МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
По выполнению обязательной контрольной работы для
Студентов заочной формы обучения по дисциплине
"Основы электроники": по специальности 270843
«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».
Автор Селифонов. В.Н – преподаватель
Канск
Контрольная работа содержит один вопрос по теории и три задачи:на рас-
чет выпрямителей,на составление электронной схемы из отдельных элемен-
тов и на определение параметров транзисторов по их характеристикам.
Прежде чем приступить к решению задач контрольной работы,следует изу-
чить данные методические указания к решению задач данной темы.В мето-
дических указаниях даются разьяснения,как следует отвечать на данный воп-
рос,разбираются типовые примеры с пояснением хода решения,что позволя-
ет учащимся составить правильный план при индивидуальном выполнении
контрольной работы.
Указания к решению задачи №1
Данная задача относится к расчету выпрямителей переменного тока,соб-
ранных на полупроводниковых диодах.Подобные схемы находят широкое
применение в различных электронных устройствах и приборах.При решении
задачи следует помнить,что основными параметрами полупроводниковых
диодов являются допустимый ток Iдоп на который рассчитан данный диод и
обратное напряжение Uобр,которое выдерживает диод без пробоя в непрово-
дящий период.
Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значени-
ем мощности потребителя Рд (Вт),получающего питание от данного выпря-
мителя,и выпрямленным напряжением Uд (В),при котором работает выпря-
митель постоянного тока.Отсюда нетрудно определить ток потребителя
Iд= Pд / Uд.
Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода Iдоп,выбирают дио-
ды для схемы выпрямителя.Следует учесть,что для однополупериодного вы-
прямителя ток через диод равен току потребителя,т.е.надо соблюдать усло-
вие Iдоп > Iд. Для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления ток че-
рез диод равен половине тока потребителя,т.следует соблюдать условие
Iдоп > 0,5·Iд. Для трехфазного выпрямителя ток через диод составляет треть
тока потребителя,следовательно,необходимо,чтобы Iдоп >1/3·Iд.
Напряжение,действующее на диод в непроводящий период,так же зависит
от той схемы выпрямления,которая применяется в конкретном случае.Так,
для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей Uобр=π·Uд=3,14·Uд, Для мостового выпрямителя Uобр=π·Uд/2=3,14·Uд/2=1,57·Uд, а для трехфазного выпрямителя Uобр=2,1· Uд.
При выборе диода,следовательно,должно соблюдаться условие Uобр.д.>Uобр.
где Uобр.д - максимально допустимое обратное напряжение выбранного диода.
Примеры на составление схем выпрямителей.
Пример 1. Составить схему мостового выпрямителя,использовав один из
четырех диодов:Д218,Д222,КД202Н,Д215Б.Мощность потребителя Рд=300Вт,напряжение потребителя Uд=200В;
Решение.1. Выписываем из таблицы12 параметры указанных диодов
2. Определяем ток потребителя:
Iд= Pд / Uд.=300/200=1,5А;
3. Определяем напряжение,действующее на диод в непроводящий период
для мостовой схемы выпрямителя:
Uобр=1,57·Uд=1,57·200=314В;
4. Выбираем диод из условий Iдоп>0,5· Iд>0,5·1,5>0,75А;
Uобр.д.>1,57·Uд>314В;
Этим условиям удовлетворяет диод КД202Н:
Iдоп=1,0>0,75А;Uобр.д=500В>314В.
Диоды Д218 и Д222 удовлетворяют напряжению,так как 1000В и 600В бо-
льше 314В,но не подходят по допустимому току,так как 0,1А и 0,4А меньше
0,75А.Диод 215Б,наоборот,подходит по допустимому току,так как 2А>0,75А,
но не подходит по обратному напряжению,так как 200В<314В.
5. Составляем схему мостового выпрямителя (рис1).В этой схеме каждый из
диодов имеет параметры диодов КД202Н: Iдоп=1А; Uобр.д.=500В.
Пример 2. Для питания постоянным током потребителя мощьностью
Рд=250Вт при напряжении Uд=100В необходимо собрать схему двухполу-
периодного выпрямителя,использовав стандартные диоды типа Д243Б.
Решение. 1. Выписываем из табл.12.параметры диода Д243Б: Iдоп=2 А;
Uобр.доп.=200В;
2. Определяем ток потребителя:
Iд= Pд/Uд=250/100=2,5А;
3. Определяем напряжение,действующее на диод в непроводящий период:
Uобр.д.=3,14·Uд=3,14·100=314В;
4. Проверяем диод по параметрам Iдоп и Uобр.Для данной схемы диод дол-
жен удовлетворять условиям Uобр.доп.> Uобр.д.; Iдоп>0,5· Iд.В данном случае
первое условие не выполняется,так,как 200В<314В,т.е.Uобр.доп< Uобр.Второе
условие выполняется,так,как 0,5·Iд=0,5·2,5=1,25А<2А;
5. Составляем схему выпрямителя.Чтобы выполнить условие Uобр.доп.> Uобр.,
необходимо два диода соединить последовательно,тогда Uобр.доп.=200·2=400В
что больше 314В.Условие Uобр.доп=400> Uобр=314В выполняется.
Полная схема выпрямителя приведена на рис.2.
Пример3. Для питания постоянным током потребителя мощьностью
Рд=300Вт при напряжении Uд=20В необходимо собрать схему однополупе-
риодного выпрямителя,использовав имеющиеся стандартные диоды Д242А.
Решение.1. Выписываем из табл.12.параметры диода: Iдоп=10А;Uобр.доп.=100В.
2. Определяем ток потребителя: Iд=Рд/Uд=300/20=15А;
3. Определяем напряжение,действующее на диод в непроводящий период:
Uобр.д.=3,14·Uд=3,14·20=63В;
4. Проверяем диод по допустимым параметрам Iдоп и Uобр.доп..Для данной схе-
мы диод должен удовлетворять условиям Uобр.доп.> Uобр.д.,Iдоп.> Iд.В данном
случае второе условие не выполняется,так,как 10А<15А,т.е Iдоп.< Iд.Первое
условие выполняется,так,как 100В>63В.
5. Составляем схему выпрямителя.Чтобы выполнялось условие Iдоп.> Iд.необ-
ходимо два диода соединить параллельно,тогда Iдоп=2·10=20А; 20А>15А;
Полная схема выпрямителя приведена на рис.3.
Пример 4. Для составления схемы трехфазного выпрямителя на трех диодах заданы диоды Д243.Выпрямитель должен питать потребитель с
Uд=150В.Определить допустимую мощность потребителя и пояснить поря-
док составления схемы выпрямителя.
Решение.1. Выписываем из табл.12 параметры диода Iдоп=5А; Uобр.доп.=200В.
2. Определяем допустимую мощность потребителя.Для трехфазного выпря-
мителя Iдоп>1/3·Iд,т.е Рд=3·Uд· Iдоп=3·150·5=2250Вт.Следовательно для дан-
ного выпрямителя Рд≥2250 Вт.
3. Определяем напряжение,действующее на диод в непроводящий период:
Uобр.д.=2,1·Uд=2,1·150=315В;
4. Составляем схему выпрямителя.Проверяем диод по условию Uобр.доп.>Uобр.д
В данном случае это условие не выполняется,так как 200В<315В.Чтобы усло-
вие выполнялось,необходимо в каждом плече два диода соединить последо-
вательно,тогда Uобр.доп.=200·2=400В =>400В>315В.
Полная схема выпрямителя приведена на рис.4.
