a napětí v obvodu pro jeho správnou činnost? 4. Nakreslete převodní a kolektorovou charakteristiku bipolárního tranzistoru.

2 3. Dělič napětí 1. Navrhněte nezatížený dělič napětí, který bude po připojení na napětí 220 V odebírat proud 10 ma a na výstupu bude mít napětí 12 V. 2. Nakreslete schéma zapojení. 4. Střídavý proud Rezistor s odporem 25 Ω, kondenzátor s kapacitní reaktancí 100 Ω a cívka s indukční reaktancí 25 Ω jsou paralelně připojeny na napětí 100 V s frekvencí 50 Hz. 1. Nakreslete schéma zapojení. 2. Vypočítejte IR, IC, IL, I,Z,L,C a fázový posun φ. 3. Nakreslete fázorový diagram. 5. Operační zesilovač 1. Uveďte, co je operační zesilovač a jaké jsou vlastnosti ideálního operačního zesilovače. 2. Nakreslete schematickou značku operačního zesilovače a popište jeho nejdůležitější vývody. 3. Nakreslete elektrická schémata zapojení invertujícího a neinvertujícího operačního zesilovače a definujte jejich zesílení. 1. Řešení elektrických obvodů 1. Popište řešení elektrických obvodů metodou smyčkových proudů. 2. Vypočítejte proudy I1, I2, I3 procházející obvodem metodou smyčkových proudů. U01 =12V,U02 =12V,R1 =3Ω, R2 =6Ω, R3 =2Ω Jaká je podmínka rezonance? 2. Určete rezonanční kmitočet z rezonanční podmínky, jak se tento vztah nazývá? 3. Nakreslete proudovou a impedanční křivku při sériové rezonanci.

3 Elektrotechnická zapojení Správná řešení 1. Obvod s rezistory Na základě níže uvedeného obrázku vypočítejte proudy I1, I2, I3. R1 =4Ω, R2 =2Ω, R3 =6 Ω, R4 =1Ω, R5 =5Ω, R6 =3Ω, U01 =48V Vypočítejte: R246 =R2 +R4 +R6 =6Ω R2346 =(R3*R246)/(R3+R246) = 3Ω R=R1 +R2346 +R5 =12Ω I=I1 =U01/R = 4 A U2346 =I*R2346 =12V I2 = U2346/R2346 = 2A I3 =U2346/R3 =2A 2. Obvod s tranzistorem 1. Jaká je funkce zapojení podle schématu? Zapojení je spínač s bipolárním tranzistorem. 2. Vysvětlete funkci odporu RC a RB. RC je zátěž spínače, RB slouží k nastavení optimální velikosti proudu báze pro spolehlivé sepnutí tranzistoru. 3. Jak volíme proudy a napětí v obvodu pro jeho správnou činnost? Spínač má dva stavy. Ve stavu sepnuto je tranzistor v saturaci, napětí na zátěži RC se téměř rovná napájecímu napětí a proud odebíraný kolektorem tranzistoru přes zátěž z napájecího zdroje je určen velikostí napájecího napětí a velikostí odporu zátěže. Proud bází musíme proto volit tak, aby proud kolektoru byl nastaven s dostatečnou rezervou. Ve stavu rozepnuto je tranzistor uzavřen (závěrný režim). Napětí na zátěži je velmi malé a zátěží protéká jen zbytkový proud tranzistoru. Zde je třeba zajistit, aby závěrné napětí tranzistoru bylo větší, než je maximální možné napájecí napětí.

4 4. Nakreslete převodní a kolektorovou charakteristiku bipolárního tranzistoru. 3. Dělič napětí 1. Navrhněte nezatížený dělič napětí, který bude po připojení na napětí 220 V odebírat proud 10 ma a na výstupu bude mít napětí 12 V. R=U/I=22kΩ R2 =U2/I = 1,2 kω R1 =R R2 = 20,8 kω 2. Nakreslete schéma zapojení.

5 4. Střídavý proud Rezistor s odporem 25 Ω, kondenzátor s kapacitní reaktancí 100 Ω a cívka s indukční reaktancí 25 Ω jsou paralelně připojeny na napětí 100 V s frekvencí 50 Hz. 1. Nakreslete schéma zapojení. 2. Vypočítejte IR, IC, IL, I, Z, L, C a fázový posun φ. IC =U/XC =1A IL =U/Xl=4A IR =U/R=4A I= (IR 2 +(IL IC) 2 )=5A Z=U/I=20Ω L=XL/2πf = 0,08 H C=1/(2πfXC) = 31,8 µf cos φ =Z/R=0,8 φ = 36 50' 3. Nakreslete fázorový diagram.

6 5. Operační zesilovač 1. Uveďte, co je operační zesilovač a jaké jsou vlastnosti ideálního operačního zesilovače. Operační zesilovač (OZ) je symetrický rozdílový stejnosměrný zesilovač a dnes se vyrábí jako analogový integrovaný obvod. Vlastnosti ideálního OZ jsou: nekonečně velké napěťové a proudové zesílení nekonečně velká vstupní impedance nulová výstupní impedance nezávislost na teplotě a frekvenci nekonečně velké potlačení součtového signálu (přivede-li se stejný signál na invertující i neinvertující vstup na výstupu je signál nulový) 2. Nakreslete schematickou značku operačního zesilovače a popište jeho nejdůležitější vývody. 3. Nakreslete elektrická schémata zapojení invertujícího a neinvertujícího operačního zesilovače a definujte jejich zesílení. Invertující OZ Neinvertující OZ

7 1. Řešení elektrických obvodů 1. Popište řešení elektrických obvodů metodou smyčkových proudů. Schéma obvodu rozdělíme na smyčky. Ve smyčkách vyznačíme směr proudu. Pro každou smyčku napíšeme rovnici. Z rovnic vypočítáme proudy v jednotlivých smyčkách a z nich pak určíme proudy procházející rezistory. 2. Vypočítejte proudy I1, I2, I3 procházející obvodem metodou smyčkových proudů. U01 =12V,U02 =12V,R1 =3Ω, R2 =6Ω, R3 =2Ω IaR1 +R3(Ia Ib) U01 =0 IbR2 +U02 +R3(Ib Ia) =0 IaR1 +IaR3 IbR3 12=0 IbR2 +IbR3 IaR3 +12=0 3Ia +2Ia 2Ib 12=0 6Ib +2Ib 2Ia +12=0 5Ia 2Ib =12 8Ib 2Ia = 12 5Ia 2Ib = 12 /*4 rovnice sečteme 2Ia +8Ib = 12 (20 2)Ia = Ia =36 Ia =2A=I1 8Ib = 8 Ib = 1A=I2 I3 =Ia Ib = 2 ( 1) = 3 A 2. Rezonance 1. Jaká je podmínka rezonance? XL =XC; Z=R 2. Určete rezonanční kmitočet z rezonanční podmínky, jak se tento vztah nazývá? XL =XC ωrl =1/(ωrC) 2πfrL =1/(2πfrC) (fr ) 2 = 1/(4π 2 LC) fr = 1/(2π (LC))

8 3. Nakreslete proudovou a impedanční křivku při sériové rezonanci.

9 Elektrotechnická zapojení Test Tabulka pro záznam odpovědí žáka číslo otázky číslo otázky číslo otázky 1 a b c d 11 a b c d 21 a b c d 2 a b c d 12 a b c d 22 a b c d 3 a b c d 13 a b c d 23 a b c d 4 a b c d 14 a b c d 24 a b c d 5 a b c d 15 a b c d 25 a b c d 6 a b c d 16 a b c d 26 a b c d 7 a b c d 17 a b c d 27 a b c d 8 a b c d 18 a b c d 28 a b c d 9 a b c d 19 a b c d 29 a b c d 10 a b c d 20 a b c d 30 a b c d

10 Elektrotechnická zapojení Test - zadání 1. Dva rezistory 40Ω/20W jsou zapojeny paralelně na napětí 20 V. Jaký je celkový výkon, který zapojení spotřebovává? a) 5 b) 10 c) 40 d) Dva kondenzátory C1 = 5 μf a C2 = 200 nf jsou zapojeny paralelně. Jaká je celková kapacita? a) 5,002 μf b) 5,2 μf c) 190 nf d) 19 nf 3. Na rezistoru změříme napětí 10 V, rezistor má hodnotu 2 kω. Jaký proud prochází rezistorem? a) 2 ma b) 5 ma c) 50 ma d) 20 ma 4. Předřadníkem zvětšujeme rozsah: a) voltmetru b) ampérmetru c) teploměru d) diody 5. Elektrostatickým výbojem jsou nejvíce ohroženy: a) světelné vodiče b) bipolární tranzistory c) unipolární tranzistory d) cívky vinuté slabým vodičem (průměr pod 0,3 mm) 6. Zesilovače třídy B zesilují signál po dobu: a) poloviny kmitu vstupního signálu b) celého kmitu vstupního signálu c) která je delší než polovina kmitu a kratší než celý kmit vstupního signálu d) která je kratší než polovina kmitu vstupního signálu

11 7. Parametr β nebo h21 v zapojení se společným emitorem je: a) výstupní odpor b) napěťový zesilovací činitel c) proudový zesilovací činitel d) výstupní odpor 8. Kapacitní vazba mezi zesilovacími stupni se používá z důvodu: a) oddělení střídavého signálu od stejnosměrného b) zajištění kladné zpětné vazby c) zvětšení vstupního odporu d) vyhlazení nežádoucích brumů 9. Modulace je proces, při kterém se: a) generuje nosná vlna b) využívá kladná zpětná vazba c) vysílá signál d) používá nosná vlna pro kódové vysílání 10. Amplitudová modulace se užívá pro: a) drátový telefonní přenos b) satelitní přenos c) rozhlasové vysílání DV, SV, KV d) mobilní telefony 11. Superhet je přijímač: a) přímo zesilující b) přímo zesilující se zpětnou vazbou c) nepřímo zesilující s mezifrekvenčním kmitočtem d) s nejmenším počtem součástek 12. U tranzistoru NPN: a) kolektor je nejkladnější elektrodou b) kolektor je nejzápornější elektrodou c) emitor je kladný vzhledem ke kolektoru a kolektor záporný k bázi d) emitor je kladný k bázi a kolektor je záporný k bázi 13. Jalový výkon se udává ve: a) W b) VAr c) VA d) J

12 14. Tyristor je polovodičový prvek: a) se dvěma přechody PN b) se čtyřmi přechody PN c) se třemi přechody PN d) bez přechodu PN 15. Správný vzorec pro výpočet induktivní reaktance je: a) XL = ωl b) XC = (2πfC) -1 c) XL = πfl d) Z=U/I 16. Měděné dvouvodičové vedení s průřezem 1 mm 2 má délku 400 m. Na začátku vedení je napětí 42 V. Vedením prochází proud 2 A. Rezistivita mědi je ρ = 1, Ωm. Určete napětí na konci vedení. a) 14,8 V b) 32 V c) 27,2 V d) 42 V 17. Zmenšení napětí UBE má u tranzistoru za následek: a) zmenšení emitorového a zvětšení kolektorového proudu b) zvětšení emitorového i kolektorového proudu c) zvětšení emitorového a zmenšení kolektorového proudu d) zmenšení kolektorového i emitorového proudu 18. Zenerova dioda se používá pro: a) jednocestné usměrnění b) dvoucestné usměrnění c) stabilizaci napětí d) detekci 19. Vyberte vhodnou pojistku pro jištění primárního vinutí síťového transformátoru. Sekundární napětí je 23 V a zatěžovací rezistor 23 Ω. a) 60 ma b) 6 A c) 600 ma d) 150 ma 20. Úbytek napětí na běžné LED diodě v propustném směru je přibližně: a) 0,3 V b) 10 V c) 1,7 V d) 0,7 V

13 21. Zařízení má účinnost η =90%.Příkon je 2000 W. Jaká je ztráta na zařízení? a) 200 W b) 1800 W c) 1600 W d) 22,22 W 22. Na kontaktech přepínače je při proudu 10 A úbytek napětí 0,08 V. Jak velký je přechodový odpor mezi kontakty? a) 0,8 Ω b) 8 mω c) 800 mω d) 1,25 kω 23. Proud předbíhá před napětím na: a) indukčnosti b) kondenzátoru c) rezistoru d) termistoru 24. Správný postup záchranných prací pořadí úkonů při poskytování první pomoci je: a) vyproštění postiženého, zajištění lékařské pomoci b) vyproštění postiženého, poskytnutí první pomoci, zajištění lékařské péče c) zajištění lékařské pomoci, vyproštění postiženého, poskytnutí první pomoci d) poskytnutí první pomoci, vyproštění postiženého 25. Znovu se podrobit zkoušce v plném rozsahu se musí pracovníci, kteří přerušili svoji činnost na el. zařízení na dobu delší než: a) 4 roky b) 5 roků c) 3 roky d) doba není jednoznačně určena a řeší se podle konkrétních případů 26. Dvoubarevná kombinace zelená-žlutá se používá pro: a) neutrální vodič b) ochranné vodiče a smí se používat i pro jiný účel c) pracovní vodiče d) ochranné vodiče a nesmí se používat pro žádný jiný účel 27. Kolika diodami prochází v každém okamžiku proud v můstkovém usměrňovači? a) jednou b) dvěma c) třemi d) čtyřmi

14 28. K fázovému posuvu výstupního signálu o 180 oproti vstupnímu signálu dochází u těchto základních zapojení tranzistoru: a) u všech základních zapojení tranzistoru b) v zapojení SE a SK c) pouze v zapojení SE d) pouze v zapojení SB 29. Na jaké napětí musíme připojit spotřebič s odporem 200 Ω, aby jím protékal proud 60 ma? a) 12 V b) 0,03 mv c) W d) 3,3 V 30. Vidlice a zásuvky pro obvody SELV a PELV musí mimo jiné splňovat tyto požadavky: (ČSN ed. 2, čl ) a) z hospodárných důvodů musí být vidlice univerzální b) vidlice musí mít možnost zasunout se do zásuvek sítí o větším napětí c) vidlice nesmí mít možnost zasunout se do zásuvek sítí o jiném napětí d) vidlice musí mít možnost zasunout se do zásuvek sítí o menším napětí

15 Elektrotechnická zapojení Test - správná řešení 1. d 2. b 3. b 4. a 5. c 6. a 7. c 8. a 9. d 10. c 11. c 12. a 13. b 14. c 15. a 16. a 17. d 18. c 19. d 20. c 21. a 22. b 23. b 24. b 25. c 26. d 27. b 28. c 29. a 30. c