www.arikporat.com אלי מוצרי – פתרון, עריכה וכתיבה לחזרה בלבד, ולא

Comments

Transcription

www.arikporat.com אלי מוצרי – פתרון, עריכה וכתיבה לחזרה בלבד, ולא
‫‪www.arikporat.com‬‬
‫פתרון‪ ,‬עריכה וכתיבה – אלי מוצרי‬
‫פתרון זה – לחזרה בלבד‪ ,‬ולא מהווה תחליף ללימוד מסודר עם מרצה‪.‬‬
‫מבחן מתכונת‪ -1023 -‬לטכנאי מערכות פיקוד ובקרה (חשמל) באלקטרוניקה א'‬
‫שאלה ‪5‬‬
‫באיור לשאלה נתון מעגל הבנוי מדיודות ושנאי אידיאליים‪.‬‬
‫יחס ההשנאה של השנאי ‪ , T1‬הוא‪:‬‬
‫‪N 2 VS‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪N1 Vi 10‬‬
‫‪D2‬‬
‫‪1N4001G‬‬
‫‪n‬‬
‫‪D1‬‬
‫‪1N4001G‬‬
‫‪T1‬‬
‫‪U1‬‬
‫‬‫‪A‬‬
‫‪V1‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪+‬‬
‫‪0.300‬‬
‫‪10Ω‬‬
‫‪230 Vrms‬‬
‫‪50 Hz‬‬
‫‪0°‬‬
‫‪AC 1e-009Ohm‬‬
‫‪D3‬‬
‫‪1N4001G‬‬
‫‪D4‬‬
‫‪1N4001G‬‬
‫למבוא המעגלמספקים מתח סינוסואידלי‪ ,Vi ,‬שנתוניו‪:‬‬
‫‪VRMS  230V , f  50Hz‬‬
‫‪ .1‬ציינו את המצב )‪ )ON/OFF‬של כל אחת מהדיודות עבור‬
‫‪.Vi > 0‬‬
‫‪ .2‬ציינו את המצב )‪ )ON/OFF‬של כל אחת מהדיודות עבור‬
‫‪.Vi < 0‬‬
‫‪ .3‬סרטטו‪ ,‬זה מתחת לזה בהתאמה‪ ,‬את צורות הגלים בתלות בזמן של ‪:‬‬
‫‪VS ,VO , I L‬‬
‫וציינו בסרטוט את ערכיהם‪.‬‬
‫‪ .4‬מחברים קבל במקביל לנגד העומס ‪ . RL‬חשבו את ערכו של הקבל הדרוש לקבלת מתח‬
‫אדווה (גליות) של ‪ 5.0V‬במוצא ‪.VO‬‬
‫שאלה ‪6‬‬
‫באיור לשאלה נתון מעגל חשמלי הבנוי ממגברי שרת אידיאליים‪.‬‬
‫‪ .1‬חשבו את המתחים ‪.Vx, Vy‬‬
‫‪ .2‬סרטטו את אופיין המעבר‬
‫) ‪V01  f (Vi‬‬
‫‪ .3‬סרטטו את אופיין המעבר‬
‫) ‪V02  f (Vi‬‬
‫‪ .4‬סרטטו את אופיין המעבר‬
‫) ‪V0  f (Vi‬‬
‫שאלה ‪7‬‬
‫באיור לשאלה נתון מעגל חשמלי הבנוי ממגברי שרת אידיאליים‪ .‬נתון‪:‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪R7‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪4kΩ‬‬
‫‪. Vi = 1 V‬‬
‫‪U1‬‬
‫‪U2‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪R3‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪Vout‬‬
‫‪R4‬‬
‫‪1kΩ‬‬
‫‪OPAMP_3T_VIRTUAL‬‬
‫‪2kΩ‬‬
‫‪Vin‬‬
‫‪OPAMP_3T_VIRTUAL‬‬
‫‪R6‬‬
‫‪3kΩ‬‬
‫‪ .1‬חשבו את המתח ‪.Vx‬‬
‫‪ .2‬חשבו את המתח ‪.VY‬‬
‫‪ .3‬חשבו את המתח ‪ Vo‬ואת הזרם ‪.Iout‬‬
‫‪R5‬‬
‫‪1 Vrms‬‬
‫‪50 Hz‬‬
‫‪0°‬‬
‫שאלה ‪8‬‬
‫באיור לשאלה נתונה רשת חשמלית‪.‬‬
‫לרשת זו מספקים דופק ריבועי במתח של ‪ 6 V‬וברוחב דופק של ‪ 5 msec‬המתואר באיור‪.‬‬
‫‪C1‬‬
‫‪0.1µF‬‬
‫‪Vout‬‬
‫‪Vin‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪20kΩ‬‬
‫]‪Vin[V‬‬
‫‪6‬‬
‫]‪t[msec‬‬
‫‪7‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫סרטטו‪ ,‬זה מתחת זה בהתאמה‪ ,‬את המתחים ‪ Vin, Vout‬בתלות בזמן ‪. t‬‬
‫רשמו את משוואת מתח המוצא ‪Vout‬בתלות בזמן ‪ t‬וחשבו את ערכו‪ ,‬כאשר‪:‬‬
‫‪T =2 msec )i‬‬
‫‪T = 7 msec )ii‬‬
‫חשבו כעבור כמה זמן מהרגע ‪ t = 0‬יהיה מתח המוצא ‪. Vout = 3 V‬‬
‫בהצלחה!‬
‫פתרון מבחן מתכונת – אלקטרוניקה א' ‪ 1021 -‬תשע"ב‬
‫שאלה ‪5‬‬
‫א‪+‬ב; ציון המצב של כל אחת מהדיודות‪:‬‬
‫סעיף‬
‫‪D4‬‬
‫‪D3‬‬
‫‪D2‬‬
‫‪D1‬‬
‫א‬
‫‪OFF‬‬
‫‪ON‬‬
‫‪OFF‬‬
‫‪ON‬‬
‫ב‬
‫‪ON‬‬
‫‪OFF‬‬
‫‪ON‬‬
‫‪OFF‬‬
‫‪-‬ג‪ -‬צורות גלים‪:‬‬
‫ד‪ -‬חישוב ערך הקבל הדרוש‪:‬‬‫הנתונים‪:‬‬
‫‪VoutMAX  2  23‬‬
‫‪R  10‬‬
‫‪V  0.5V‬‬
‫‪f  50 Hz‬‬
‫נוסחת החישוב מתוך הנוסחאון‪:‬‬
‫‪VOUTMAX‬‬
‫‪2 R C  f‬‬
‫‪V ‬‬
‫ולכן‪:‬‬
‫‪VOUTMAX‬‬
‫‪2  23‬‬
‫‪‬‬
‫‪2  R  V  f 2  10  0.5  50‬‬
‫‪C  0.065F  65mF‬‬
‫‪C‬‬
‫שאלה ‪6‬‬
‫א‪ .‬חישוב המתחים ‪:Vx, Vy‬‬
‫לפי כלל מחלק מתח‪:‬‬
‫‪9‬‬
‫‪9‬‬
‫‪ R3 ‬‬
‫‪ 10k  3V‬‬
‫‪R1  R2  R3‬‬
‫‪10k  10k  10k‬‬
‫‪VX ‬‬
‫וגם‪:‬‬
‫‪9‬‬
‫‪9‬‬
‫‪ ( R3  R2 ) ‬‬
‫‪ (10k  10k )  6V‬‬
‫‪R1  R2  R3‬‬
‫‪10k  10k  10k‬‬
‫‪VY ‬‬
‫ב‪+‬ג‪+‬ד‪ :‬סרטוט אופייני מעבר‪(.‬ראו שאלה דומה בבחינות קודמות)‬
‫השיטה‪ ---‬בודקים את מתח המוצא של כל אחד מהמשווים בתלות במתח הכניסה‪.‬‬
‫ועבור מתח המוצא ‪ --- Vout‬מחסרים‪:‬‬
‫מתח המוצא של המגבר העליון פחות (‪ )--‬מתח המוצא של המגבר התחתון‪.‬‬
‫שאלה ‪7‬‬
‫א‪ .‬חישוב ‪:Vx‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ R6 ‬‬
‫‪ 3k  0.6V‬‬
‫‪R5  R6‬‬
‫‪2k  3k‬‬
‫‪VX ‬‬
‫ב‪ .‬חישוב ‪:Vout1‬‬
‫חישוב הזרם בנגד ‪:2R‬‬
‫‪0  V X 0  0.6‬‬
‫‪‬‬
‫‪  0.6mA‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪1k‬‬
‫‪I R1 ‬‬
‫השוואת הזרמים וחישוב מתח המוצא במגבר הראשון‪:‬‬
‫‪0  0.6 0.6  VOUT 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪1k‬‬
‫‪4k‬‬
‫ולכן‪ ,‬אחרי חילוץ מתמטי‪:‬‬
‫‪4k  1k‬‬
‫‪ 3V‬‬
‫‪1k‬‬
‫‪VOUT 1  0.6 ‬‬
‫ג‪ .‬חישוב מתח המוצא הכללי וזרם המוצא‪:‬‬
‫‪3  0 0  Vout‬‬
‫‪‬‬
‫‪1k‬‬
‫‪1k‬‬
‫ולכן מתח המוצא שלילי‪:‬‬
‫‪ 3  1k‬‬
‫‪VOUT  ‬‬
‫‪  3V‬‬
‫‪1k‬‬
‫הזרם במוצא נכנס לתוך המגבר‪:‬‬
‫)‪0  (3) 0  (3‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 6mA‬‬
‫‪1k‬‬
‫‪1k‬‬
‫שאלה ‪8‬‬
‫א‪ .‬צורות גלים‪:‬‬
‫‪I O  I R2  I R4 ‬‬
‫ב‪ .‬חישוב מתח המוצא‪:‬‬
‫שלב ‪:2‬‬
‫חישוב ‪:τ‬‬
‫‪τ= RxC = 20k x 0.1µ = 2 ms‬‬
‫שלב ‪:1‬‬
‫‪0 < t < 5 ms‬‬
‫הפתרון לפי משוואת הדפקים‪:‬‬
‫) ‪V (t )  V  (V  V0 )e (t / ‬‬
‫כאשר‪:‬‬
‫) ‪V  Vin _ MAX  5(V‬‬
‫) ‪V0  0(V‬‬
‫)‪t  10(ms‬‬
‫הצבה במשוואת הדפקים‪:‬‬
‫) ‪ 5(1  e 1..25 )  3.567(V‬‬
‫‪10m‬‬
‫)‬
‫‪8m‬‬
‫(‪‬‬
‫‪V (t )  5  (5  0)e‬‬
‫שלב ‪:1‬‬
‫‪t > 5 ms‬‬
‫כאשר‪:‬‬
‫) ‪V  0(V‬‬
‫) ‪V0  3.567(V‬‬
‫)‪t  15  10  5(ms‬‬
‫הצבה במשוואת הדפקים וחישוב ערכו של מתח המוצא כעבור )‪:15(ms‬‬
‫) ‪ 1.909(V‬‬
‫‪5m‬‬
‫‪8m‬‬
‫‪‬‬
‫‪V (t  15ms)  0  (0  3.567)e‬‬
‫ערכו המרבי של מתח המוצא מתקבל כאשר ‪t=10ms‬‬
‫) ‪VOUT _ MAX  3.567(V‬‬