Алгоритм, задачи и примеры решения по теме - диоды и выпрямители кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про задачи диод, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое задачи диод, задачи выпрямитель, задачи электротехника , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

Решение задач по электронике с диодами и выпрямителями требует понимания основных принципов работы диодов и особенностей выпрямительных схем. Вот общий шаговый подход к решению таких задач:

1. Понять свойства диода: Изучите основные свойства диодов, такие как направление пропускания тока, напряжение переключения и ток прямого и обратного насыщения. Это поможет вам определить, как диод ведет себя в различных условиях.

2. Анализ схемы: Рассмотрите заданную схему с диодами и определите их режим работы. При работе с выпрямителями также учитывайте тип выпрямителя (однополупериодный, двухполупериодный и т.д.).

3. Применение уравнений диода: Используйте уравнения диода, такие как уравнение Шокли-Рида, чтобы определить ток через диоды и напряжение на них.

4. Расчет характеристик: Рассчитайте характеристики схемы, такие как ток и напряжение на каждом элементе, мощность, КПД (коэффициент полезного действия) и т.д.

5. Проверка и интерпретация результатов: Проверьте полученные значения на соответствие физическим ограничениям и применимости. Интерпретируйте результаты с учетом целей задачи и спецификаций элементов схемы.

6. Учет неидеальностей: Учтите возможные неидеальности элементов, такие как падение напряжения на диодах, сопротивление проводов и т.д.

7. Практика: Решайте различные типы задач с диодами и выпрямителями, чтобы улучшить свои навыки и понимание.

Важно понимать, что электроника с диодами и выпрямителями может быть сложной, и решение задач требует понимания основных принципов и навыков анализа схем. Регулярная практика и обучение помогут улучшить ваши навыки в этой области. Если у вас возникнут затруднения, обращайтесь за помощью к опытным специалистам или учителям.

1. Дано: схема (рис.1), U1 = 10 B, U2 = 13 B, U3 = 15 В, U4 = 22 B, R1 = R2 =1 кОм.

Определить Uвых



Решение:
При U1 = U2 = U3 = 0 диоды закрыты и напряжение
Uвых = U4•R2 / (R1 + R2) = 11 В.
Если подключим U1, Uвых не изменится – диоды закрыты.
При подключении U2 напряжение Uвых станет равным 13 В (диод в ветви с U2 будет открыт).
При подключении U3 откроется диод в этой ветви, напряжение Uвых станет равным 15 В. Остальные диоды закроются.

Задача 2.

Считая диоды идеальными, найти величину тока и напряжения для цепей, показанных на схеме.


Решение:
Для цепи на схеме не является очевидным, находятся ли оба диода в проводящем состоянии. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В этом случае сделаем предположение о нахождении диодов в проводящем состоянии, проделаем вычисления и проверим правильность нашего предположения.
Для цепи схемы из предположения о проводимости обоих диодов следует, что
UB = 0; U = 0
Ток через диод VD2 может быть определен из выражения

Записывая уравнение для токов в узле В, имеем

Таким образом, диод VD1 находится в проводящем состоянии, как мы изначально предположили, и окончательные результаты
I = 1 мА и U = 0 В.

Задача 3.

Определить ток в цепи и напряжение на диодах вольтамперные характеристики которых представлены, если Uвх = 2,5 В, Rн = 25 Ом



Решение:
построим суммарную ВАХ диодов и «опрокинутую» ВАХ нагрузочного резистора.




Ответ: U1 = 0,6 В, U2 = 0,7 В, Uн = 1,2 В, I = 45 мА

Выпрямители

В электрокехнике часто диоды используются в выпрмителях
Задача 4.

В однополупериодном выпрямителе (без фильтра) напряжение на нагрузке Uнср = 40 В.
С каким Uобрмакс нужно выбрать полупроводниковый диод?

Решение:


Задача 5.

В однополупериодном выпрямителе напряжение на вторичной обмотке трансформатора U2 = 150 В. Частота напряжения сети 50 Гц,
Rн = 2 кОм.
Определить Uнср, Iпрд, Iнср,Uобрмакс, коэффициент пульсаций р.

Решение:
Uнср =√2•U2/π = 67,36 В
Iнср = Uнср/ Rн = 67,36 / 2000 = 0,034 А
Iпрд = Iнср = 0,034 А
Uобр макс = √2•U2 = 212 В
р = 1,57
.
Задача 6.

В однополупериодном выпрямителе с емкостным фильтром рис 21, рассчитать Uнср и Uобрмакс, если Сф = ∞, U2 = 150 В, частота напряжения сети 50 Гц,
Rн = 2 кОм, построить временную диаграмму выпрямителя.


Решение:
Сф = ∞, следовательно р = 0
Uнср =√2•U2 / (1 + р) = 212 В
Iнср = Uнср/ Rн = 212 / 2000 = 0,106 А
Iпрд = Iнср = 0,106 А
Uобр макс = 2√2•U2 = 424 В

Временная диаграмма выпрямителя .


Задача 7.

В двухполупериодной мостовой схеме выпрямителя с фильтром, напряжение на вторичной обмотке трансформатора U2 = 150 В. Частота напряжения сети 50 Гц, Rн = 2 кОм, при условии, что емкость фильтра равна ∞. Определить среднее значение выпрямленного напряжения Uнср, значение прямого тока через диод Iпрд , Iнср, Uобрмакс, коэффициент пульсаций?

Решение:
Сф = ∞, следовательно, р = 0
Uнср =√2•U2 / (1 + р) = 212 В
Iнср = Uнср/ Rн = 212 / 2000 = 0,106 А
Uобр макс = √2•U2 = 212 В

Задача 8.

Для однополупериодной схемы выпрямления без фильтра рис, определить коэффициент трансформации трансформатора, максимальное обратное напряжение на диоде, если выпрямленное напряжение на нагрузке 30 В и напряжение на первичной обмотке трансформатора 220 В (50 Гц).


Решение:
Uнср =√2•U2/π = 30 В
U2 = 2,22 Uнср = 66 В
Uобр макс = √2•U2 = 94 В
N= U1/ U2 = 220/66 = 3,33

Задача 9.

Определите емкость конденсатора фильтра Сф в мостовом выпрямителе, если выпрямленное напряжение Uнср = 12 В, ток Iнср = 10 мА, а коэффициент пульсаций не должен превышать 0.05.

Решение:


Задача 10. В однополупериодном выпрямителе, работающем на Rн = 250 Ом, действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора
U2 = 10 В.
Нарисовать схему однополупериодного выпрямителя.
Определить, с каким допустимым прямым током надо выбрать полупроводниковый диод,
Нарисовать временные диаграммы входного и выходного напряжений выпрямителя.

Решение:
Uнср =√2•U2 / π = 4,5 В
Iнср = Uнср/ Rн = 4,5 / 250 = 0,018 А
Iпрд = Iнср = 0,018 А
Iпрдоп = 1,3• Iпрд = 0,0234 А

Временная диаграмма выпрямителя.


Задача 11. В однополупериодном выпрямителе с емкостным фильтром рис, напряжение на вторичной обмотке трансформатора U2 = 10 В. Частота напряжения сети 50 Гц, Rн = 1 кОм, Сф = 80 мкФ.
Определить среднее значение выпрямленного напряжения Uнср, Iнср, Uобр макс, коэффициент пульсаций р, построить временные диаграммы.

Решение:
Uнср =√2•U2 / (1 + р) = 14,1/(1 + 0,2) = 11,75 В
Uобр макс = 2√2•U2 = 28,2 В
τразр = С•Rн = 0,05 с

Строим временные диаграммы:


Задача 12.

В однополупериодном выпрямителе с емкостным фильтром, напряжение на нагрузке Uнср = 40, В, коэффициент пульсаций не должен превышать 0.05.
С каким Uобрмакс нужно выбрать полупроводниковый диод?

Решение:

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• задачи стабилизатор , задачи стабилитрон , ток стабилитрона , напряжения стабилизации ,
• задачи транзисторы , задачи усилители ,
• Диод
• Полупроводниковый диод
• Выпрямители

Статью про задачи диод я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое задачи диод, задачи выпрямитель, задачи электротехника и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база