Экзаменационный билет № 17

1. Измерение мощности в цепях постоянного тока. Измерение мощности с помощью амперметра и вольтметра. Схемы и погрешности измерения. Измерение мощности ваттметром, схемы и погрешности измерений.

2. Простейшие схемы усилителей на транзисторах, основные параметры. Выбор рабочей точки в усилительном каскаде. Стабилизация рабочей точки – схемы эмиттерной стабилизации.

1. Мощность в цепи постоянного тока можно определить, измерив ток и напряжение с помощью амперметра и вольтметра (рис. 12.1):

где U_V и — показания вольтметра и амперметра.

Погрешность измерения состоит из погрешностей вольтметра и амперметра и погрешности метода. Последняя обусловлена потреблением мощности приборами и зависит от схемы их включения. Для схемы рис. 12.1, а имеем U_V = U_Х ; I_А = I_Х+I_V, откуда

г де Р_X = U_Х*I_Х— значение измеряемой мощности; Р_V = U_Х*I_V — мощность, потребляемая вольтметром.

Значение мощности, определенное по показаниям приборов в этой схеме, превышает значение Р_X на величину Р_Y, т. е. имеет место положительная относительная погрешность метода

С оответственно для схемы рис. 12.1, б, I_А = I_Х; U_V = U_Х + U_A , откуда

г де Р_А = U_А*I_Х — мощность, потребляемая амперметром, и относительная погрешность метода

Т аким образом, значение погрешности метода для обеих схем зависит от отношения мощности, потребляемой соответствующим прибором, к измеряемой. При измерении сравнительно больших мощностей это отношение пренебрежимо мало; при измерении небольших мощностей следует выбирать схему, обеспечивающую меньшее значение погрешности метода. При необходимости эту погрешность можно уменьшить, введя поправку на мощность,

потребляемую приборами и определяя Р_х по формулам:

для схемы рис. 12.1, а

Р_X = U_V*I_A - Р_V;

для схемы рис. 12.1, б

Р_X = U_V*I_A - Р_A;

Значение Р_V или Р_A можно определить, исходя из параметров приборов и их показаний. Степень уменьшения погрешности метода в этом случае зависит от точности определения значений Р_V и Р_A.

Для измерений мощности с помощью амперметра и вольтметра наиболее часто пользуются магнитоэлектрическими приборами, которые обеспечивают широкий диапазон измерений и сравнительно высокую точность.

Недостатком метода амперметра и вольтметра является необходимость одновременного отсчета показаний двух приборов и выполнения вычислений. Более удобен метод прямого измерения мощности ваттметром, где также возможно применение двух схем (рис. 12.2, а и б).

Чтобы не перегрузить обмотки ваттметра, для контроля напряжения и тока в цепь включают амперметр и вольтметр. Результат измерения определяется по показанию ваттметра:

где Cw и Nw — постоянная и отсчет по шкале ваттметра.

Погрешность измерения, кроме погрешности ваттметра, содержит также погрешность метода, обусловленную потреблением мощности измерительными приборами. Для анализа и оценки погрешности метода можно воспользоваться выражениями, приведенными ниже.

Рис. 12.2

Как видно из схем рис. 12.2 и соответствующих векторных диаграмм токов и напряжений, кроме мощности исследуемого объекта ваттметр измеряет мощность, потребляемую измерительными приборами, что вызывает погрешность метода. В частности, для схемы рис. 12.2, а мощность, измеренная ваттметром

о ткуда погрешность метода

где Р_V и Р_UW — мощности, потребляемые вольтметром и цепью напряжения ваттметра. Для схемы рис. 12.2, б соответственно

где Р_A и Р_1W — мощности, потребляемые амперметром и цепью тока ваттметра.

2 . Простейшие схемы усилителей на транзисторах.

Стабилизация рабочей точки – схема эмиттерной стабилизации

Д анная схема – с пост. напряж. базы. Если нет Rб – то с пост. током базы.

евх – источник сигнала

Ек – питание

Rн – нагрузка; Ср1,2 – разделительные кондеры; Rб1,2 – делитель напряжения, обеспечивает ввод VT в режим усиления.

Rк – сопр. коллекторной цепи, ограничивает ток к.з. VT.

Rэ, Сэ – цепь эмиттерной стабилизации рабочей точки (t⁰C, частная стабилизация).

Выбор рабочей точки в усилительном каскаде.

А – середина отрезка 1-2.