1.Budowa i parametry charakterystyczne rezystorów. Schemat zastępczy rezystora w obwodzie prądu przemiennego. Podaj impedancję przyjętego układu zastępczego.
Budowa:W rezystorach drutowych i warstwowych na cylindrze lub płytce z materiału izolacyjnego jest nawinięta spirala z drutu oporowego lub naniesiona warstwa oporowa (ze stopow metalowych). Końce rezystora są dołączone do metalowych pierścieni z przewodami wyprowadzeniowymi (końcowkami).Rezystory objętościowe są zbudowane z masy oporowej, w ktorej są zaprasowane wyprowadzenia metalowe.
Podstawowe parametry opisujące rezystory to:
rezystancja nominalna – rezystancja podawana przez producenta na obudowie opornika
tolerancja – inaczej klasa dokładności; podawana w procentach
moc znamionowa – moc jaką opornik może przez dłuższy czas wydzielać w postaci ciepła bez wpływu na jego parametry; napięcie graniczne – maksymalne napięcie jakie można przyłożyć do opornika bez obawy o jego zniszczenie,
temperaturowy wspołczynnik rezystancji – wspołczynnik określający zmiany rezystancji pod wpływem zmian temperatury opornika
Schemat zastępczy opornika rzeczywistego opornika, uwzględnia pojemność oraz indukcyjność pasożytniczą
Impedancja: ZR=R0(1+jɷr)
3.Budowa, parametry charakterystyczne i zastosowania hallotronów.
Budowa: Fizycznie hallotron jest cienką płytką prostopadłościenną wykonaną z połprzewodnika mono- lub polikrystalicznego o dwoch parach wzajemnie prostopadłych doprowadzeń. Płytka jest wstępnie spolaryzowana prądem,
a pod wpływem pola magnetycznego powstaje napięcie Halla, ktore jest zależne od natężenia tego pola.
Działanie: zasada działania opiera się na (klasycznym) efekcie Halla. Mała grubość jest istotna w kontekście czułości hallotronu, ponieważ napięcie Halla jest odwrotnie proporcjonalne do grubości próbki.
Zastosowanie:
* do pomiaru wielkości elektromagnetycznych takich jak indukcja magnetyczna, natężenie prądu, moc czy opor,
* do pomiaru wielkości innych niż elektryczne, np. kąt przesunięcie, drgania mechaniczne, ciśnienie,
* w układach wykonujących operacje matematyczne i logiczne,
* jako kompas.
4.Diody półprzewodnikowe. Rodzaje i parametry. Zastosowanie.
Dioda półprzewodnikowa-element wykonany z połprzewodnika, zawierającego jedno złącze - najczęściej p-n z dwiema końcowkami wyprowadzeń.
Zastosowanie: w układach prostowania prądu zmiennego, w układach modulacji i detekcji, przełączania, generacji i wzmacniania sygnałow elektrycznych. Każda dioda ma pewną częstotliwość graniczną.
Rodzaje: dioda prostownicza - jej podstawową funkcją jest prostowanie prądu przemiennegostabilizacyjne (diody Zenera) - stosowana w układach stabilizacji napięcia i prądu
tunelowe - dioda o specjalnej konstrukcji, z odcinkiem charakterystyki o ujemnej rezystancji dynamicznej.pojemnościowe (warikap) - o pojemności zależnej od przyłożonego napięcia LED (elektroluminescencyjne) - dioda świecąca w paśmie widzialnym lub podczerwonym laserowemikrofalowe (np. Gunna)detekcyjne - niewielkiej mocy, używane w układach demodulacji AM fotodioda - dioda reagująca na promieniowanie świetlne (widzialne, podczerwone lub
ultrafioletowe).Parametry diody: maksymalny prąd przewodzenia, napięcie w kierunku
przewodzenia, napięcie przebicia (napięcie w kierunku zaporowym przy ktorym dioda zaczyna
przewodzić).
5.Tranzystory bipolarne. Właściwości.
Tranzystor bipolarny – tranzystor, ktory zbudowany jest z trzech warstw połprzewodnikow o rożnym
rodzaju przewodnictwa, tworzących dwa złącza PN. Tranzystor posiada trzy końcowki przyłączone do warstw połprzewodnika, nazywane: emiter(ozn. E) baza(ozn. B) kolektor(ozn. C).
Dwa typy tranzystorow: npn nośnikiem prądu są elektrony. pnp – nośnikiem prądu są dziury
6.Układy prostownicze niesterowalne.Właściwości.
Prostowniki układy elektroniczne przekształcające prąd przemienny, najczęściej sinusoidalnie zmienny, na prąd stały. W prostownikach wykorzystuje się zdolność do jednokierunkowego przewodzenia prądu przez elementy najczęściej półprzewodnikowe.
Prostowniki niesterowalne do budowy tych prostowników stosowane są diody wykorzystujące zdolność jednokierunkowego przepływu prądu przez złącze p-n
Jednopołówkowe energia dostarczana przez źródło wykorzystywana jest tylko przez pół okresu - podczas drugiej połowy okresu napięcie jest po prostu blokowane i prąd w układzie nie płynie. Dwupołówkowe umożliwiają wykorzystanie mocy źródła napięcia przemiennego przez cały okres. Napięcie wyjściowe takiego prostownika charakteryzuje się mniejszymi tętnieniami niż w przypadku prostowników jednopołówkowych.
7.Powielacze napięcia. Budowa i właściwości.
– obwod elektryczny transformujący prąd zmienny na prąd stały o wyższym, względem wejściowego, napięciu. Powielacz napięcia składa się z układu odpowiednio połączonych
kondensatorow oraz diod prostowniczych.
8.Układy prostownicze sterowane. Budowa i właściwości. Tryrystory.
W prostownikach takich diody prostownicze zastępuje się tyrystorami prostowniczymi, ktore sterowane są za pomocą odpowiednich układow analogowych lub cyfrowych. Prostowniki sterowane są stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest płynna regulacja mocy wyjściowej urządzenia
Tyrystor-elementee półprzewodnikowy składający się z 4 warstw w układzie p-n-p-n.Tyrystor przewodzi w kierunku od anody do katody.
9.Podstawowe układy wzmacniaczy na tranzystorach (układy WE, WC ,WB) i ich właściwości.
WE: 1.Układ odwraca fazę sygnału wejściowego o 180° .
2.Układ zapewnia dość duże wzmocnienie napięciowe i prądowe i mocy.3.Rezystancja wejściowa układu jest umiarkowanie mała, zaś wyjściowa umiarkowanie duża.
WC:1.W zakresie małych częstotliwości, przy obciążeniu rezystancyjnym. Układ nie odwraca fazy sygnału wejściowego.2.Wzmocnienie prądowe jak w WE.3.Wzmocnienie napięciowe jest bliskie jedności.4.Rezystancja wyjściowa jest mała, a rezystancja wejściowa może być duża. WB:1.W zakresie małych częstotliwości, przy obciążeniu rezystancyjnym. Układ nie odwraca fazy sygnału wejściowego.2.Wzmocnienie napięciowe takie jak w WE. 3.Wzmocnienie prądowe jest mniejsze od jedności.
10.Rola sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczach. Typy sprzężenia ujemnego.
Sprzężenie zwrotne w układach elektronicznych polega na doprowadzeniu części sygnału wyjściowego z powrotem do wejścia. sygnał zwrotny, zostaje skierowany do wejścia układu i zsumowana z sygnałem wejściowym, wskutek czego ulegają zmianie warunki sterowania układu.
Sprzężenie zwrotne nazywamy ujemnym, gdy faza napięcia zwrotnego doprowadzonego z wyjścia do wejścia układu jest przeciwna w porownaniu z fazą napięcia wejściowego.
Ujemne sprzężenie zwrotne powoduje zmniejszenie wzmocnienia wzmacniacza, a zatem wzmocnienie układu ulega zredukowaniu.Typy: napięciowo-szeregowe, prądowo-szeregow e,napięciowo-równolgłe, prądowo-równoległe.
11.
12. Wzmacniacz operacyjny w układach: odwracającym , nieodwracającym oraz separatora
(wtórnika napięciowego) Układy połączeń i właściwości.
Wzmacniacz odwracający fazę.
Wzmacniacz nieodwracający fazy
Napięcia na wejściu odwracającym i wejściu nieodwracającym mają taką samą wartość, zatem rezystancja wejściowa układu
jest rowna rezystancji wzmacniacza operacyjnego dla sygnału wspołbieżnego.
Wtórnik Napięciowy
Wtornik napięciowy uzyskuje się we wzmacniaczu nieodwracającym przy zastosowaniu rezystora o nieskończonej wartości. Wartość rezystancji R powinna być rowna wartości rezystancji źrodła
sygnału wejściowego. Taki układ charakteryzuje się bardzo dużą rezystancją wejściową i małą rezystancją wyjściową.
13.Wzmacniacz operacyjny w układzie różniczkującym i całkującym. Zasada działania.
Układ różniczkujący
Układ Całkujący
15.Wzmacniacz operacyjny w układzie przetwarzającym U/I i I/U. Cel stosowania,właściwości.
Przetwornik U/I czyli przetwornik napięcie w prąd jest układem opartym na wzmacniaczu
Operacyjnym pracującym w konfiguracji odwracającej lub nieodwracającej. Przetworniki prąd w
napięcie i napięcie w prąd mogą być zastosowane do przesyłania sygnałow pomiarowych na duże
odległości wytwarzanych przez czujniki umieszczone w badanym obiekcie. Sygnał napięciowy jest podatny na zakłocenia i
szum w przeciwieństwie do sygnału prądowego, zamienia się więc sygnał napięciowy na odcinku,gdzie jest transmitowany na sygnał prądowy, a następnie z powrotem na sygnał napięciowy i doprowadza do przyrządu pomiarowego lub na przykład karty pomiarowej w komputerze.Przetworniki ze wzmacniaczami operacyjnymi pracują przy napięciach rzędu mV i prądach rzędu kilkunastu mA.
16.Przetwornik R/U i C/U na wzmacniaczach operacyjnych. Budowa i właściwości.
R/U czyli rezystancja w napięcie możemy dokonywać pomiarow rezystancji przy pomocy woltomierza napięcia stałego. Konstrukcja przetwornika jest oparta o
wzmacniacz operacyjny pracujący w konfiguracji odwracającej. Napięcie wyjściowe zależne jest od
stosunku rezystancji włączonych w obwod wzmacniacza operacyjnego i wartości napięcia E.
C/U czyli pojemność w napięcie możemy dokonywać pomiarow pojemności przy pomocy woltomierza napięcia zmiennego. Konstrukcja przetwornika jest oparta o
wzmacniacz operacyjny pracujący w konfiguracji odwracającej. Na wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego doprowadza się sygnał sinusoidalnie zmienny o niewielkim napięciu i częstotliwości najczęściej 1kHz. Napięcie wyjściowe zależne jest od pojemności badanego kondensatora, rezystancji rezystora R w sprzężeniu zwrotnym wzmacniaczaoperacyjnego, wartości napięcia zmiennego i jego częstotliwości.
17.Przetworniki F/U i L/U na wzmacniaczach operacyjnych. Budowa i właściwości.
Za pomocą przetwornikow L/U czyli indukcyjność w napięcie możemy dokonywać pomiarow indukcyjności przy pomocy woltomierza napięcia zmiennego. Konstrukcja przetwornika jest oparta o wzmacniacz operacyjny pracujący w konfiguracji odwracającej. Na wejście odwracające wzmacniacza
operacyjnego doprowadza się sygnał sinusoidalnie zmienny o niewielkim napięciu i częstotliwości najczęściej 1kHz. Napięcie wyjściowe zależne jest od indukcyjności badanej
17.Warunki generacji drgań.Generatory LC i RC. Budowa i właściwości.
Warunki Generacji Drgań. 1. Warunek amplitudy-sygnał na wejściu wzmacniacza podawany z układu sprzężenia zwrotnego musi być na tyle duży, aby na wyjściu wzmacniacza otrzymać sygnał o takim samym lub większym poziomie
2. Warunek fazy- przesunięcie fazy całego układu musi być równe wielokrotności 2π (360°).
W generatorach RC w pętli sprzężenia zwrotnego stosuje się łańcuchy przesuwnikow fazowych o strukturze RC lub CR. W wypadku zastosowania wzmacniaczy operacyjnych często zakłada się, że przesunięcie fazowe wprowadzane przez wzmacniacz jest stałe i rowne . W związku z tym, abybył spełniony warunek fazy dla pulsacji łańcuch elementarnych przesuwnikow fazowychmusi wprowadzać przesunięcie fazowe rowne . ±π.
W układach generatorow sinusoidalnych LC w pętli sprzężenia zwrotnego jest włączony obwodrezonansowy, najczęściej rownoległy. Wyrożnia się trzy podstawowe konfiguracje tego obwodu:układ z dzieloną pojemnością, z dzieloną indukcyjnością i ze sprzężeniem magnetycznym przez
transformator. Powstałe w ten sposob generatory są nazywane odpowiednio generatorem Colpittsa,Hartleya i Meissnera.
19.Generatory kwarcowe. Budowa. Zasada działania. Właściwości.
zasada działania polega na sprzężeniu mechanicznych drgań płytki kryształu z jego właściwościami elektrycznymi, tj. napięciem na przyłączonych do płytki elektrodach. Drgania mechaniczne wywołują napięcie na elektrodach i
odwrotnie - napięcie powoduje drgania. To sprzężenie jest najsilniejsze dla częstotliwości rezonansu mechanicznego, ściśle określonej dla poszczegolnych kryształow. Dobroć
rezonatorow kwarcowych jest ok. 100 razy większa niż konwencjonalnych układow LC i wynosi104...105. Stabilność drgań jest bardzo duża i w znikomym stopniu zależy od temperatury.
20.Stabilizatory napięcia. Budowa. Zasada działania.
układ elektroniczny, ktorego zadaniem jest utrzymywanie na wyjściu stałego napięcia (stabilizator napięcia) lub prądu (stabilizator prądu) niezależnie od obciążenia układu i wahań napięcia zasilającego.W praktyce stabilizatory prądu buduje się w oparciu o stabilizatory napięcia.Najprostszy stabilizator czyli układ zmieniający napięcie przemienne (występujące np. w gniazdku 230V) na napięcie stałe, czyli takie jakie mamy w bateriach i akumulatorach wygląda tak
Wejscie napiecie przemiennego transformator mostek prostowniczy kondensator filtrujacy wyjscie napiecia stabilizowanego napiecie stałe