Задание по направлению «Электроника»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

ГБУ ДО Республиканский детский образовательный технопарк

ФГБОУ ВО Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедры: «Информационно-измерительная техника», «Электроника и биомедицинские технологии»

ХХVI Республиканская техническая олимпиада «Шаг в будущее»

Заочный этап

Учебный год

Задание по направлению «Электроника»

Задача 1. 3 светодиода красного (R), зеленого (G) и синего (B) свечения расположены вплотную друг к другу. Диапазон их рабочих токов каждого светодиода: от 5 мА до 30 мА, рабочие напряжения светодиодов, соответственно, равны: U_R = 1.9 В, U_G = 3.0 В, U_B = 3.8 В. Напряжение источника питания: U = 10 B. Требуется определить сопротивления токоограничивающих резисторов (включаемых последовательно со светодиодами), обеспечивающих соотношение токов светодиодов: I_R / I_G / I_B = 0.3 / 0.6 / 0.1 (в этом случае их «общее» свечение будет восприниматься, как белое)

Задача 2. Источник и приемник сигнала соединены по схеме, представленной ниже.

Сопротивление R = 10 Ом.

При разомкнутом ключе SA1 Uвых1= 28,5 В, Uвх1 = 13,5 В.

При замкнутом ключе SA1 Uвых2= 28,0 В, Uвх2 = 18,0 В.

Определить величины Rвх., Rвых. и Е.

Задача 3. Резистор R = 20 Ом запитан от одного их 2-х источников питания:

а) батарея из 4-х гальванических элементов, каждый из которых имеет напряжение (без нагрузки) Uа = 1,5 В и внутреннее сопротивление Rа = 1 Ом;

б) батарея из 5-и аккумуляторов, каждый из которых имеет напряжение (без нагрузки) Uб=1,2 В и внутреннее сопротивление Rб = 0,1 Ом.

Каковы в каждом случае будут: ток через R, напряжение и мощность на R?

Задача 4. Имеется переключатель на 3 положения и источник питания U = 5 B.

Составить схему индикации положения переключателя с использованием красного светодиода (рабочее напряжение U_VD = 1.9 В), при котором:

- в 1-м положении переключателя светодиод не светится – I_VD = 0;

- во 2-м положении светодиод светится «слабо» – I_VD = 5 мА;

- во 3-м положении светодиод светится «сильно» – I_VD = 15 мА.

Задача 5. Каков диапазон изменения напряжения Uвых (относительно общего провода – «┴») для схемы приведенной на рисунке? Каков характер зависимости Uвых от перемещения X движка потенциометра (для этого надо представить и зависимость R2 как функцию от перемещения X)? Привести формулу и график этой зависимости, считая что относительное перемещение Х меняется от одного крайнего положения Х=0% до другого крайнего положения Х= 100% (если затрудняетесь с формулой и графиком, тогда приведите расчет значений Uвых для Х=0%, Х=50%, Х=100%).

Задача 6. Источник напряжения и резистор последовательно подключены к аккумулятору для его заряда. Почему во время зарядки аккумулятора зарядный ток постепенно уменьшается? Как экспериментально определить электрическую емкость аккумулятора в ампер-часах? Какие для этого потребуются приборы и как их надо подключить?

Задача 7. В магнитном поле Земли летит сверхзвуковая ракета со скоростью около одной тысячи метров в секунду. Как надо прикрепить провод на ракете для достижения на концах этого провода максимальной ЭДС? Ответ пояснить рисунками и произвести оценку величины ЭДС в вольтах.

Задача 8. Для блоков питания часто используются трансформаторы, полупроводниковые диоды и конденсаторы. Предложите 3 схемы с этими элементами и произведите их сравнение по техническим характеристикам.

Задача 9. Для прекращения протекания электрического тока электрическую цепь разрывают. Почему в цепи переменного тока, содержащей конденсатор, протекает ток несмотря на то, что между пластинами конденсатора находится диэлектрик?

Задача 10. Имеется батарейка с внутренним сопротивлением 0,5 Ома. Какую нагрузку надо подключить к батарейке для выделения на нагрузке максимальной мощности? Ответ пояснить расчётами и графиком зависимости мощности на нагрузке в зависимости от величины сопротивления нагрузки.