Elektronika 1: zadania i pytania egzaminacyjne

Diody, tranzystory bipolarne, układy ze wzmacniaczami operacyjnymi i obwody RC: pierwszy kurs elektroniki po teorii obwodów.

Ćwicz ten przedmiot za darmoĆwicz ten przedmiotNapisz egzamin próbny5 darmowych zadań dziennie. Bez karty.

Zestaw na powtórkę (PDF)Wzory, kroki metod i zadania z pełnymi rozwiązaniami, gotowe do wydruku.

Tematy w tym przedmiocie

  1. Diody i tranzystoryobwody z diodami · punkt pracy tranzystora bipolarnego · tranzystor bipolarny jako kluczobliczenia
  2. Układy ze wzmacniaczami operacyjnymiwzmacniacz odwracający · wzmacniacz nieodwracający · wzmacniacz sumującyobliczenia
  3. Stany nieustalone RC i RLładowanie RC · obwód RL · kondensator z ładunkiem początkowymobliczenia
  4. Rezystory szeregowo i równolegle3 rezystory · 4 rezystory · drabinka z 6 rezystorówobliczenia
  5. Przetwornice DC-DCidealne przekładnie napięciowe · tętnienia prądu cewki i prądy · tętnienia wyjścia i granica pracy z prądem ciągłymobliczenia
  6. Mostek Wheatstone’a i tensometryrównowaga i napięcia węzłów · mostki niezrównoważone · tensometry i przetworniki tensometryczneobliczenia
  7. Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutnikibramki, tablice prawdy i opóźnienia · algebra Boole’a, mapy Karnaugha i multipleksery · stany nieokreślone, przerzutniki i licznikiobliczenia

Wskazówki egzaminacyjne: Elektronika 1

  • Załóż stan (dioda przewodzi lub nie, tranzystor w obszarze aktywnym lub w nasyceniu), rozwiąż, a potem sprawdź założenie.
  • Przy idealnym wzmacniaczu operacyjnym i ujemnym sprzężeniu zwrotnym oba wejścia mają to samo napięcie.
  • Dla tranzystorów krzemowych przyjmuj V_BE = 0.7 V, chyba że zadanie mówi inaczej.

Przykłady z rozwiązaniami

Diody i tranzystoryŁatwy
+−18 V470 Ω3,3 VIR​ = ?

Dioda Zenera 3,3 V jest zasilana napięciem 18 V przez rezystor 470 Ω, bez podłączonego obciążenia. Wyznacz prąd IR w rezystorze.

Vin = 18 VVZ = 3,3 VR = 470 Ω

Oblicz IR (mA)

Pokaż podpowiedzi
  1. Dioda Zenera utrzymuje wyjście na poziomie VZ.
  2. VR = 18 − 3,3 = 14,7 V.
  3. I = V/R.
Pokaż odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku

Stabilizator Zenera: spolaryzowana zaporowo dioda Zenera utrzymuje napięcie VZ, dopóki jej prąd pozostaje powyżej minimum IZ,min. Rezystor szeregowy R przejmuje różnicę między napięciem wejściowym a wyjściowym: IR = (Vin − VZ)/R. Ten prąd dzieli się między obciążenie, IL = VZ/RL, i diodę Zenera: IZ = IR − IL. Projektuj dla najgorszych przypadków: najniższe napięcie wejściowe przy największym obciążeniu musi nadal zostawić IZ,min, a najwyższe napięcie wejściowe bez obciążenia daje największą moc diody Zenera PZ = VZ·IZ.

Napięcie na rezystorze

VR = 18 − 3,3 = 14,7 V

Prąd

IR = 14,7/470 = 31,28 mA

Odpowiedź

IR = 31,28 mA
Układy ze wzmacniaczami operacyjnymiŚredni
−+Vout​Rf​ = 47 kΩR1​ = 1 kΩVin​

Wzmacniacz operacyjny jest idealny i zasilany napięciem ±15 V; jego wyjście nasyca się przy ±12 V. Wzmacniacz nieodwracający jest pobudzany sygnałem sinusoidalnym. Wyznacz największą amplitudę wejściową Vin,max (wartość szczytową), przy której wyjście nie jest obcinane.

R1 = 1 kΩRf = 47 kΩVsat = ±12 V

Oblicz Vin,max (V)

Pokaż podpowiedzi
  1. Dla wzmacniacza nieodwracającego wzmocnienie wynosi 1 + Rf/R₁.
  2. Wartość szczytowa wyjścia |wzmocnienie|·Vin musi pozostać poniżej Vsat.
  3. |Av| = 48.
Pokaż odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku

Zasady idealnego wzmacniacza operacyjnego: przy ujemnym sprzężeniu zwrotnym wzmacniacz ustawia wyjście tak, aby oba wejścia miały to samo napięcie (V₋ = V₊), a do żadnego wejścia nie płynie prąd. PPK na wejściu odwracającym z tymi dwoma faktami daje wyjście.

Wzmocnienie

Av = 1 + Rf/R1 = 1 + 47/1 = 48

Największe wejście przed obcinaniem

Vin,max = Vsat/|Av| = 12/48 = 0,25 V

Odpowiedź

Vin,max = 0,25 V

Jak wygląda ćwiczenie

  • „Ćwicz ten przedmiot” miesza zadania ze wszystkich jego tematów, jak na prawdziwym egzaminie.
  • Każde zadanie ma nowe wartości, więc uczysz się metody, a nie odpowiedzi.
  • Utknąłeś? Najpierw otwórz małą podpowiedź, a pełne wyjaśnienie dopiero wtedy, gdy go potrzebujesz.
  • Egzaminy próbne są mierzone czasem i nie mają podpowiedzi, a na końcu dostajesz wynik i pełne omówienie.

Kalkulatory do tego kursu

Kalkulator rezystorów szeregowych i równoległychKalkulator dzielnika napięciaKalkulator stałej czasowej RCKalkulator wzmocnienia wzmacniacza operacyjnegoKalkulator rezystora do diody LEDKalkulator układu czasowego 555 (astabilny i monostabilny)Kalkulator prawa Ohma (napięcie, natężenie prądu, rezystancja i moc)Kalkulator kodu kolorów rezystorów (4, 5 i 6 pasków)Kalkulator kondensatorów (szeregowo, równolegle, ładunek i energia)

Powiązane przedmioty

Przygotowanie do egzaminu FE Electrical and ComputerTeoria obwodów 1Pomiary i aparaturaPodstawy elektrotechnikiFizyka 2: Elektryczność i magnetyzmTeoria obwodów 2: obwody prądu przemiennegoEnergoelektronika i napędyElektronika cyfrowa
Ćwicz ten przedmiot za darmoĆwicz ten przedmiotNapisz egzamin próbny5 darmowych zadań dziennie. Bez karty.