Université d'État de l'imprimerie de Moscou. Gerasimov V.G. (éd.) Fondamentaux de l'électronique industrielle Isakov Platonov Fondamentaux de l'électronique industrielle

Université d'État de l'imprimerie de Moscou. Gerasimov V.G. (éd.) Fondamentaux de l'électronique industrielle Isakov Platonov Fondamentaux de l'électronique industrielle

L’un des traits les plus caractéristiques du développement de la science et de la technologie de notre siècle est le développement de l’électronique. Aujourd’hui, aucun secteur de l’industrie, des transports ou des communications ne peut exister sans appareils électroniques. Le développement et l'utilisation accrus de l'électronique sont stimulés par les décisions des congrès du PCUS et les décrets du gouvernement de l'URSS. Les problèmes électroniques sont discutés lors de conférences scientifiques représentatives et faisant autorité dans toute l’Union et internationales. Les progrès de l'électronique affectent non seulement le développement économique de notre société, mais également les processus sociaux, la répartition du travail, l'éducation et les appareils électroniques sont de plus en plus utilisés dans la vie quotidienne.

Qu’est-ce que l’électronique ? Il s'agit d'une branche de la science et de la technologie qui s'occupe de l'étude des principes physiques de fonctionnement, de recherche, de développement et d'utilisation d'appareils dont le fonctionnement est basé sur la circulation du courant électrique dans le solide, le vide et le gaz. De tels appareils sont semi-conducteur(circulation du courant dans un solide), électroniques (circulation du courant dans le vide) et ioniques (circulation du courant dans un gaz). La place principale parmi eux est actuellement occupée par les dispositifs semi-conducteurs. La propriété commune de tous ces appareils est qu’ils sont essentiellement éléments non linéaires, la non-linéarité de leurs caractéristiques courant-tension est, en règle générale, une caractéristique qui détermine leurs propriétés les plus importantes.

Electronique industrielle est une branche de l'électronique qui s'occupe de l'utilisation de dispositifs semi-conducteurs, électroniques et ioniques dans l'industrie. Malgré les différents domaines d'application et la variété des modes de fonctionnement des appareils électroniques industriels, ils sont construits sur la base de principes généraux et se composent d'un nombre limité d'unités fonctionnelles. Les principes généraux de construction de ces unités fonctionnelles sont circuits électroniques- et est envisagé par l'électronique industrielle.

L'électronique industrielle est divisée en deux grands domaines :

    1. Electronique d'information, traitant des dispositifs de transmission, de traitement et d'affichage d'informations. Les amplificateurs de signaux, les générateurs de tension de formes diverses, les circuits logiques, les compteurs, les dispositifs indicateurs et les écrans d'ordinateur sont tous des dispositifs électroniques d'information. Les caractéristiques de l'électronique d'information moderne sont la complexité et la variété des tâches à résoudre, la vitesse et la fiabilité élevées. L'électronique de l'information est actuellement inextricablement liée à l'utilisation de circuits intégrés, dont le développement et l'amélioration déterminent principalement le niveau de développement de cette branche de la technologie électronique.

    2. Electronique énergétique (technologie de conversion), engagé dans la transformation d'un type d'énergie électrique en un autre. Près de la moitié de l’électricité produite en URSS est consommée sous forme de courant continu ou de courant à fréquence non standard. La plupart des conversions d'énergie électrique sont actuellement effectuées par des convertisseurs à semi-conducteurs. Les principaux types de convertisseurs sont les redresseurs (convertissant le courant alternatif en courant continu), les onduleurs (convertissant le courant continu en courant alternatif), les convertisseurs de fréquence et les convertisseurs de tension continue et alternative réglables.

Le développement de l’énergie électrique et de l’électrotechnique est étroitement lié à l’électronique. La complexité des processus dans les systèmes électriques et la rapidité de leur apparition ont nécessité une mise en œuvre généralisée des modes de calcul et de contrôle des processus d'ordinateurs électroniques (ordinateurs), connectés au système avec des dispositifs électroniques complexes et équipés de dispositifs développés pour afficher des informations. Les principaux processus de production sont automatisés sur la base de dispositifs électroniques d'information modernes, dans lesquels les circuits intégrés et les microprocesseurs ont été largement utilisés ces dernières années. L’électronique de puissance n’est pas moins étroitement liée à l’énergie et à l’électromécanique. Les convertisseurs d'énergie électrique à semi-conducteurs sont l'un des principaux éléments de charge des réseaux ; leur fonctionnement détermine en grande partie les modes de fonctionnement des réseaux. Les convertisseurs de vannes sont utilisés pour alimenter les entraînements électriques et les installations technologiques électriques, pour exciter les machines électriques synchrones et dans les circuits de démarrage en fréquence des générateurs hydrauliques. Des lignes électriques CC haute puissance et des inserts CC ont été créés sur la base de convertisseurs de vannes à semi-conducteurs.

Ainsi, les appareils électroniques sont des composants importants et très complexes des installations et systèmes énergétiques et électromécaniques, et leur création nécessite la participation de spécialistes dans le domaine de l'électronique industrielle, de l'automatisation et de l'informatique. Cependant, les ingénieurs spécialisés en énergie électrique et en génie électrique ne peuvent éviter de résoudre des problèmes liés à l’électronique. Premièrement, ils doivent être capables d’exposer clairement le problème au concepteur de circuits électroniques et d’imaginer les difficultés que celui-ci peut rencontrer. Des exigences incomplètement spécifiées peuvent conduire à la création d'un appareil inutilisable, et une surestimation injustifiée des exigences peut entraîner une augmentation des coûts et une diminution de la fiabilité des équipements électroniques. Afin de parler le même langage avec le développeur d'équipements électroniques, vous devez comprendre clairement ce que l'électronique peut faire, à quel prix et de quelle manière cela est réalisé. Ce dernier est également nécessaire à une sélection qualifiée des équipements produits par l'industrie.

Deuxièmement, un fonctionnement compétent des appareils électroniques est nécessaire. Troisièmement, les ingénieurs électriciens participent activement à l'installation et à la mise en service des équipements, notamment électroniques. Quatrièmement, la conception d'un certain nombre de centrales électriques, notamment de lignes de transmission à courant continu, nécessite le travail conjoint de spécialistes de l'ingénierie énergétique et de la technologie des convertisseurs.

Tout cela nécessite des connaissances approfondies dans le domaine de l’électronique industrielle. La base de ces connaissances est posée en étudiant le cours « Electronique Industrielle ». Il contient des informations sur les circuits modernes d'électronique d'information et d'énergie. Le cours vous aidera à prendre des décisions intelligentes dans la pratique de l'ingénierie. Cependant, le résultat de ce cours ne doit pas être surestimé : il n'apporte que des solutions de base, les options les plus typiques et les plus courantes. Pour maintenir et améliorer continuellement ses qualifications d’ingénieur, un ingénieur doit effectuer une veille régulière de la littérature scientifique. Cela est particulièrement vrai dans un domaine en évolution aussi rapide que l’électronique industrielle. Un ingénieur doit reconnaître les limites de ses connaissances et ne pas tenter de prendre des décisions dans un domaine où sa compétence est limitée. Ainsi, l'un des objectifs du cours est de préparer à la lecture de la littérature spécialisée dans le domaine de l'électronique des circuits.

Bon nombre des problèmes les plus importants de la science et de la technologie se posent aux intersections des sciences. L'électronique, l'électrotechnique et l'énergie sont désormais en contact très étroit ; elles nécessitent le travail conjoint de scientifiques et d'ingénieurs et de grandes connaissances dans des domaines connexes. Pour de nombreux ingénieurs, notre cours ne sera que la première étape dans le problème de l'électronique.

La technologie électronique est en constante évolution, chaque problème peut être résolu sur la base de différentes options de circuit : vous pouvez construire un circuit sur des composants discrets, vous pouvez le mettre en œuvre sur des circuits intégrés, utiliser un kit de microprocesseur et traiter les informations sous forme numérique ou analogique. Quelle solution choisir ? En fin de compte, tout est décidé par l'analyse économique, et prendre la mauvaise décision (par exemple, refuser d'utiliser des microcircuits) peut ne pas interférer avec la solution d'un problème technique local, mais en fin de compte, cela s'avérera non rentable pour l'économie nationale : le coût de l'équipement augmentera, ou le coût de son fonctionnement augmentera, ou la durée de vie des services diminuera. Presque chaque ingénieur à sa place influence la politique technique dans son domaine et, lorsqu'il développe et préconise des solutions techniques, doit agir non seulement en tant que spécialiste, mais aussi en tant que citoyen.

Le cours général « Electronique Industrielle » utilise un appareil mathématique très simple. Sa simplification est associée à la volonté d'identifier plus clairement les schémas de base inhérents aux circuits électroniques. Mais cet appareil permet également de déterminer qualitativement les principaux paramètres et caractéristiques des composants électroniques. La maîtrise des techniques de calcul est obligatoire lors de l'étude du cours, c'est pourquoi parmi les questions de test des sections du manuel, il existe de nombreux problèmes de calcul, dont la solution nécessite parfois non seulement de simplement substituer des données dans des formules, mais également de réfléchir à ces formules. Ces problèmes de calcul constituent la première étape dans la maîtrise des méthodes d'analyse et de synthèse des circuits électroniques, pour le calcul desquels la science moderne a développé un appareil mathématique sérieux qui permet de créer des systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) de composants électroniques.


Bases de l'électronique industrielle- Le livre décrit les fondements physiques, les principes de fonctionnement, les conceptions et les caractéristiques des dispositifs semi-conducteurs discrets et des dispositifs d'affichage visuel ; les composants typiques des appareils électroniques modernes sont décrits, etc.

Nom: Bases de l'électronique industrielle
Gerasimov V.G.
Éditeur: lycée
Année: 1986
Pages : 336
Format: PDF
Taille: 33,3 Mo
Qualité: bien
Langue: russe

Préface
Introduction
Chapitre 1. Dispositifs semi-conducteurs
§1.1. Conductivité électrique des semi-conducteurs, formation et propriétés p-n-transition
§1.2. Classification des dispositifs semi-conducteurs
§1.3. Résistances semi-conductrices
§1.4. Diodes semi-conductrices
§1.5. Transistors bipolaires
§1.6. Transistors à effet de champ
§1.7. Thyristors
§1.8. Caractéristiques techniques et économiques générales et système de désignation des dispositifs à semi-conducteurs
Chapitre 2. Circuits intégrés
§2.1. informations générales
§2.2. Technologie de fabrication de circuits intégrés
§2.3. Circuits intégrés hybrides
§2.4. Circuits intégrés semi-conducteurs
§2.5. Paramètres des circuits intégrés
§2.6. Classifications des circuits intégrés par objectif fonctionnel et leur système de désignation
Chapitre 3. Dispositifs indicateurs
§3.1. Caractéristiques générales et classification des dispositifs indicateurs
§3.2. Indicateurs à faisceau électronique
§3.3. Indicateurs de décharge de gaz
§3.4. Indicateurs à semi-conducteurs et à cristaux liquides
§3.5. Indicateurs luminescents sous vide et autres types
§3.6. Système de désignation des dispositifs indicateurs
Chapitre 4. Appareils photovoltaïques
§4.1. informations générales
§4.2. Photorésistances
§4.3. Photodiodes
§4.4. Dispositifs photovoltaïques à semi-conducteurs spécialisés
§4.5. Photocellules à électrovide
§4.5. Tubes photomultiplicateurs
§4.7. Appareils optoélectroniques
§4.8. Système de désignation des appareils photovoltaïques
Chapitre 5. Étapes d'amplification
§5.1. informations générales
§5.2. Étage amplificateur à émetteur commun
§5.3. Stabilisation en température d'un étage amplificateur avec un émetteur commun
§5.4. Étages amplificateurs avec un collecteur commun et une base commune
§5.5. Étages amplificateurs basés sur des transistors à effet de champ
§5.6. Modes de fonctionnement des étages d'amplification
Chapitre 6. Amplificateurs de tension et de puissance
§6.1. Amplificateurs de tension couplés RC
§6.2. Rétroaction dans les amplificateurs
§6-3. Amplificateurs CC
§6.4. Des amplificateurs opérationnels
§6.5. Amplificateurs sélectifs
§6.6. Amplificateurs de puissance
Chapitre 7. Générateurs électroniques d'oscillations harmoniques
§7.1. informations générales
§7.2. Conditions d'auto-excitation des autogénérateurs
§7.3. L.C.-autogénérateurs
§7.4. R.C.-autogénérateurs
§7.5. Autogénérateurs d'oscillations harmoniques utilisant des éléments à résistance négative
§7.6. Stabilisation de fréquence dans les autogénérateurs
Chapitre 8. Appareils à impulsions et numériques
§8.1. Caractéristiques générales des appareils à impulsions. Paramètres du signal d'impulsion
§8.2. Clés électroniques et modeleurs simples de signaux d'impulsion
§8.3. Éléments logiques
§8.4. Déclencheurs
§8.5. Compteurs d'impulsions numériques
§8.6. Registres, décodeurs, multiplexeurs
§8.7. Comparateurs et déclencheurs de Schmitt
§8.8. Multivibrateurs et monovibrateurs
§8.0. Générateurs de tension linéaires (GLIN)
§8.10. Sélecteurs d'impulsions
§8.11. Convertisseurs numérique-analogique et analogique-numérique (DAC et ADC)
§8.12.. Microprocesseurs et micro-ordinateurs
Chapitre 9. Sources d'alimentation secondaires pour appareils électroniques
§9.1. informations générales
§9.2. Classement du redresseur
§9.3. Redresseurs monophasés et triphasés
§9.4. Filtres anti-crénelage
§9.5. Caractéristiques externes des redresseurs
§9.6. Stabilisateurs de tension et de courant
§9.7. Multiplicateurs de tension
§9.8. Redresseurs contrôlés
§9.9. Informations générales sur les convertisseurs de tension continue en tension alternative
§9.10. Onduleurs
§9.11. Convertisseurs
§9.12. Perspectives de développement des sources d'énergie secondaires
Chapitre 10. Instruments de mesure électroniques
§10.1. Caractéristiques générales des instruments de mesure électroniques
§10.2. Oscilloscopes électroniques
§10.3. Voltmètres électroniques
§10.4. Générateurs de mesure
§10.5. Fréquencemètres électroniques, compteurs de phase et compteurs de caractéristiques amplitude-fréquence
Chapitre 11. Application des appareils électroniques dans l'industrie
§11.1. Applications des appareils électroniques
§11.2. Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs mécaniques
§11.3. Appareils électroniques pour la surveillance thermique
§11.4. Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs acoustiques
§11.5. Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs optiques
§11.6. Appareils électroniques pour surveiller la composition et les propriétés des substances
§11.7. Appareils électroniques pour la détection des défauts
§11.8. Principes de base de la conception d'appareils électroniques
Conclusion
Applications
Annexe I. Éléments actifs des appareils électroniques
Annexe II. Éléments passifs des appareils électroniques
Annexe III. Classification et éléments de symboles des circuits intégrés par objectif fonctionnel
Annexe IV. Des amplificateurs opérationnels
Littérature
Index des sujets

Bases de l'électronique industrielle

L'électronique industrielle est la science de l'utilisation d'appareils et d'appareils électroniques dans l'industrie.

L'électronique industrielle peut être divisée en trois domaines :

Electronique d'information (IE);

Electronique énergétique (EE);

Technologie électronique (ET).

Electronique d'information est la base de l'informatique électronique, des technologies de l'information et de mesure et de l'automatisation de la production.

Electronique énergétique est la base des dispositifs et des systèmes de conversion d'énergie électrique de moyenne et haute puissance. Cela inclut les redresseurs, les onduleurs, les puissants convertisseurs de fréquence, etc.

Technologie éléctronique comprend les méthodes et dispositifs utilisés dans les processus technologiques basés sur l'action de courant électrique et d'ondes électromagnétiques de différentes longueurs (chauffage et fusion à haute fréquence, découpe et soudage par ultrasons, etc.), de faisceaux d'électrons et d'ions (fusion électronique, soudage, etc. .d.).

Les principales propriétés des appareils électroniques (ED) :

Haute sensibilité;

Performance;

Polyvalence.

La sensibilité des appareils électroniques est la valeur absolue de la valeur d'entrée à laquelle l'appareil électronique commence à fonctionner. La sensibilité des appareils électroniques modernes est de 10 à 17 A pour le courant, de 10 à 13 V pour la tension et de 10 à 24 W pour la puissance /3/.

La vitesse des appareils électroniques détermine leur utilisation généralisée dans la régulation, le contrôle et la gestion automatiques de processus rapides, atteignant des fractions de microseconde.

La polyvalence réside dans le fait que les appareils électroniques utilisent de l'énergie électrique, qui est relativement facilement obtenue à partir de divers types d'énergie et est facilement convertie en d'autres types d'énergie, ce qui est très important car Tous les types d’énergie sont utilisés dans l’industrie.

Actuellement, les dispositifs à semi-conducteurs sont largement utilisés dans l'électronique industrielle, car ils présentent des avantages importants :

Haute efficacité;

Durabilité;

Fiabilité;

Petit poids et dimensions.

L'une des principales directions de développement de l'électronique à semi-conducteurs au cours des dernières décennies a été microélectronique intégrée.

Ces dernières années, les circuits intégrés à semi-conducteurs sont devenus largement utilisés microcircuits(EST).

Ébrécher– une unité fonctionnelle microminiature d'un équipement électronique, dans laquelle des éléments et des fils de connexion sont fabriqués en un seul cycle technologique à la surface ou dans le volume d'un semi-conducteur et possèdent une coque hermétique commune.

Dans les grands circuits intégrés (LSI), le nombre d'éléments (résistances, diodes, condensateurs, transistors, etc.) atteint plusieurs centaines de milliers, et leurs dimensions minimales sont de 2...3 microns. La rapidité du LSI a conduit à la création de microprocesseurs et de micro-ordinateurs.



Récemment, une nouvelle branche de la science et de la technologie s'est largement développée - optoélectronique. La base physique de l'optoélectronique réside dans les processus de conversion des signaux électriques en signaux optiques et vice versa, ainsi que dans les processus de propagation des rayonnements dans divers milieux.

L'optoélectronique ouvre de réelles voies pour surmonter la contradiction entre l'électronique intégrée à semi-conducteurs et les composants électriques et radio traditionnels (résistances variables, câbles, connecteurs, CRT, lampes à incandescence, etc.).

L'avantage de l'optoélectronique réside dans les possibilités inépuisables d'augmentation des fréquences de fonctionnement et l'utilisation du principe de traitement parallèle de l'information.

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Les étudiants, étudiants diplômés, jeunes scientifiques qui utilisent la base de connaissances dans leurs études et leur travail vous seront très reconnaissants.

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AGENCE FÉDÉRALETVUT

SUR L'ÉDUCATION DU RF

ÉTAT DE KAZAN

UNIVERSITÉ D'ARCHITECTURE ET DE CONSTRUCTION

Département d'automatisation et de génie électrique

INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES POUR LES TRAVAUX DE CONTROLE

pour les étudiants de toutes les formes d'études

Kazan 2006

Compilé par : L.Ya. Egorov, G.I. Zakhvatov, V.S. Kamaletdinov, Yu.V. Nikitine.

Lignes directrices pour le calcul et le travail graphique pour les étudiants des spécialités de la construction. Kazan : KGASU, 2006 - 26 p.

Comp. : L.Ya. Egorov, G.I. Zakhvatov, V.S. Kamaletdinov, Yu.V. Nikitine.

Kazan, 2006 - 26 p.

Les instructions méthodologiques comprennent un programme de travail, des tâches, des instructions pour leur mise en œuvre et des exemples de calcul. Les lignes directrices sont destinées aux étudiants de toutes les formes d’études.

Évaluateur : Ph.D. technologie. Sciences, professeur agrégé, Département de TPD, KSTU du nom d'A.N. Tupoleva P.A. Polikarpov.

Université d'État d'architecture et de génie civil de Kazan, 2006

Directives générales pour le test

Le but des tests est de vérifier la maîtrise par l'étudiant des sections concernées du cours.

Le test comprend 2 tâches. ( Étudiants par correspondance L'option d'affectation est déterminée par les deux derniers chiffres du numéro du carnet de notes. Si les deux derniers chiffres sont supérieurs à 50, soustrayez 50 pour déterminer le numéro d'option).

Vous devriez commencer à effectuer le prochain travail après avoir étudié le matériel nécessaire dans la littérature recommandée.

Le travail est réalisé sur des feuilles reliées séparées. Le nom de l'université et du département, le sujet de l'ouvrage et son numéro, version, nom complet doivent être inscrits sur la couverture. étudiant et enseignant-consultant, mois et année. Le texte, les formules et les calculs numériques doivent être rédigés de manière claire et précise, sans taches.

Les schémas électriques doivent être réalisés à l'aide d'outils de dessin. Les diagrammes vectoriels doivent être réalisés sur du papier quadrillé ou millimétré avec le marquage obligatoire de l'échelle sélectionnée.

Les circuits électriques doivent être dessinés dans le respect des conditions établies pour les représentations graphiques des éléments de ces circuits. Les lettres de désignation établies pour les grandeurs électriques doivent être strictement respectées.

Étudiants par correspondance Le travail réalisé est envoyé au doyen par correspondance de l’université accompagné des instructions méthodologiques.

Programme de travail (pour les étudiants à distance)

L'énergie électrique, ses caractéristiques et ses applications. L'importance de la formation en génie électrique pour les ingénieurs.

Circuits électriques. Circuits à courant continu et alternatif dans les systèmes d'ingénierie des bâtiments et structures modernes.

Circuits CA monophasés. Obtention d'EMF monophasé. Désignations de base. Actif, réactif et impédance dans les circuits à courant alternatif en connexions série et parallèle. Calcul de circuits complexes.

Phénomènes de résonance dans les circuits à courant alternatif. Conditions d'apparition de résonance, application pratique. Puissance active, réactive et apparente, triangle de puissance.

Circuits alternatifs triphasés. Définition, réception, demande. Connexion étoile, triangle. Connexion de charges monophasées et triphasées à un circuit triphasé. Alimentation dans les circuits triphasés.

Appareils électromagnétiques. Transformateurs monophasés et triphasés. Application des transformateurs.

Machines à courant continu. Objectif, classification, conception, principe de fonctionnement des générateurs et moteurs à courant continu. Caractéristiques du travail, application.

Machines asynchrones. Objectif, conception, principe de fonctionnement. Caractéristiques de démarrage et de contrôle de vitesse, caractéristiques, application.

Machines synchrones. Objectif, conception, principe de fonctionnement en modes générateur et moteur, caractéristiques, application.

Electronique industrielle. Objectif, élément de base des appareils électroniques modernes : résistances, diodes, transistors, dispositifs photoélectriques.

Sources de tension secondaires, Objectif. Redresseurs monophasés et triphasés, leur commande basée sur des thyristors, des invecteurs et des convecteurs, l'utilisation de sources de tension secondaires.

Amplificateurs. Objectif, classification, schéma fonctionnel des amplificateurs électroniques. Amplificateurs mono-étages et multi-étages, caractéristiques.

Appareils à impulsions et autogénérations. Electronique numérique. Objectif, schéma fonctionnel et principe de fonctionnement, principaux paramètres, application. Fondamentaux de l'électronique numérique. Technologie des microprocesseurs.

Mesures électriques. Définition du processus de mesure. Méthodes de mesure, erreur, précision, sensibilité des instruments. Principe de fonctionnement des systèmes d'instruments de base. Mesure de résistance, courant, tension, puissance. Mesure de grandeurs non électriques à l'aide de méthodes électriques.

Entraînement électrique, alimentation. Objectif et classification de l'entraînement électrique. Mode de fonctionnement, sélection de la puissance du moteur électrique. Entraînement électrique de ventilateurs et de pompes. Schéma général d'alimentation électrique, classification des lignes électriques, éclairage électrique d'un chantier, dispositifs d'éclairage, qualité de l'énergie électrique, catégories de consommateurs. Mesures pour économiser l'électricité énergie.

Technologies électriques et sécurité électrique. Principes d'utilisation de l'électricité pour le traitement thermique, moyens de séchage des matériaux de construction, électrique. engins de chantier. Réchauffement des canalisations gelées et dégel du sol électrique. méthodes. Protection électrique des structures contre la corrosion. Utiliser la technologie électrique pour protéger l’environnement. Sécurité électrique, mise à la terre de protection, mise à la terre, arrêt de protection.

Exercice1

Pour un circuit électrique dont le schéma est représenté sur la Fig. 1,1 - 1,50, en utilisant les paramètres spécifiés dans le tableau 1 et la tension appliquée au circuit, déterminez les courants dans toutes les branches du circuit. Déterminer la puissance active, réactive et apparente du circuit. Construisez un diagramme vectoriel des courants et des tensions à l’échelle.

Des lignes directrices

Pour résoudre correctement le problème, il est nécessaire d'étudier la théorie des circuits électriques à courant sinusoïdal monophasé, d'apprendre les formules de base de résistance, de conductivité des courants, de tensions ; Apprenez à appliquer la loi d'Ohm, les équations de Kirchhoff et la méthode de conductivité pour l'analyse et le calcul.

Tous les circuits électriques proposés par la tâche sont mixtes, c'est-à-dire contiennent une branche série et deux branches parallèles. Chaque branche possède différentes résistances dont les valeurs sont précisées.

Par exemple, considérons le circuit généralisé illustré à la Fig. 1.

POUR CIRCUIT UNIQUEMENT FIG.1

Le processus général pour résoudre des problèmes de ce type est le suivant. Il est nécessaire de convertir un circuit série-parallèle en un circuit série simple en remplaçant la section dérivée du circuit par un circuit série équivalent.

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Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer par la méthode de conductivité les paramètres d'une chaîne équivalente par laquelle une section ramifiée de la chaîne peut être remplacée.

Dans un circuit équivalent, la réactance sera inductive ou capacitive selon le signe de la réactance équivalente. L'autre solution revient à déterminer l'actif et la réactance du circuit, et à partir d'eux la résistance totale du circuit.

Pour chaque résistance de circuit et tension spécifiée, la consommation totale de courant dans le circuit est déterminée. Pour déterminer le courant dans les branches individuelles d'une section ramifiée, nous trouvons d'abord la tension entre les points nodaux, puis les courants dans les branches.

Ensuite, nous trouvons la tension dans la zone indiquée, la puissance active, réactive et totale dans le circuit. Nous complétons le calcul en construisant un diagramme vectoriel des courants et des tensions.

Algorithme de calcul

Nous calculons les valeurs de résistance des éléments individuels du circuit :

X L = sch L = 2 pf L ,X C = 1 / sch C = 1 / 2 pf C

F = 50 Hz, L- en Henry (Gn), C - en Farads (F).

ATTENTION : dans la tâche L est donné en mH, C en µF.

On calcule la résistance totale des branches :

Z 1 = ,Où: X 1 = X L 1 - X C 1

Z 2 = , X 2 = X L 2 - X C 2

Z 3 = , X 3 = X L 3 - X C 3

On calcule les conductivités actives des branches parallèles :

g 2 = R. 2 / Z 2 2 , g 3 = R. 3 / Z 3 2 .

4. Calculer la conductivité active équivalente totale g E:

g E = g 2 + g 3

On calcule les conductivités réactives des branches et la conductance équivalente totale g E :

V L 2 =X L 2 / Z 2 2 , V C 2 =X C 2 /Z 2 2 ,

V L 3 =X L 3 / Z 3 2 , V C 3 =X C 3 / Z 3 2 , g E =

V L = V L 2 + V L 3 , V C = V C 2 + V C 3 , V E = V C - V L

Représentons un circuit équivalent dans lequel on remplace les résistances par des conductivités (Fig. 2).

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Figure 2

Remplaçons les conductivités équivalentes par des résistances équivalentes connectées en série (Fig. 3).

R. E= g E / g E 2

X E = V E / g E 2

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Figure 3

Trouvons la résistance totale de l'ensemble du circuit :

R. C = R. 1 + R. E , X C = X 1 + X E , Z C = , Oh.

Trouvons la consommation totale de courant :

je 1 =U/Z C ,UN

Trouvons la tension appliquée à une section parallèle du circuit :

U oh = je 1 · Z E , DANS; Z E = 1 / g E

Retrouvons les courants dans les branches :

je 2 = U oh / Z 2 , UN; je 3 = U oh / Z 3 , UN

Trouvons la tension aux bornes de la résistance Z 1 :

U Z 1 = je 1 · Z 1 , DANS

On calcule la puissance du circuit :

P = U · je 1 parce que ts , W; Q = U · je 1 péché ts , VAR ; S= U · je 1 , VA, où parce que ts = R C / Z C

Nous construisons un diagramme vectoriel des courants et des tensions, après avoir préalablement déterminé l'échelle des vecteurs de tension et des vecteurs de courant (Fig. 4).

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Figure 4

Comme vecteur initial, il convient de prendre le vecteur tension appliqué aux branches parallèles, vecteur U oh .

Mettre de côté le vecteur U oh . Par rapport à ce vecteur on trace les courants I sur l'échelle du courant 2 et moi 3 , après avoir déterminé au préalable les angles de déphasage μ 2 et C 3 ;

(parce que ts 1 = R. 1 / Z 1 ; parce que ts 2 = R. 2 / Z 2 ; parce que ts 3 = R. 3 / Z 3 ).

Nous plaçons les courants dans le sens en retard ou en avance, qui est déterminé par la nature de la charge dans les branches parallèles.

Effectuons une addition géométrique et trouvons le courant I 1 : (je 1 = je 2 + je 3 ) .

Par rapport au vecteur courant I 1 sous un angle c 1 dans le sens d'avance ou de retard, qui est déterminé par la nature de la charge r, XL, X C, on écarte le vecteur U Z , à partir de la fin du vecteur U oh . Par addition géométrique de ces vecteurs ( U = U oh + U Z 1 ) trouver le vecteur tension U .

Tableau 1

Option

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Exercice2
Pour le circuit électrique dont le schéma est représenté sur la Fig. 2.1-2.17 selon les paramètres spécifiés dans le tableau 2, déterminer les courants de phase et linéaires, le courant dans le fil neutre (pour un circuit à quatre fils), le courant actif puissance de l'ensemble du circuit et de chaque phase séparément. Construisez un diagramme vectoriel des courants et des tensions.

Des lignes directrices

Avant de commencer à calculer la tâche n°2, il est nécessaire d'étudier la théorie des circuits triphasés lors du raccordement des consommateurs d'énergie électrique selon un circuit étoile et triangle. Dans ce cas, il est nécessaire de porter une attention particulière au rapport des tensions de phase et linéaires lors de la connexion des consommateurs avec une étoile et au rapport des courants de phase et linéaires lors de la connexion d'un triangle.

Pour une connexion en étoile :

U UN B = U UN - U DANS ; U Soleil = U DANS - U AVEC ; U SA = U AVEC - U UN ;

U L = · U F , je L = je F .

Pour connecter les consommateurs avec un triangle :

je UN = je UN B - je SA ; je DANS = je Soleil - je UN B ; je AVEC = je SA - je Soleil ;

je L = je F , U L = U F .

Regardons des exemples de calcul d'un circuit triphasé lors de la connexion de consommateurs avec une étoile et un triangle.

ATTENTION : LE CALCUL EST FOURNI À UN EXEMPLE SEULEMENT POUR CHAINE FIG.5

Circuit électrique lorsqu'il est connecté par une étoile.

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Algorithme de calcul

Trouver la résistance totale de phase :

Z UN = , Z V = ,

Z Avec = R Avec , (Ohm).

On retrouve des courants de phase (linéaires) :

je L = U F / Z UN ; je 0 = U F / Z V ; je AVEC = U F / Z AVEC ,(UN)

U F = U L / .

On retrouve les angles de déphasage à partir des expressions :

parce que ts UN = R. UN / Z UN , parce que ts V = R. V / Z V , parce que ts Avec = R. Avec / Z Avec

On retrouve les puissances actives des phases :

R. UN = U F · je UN · parce que ts UN , R. V = U F · je DANS · parce que ts V , R. AVEC = U F · je AVEC · parce que ts Avec , Mar.

On retrouve la puissance active totale du circuit :

R. UN = R. UN +R V +R Avec , Mar.

Nous construisons un diagramme vectoriel des courants et des tensions en tenant compte de l'échelle (Fig. 6) et trouvons le courant graphique dans le fil neutre :

je N = je UN +je B +je C

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On construit le schéma à l'aide de repères au compas, après avoir préalablement fixé l'échelle, en commençant la construction avec des tensions linéaires, par exemple, à partir du point A, puis à partir du point B. Après avoir calculé les courants de phase, après avoir fixé l'échelle des courants, on tracez les courants de phase à l'angle de déphasage approprié par rapport à la tension de phase du même nom.

On additionne les vecteurs de courant selon les règles du polygone de puissance et on trouve le courant dans le fil neutre I N en mesurant la longueur du vecteur sur l'échelle sélectionnée.

Un circuit électrique avec une connexion en triangle.

ATTENTION : LE CALCUL EST FOURNI À UN EXEMPLE SEULEMENT POUR CHAINE FIG.7

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Algorithme de calcul

1. Trouvez la résistance totale de chaque phase :

Z UN B = , Z Soleil = R. V Avec ,

Z SA = , (Ohm).

2. Recherchez les courants de phase :

je UN B = U F / Z oh , je Soleil = U F / Z Soleil ,

je SA = U F / Z sa , Où U F = U L .

3. Trouvez la valeur des angles de déphasage à partir des expressions :

parce que ts oh = R. oh / Z oh , parce que ts Soleil = R. Soleil / Z Soleil , parce que ts sa = R. sa / Z sa .

4. Retrouvez les puissances actives de chaque phase :

R. UN = U F · je UN B · parce que ts oh , R. DANS = U F · je Soleil · parce que ts Soleil , R. AVEC = U F · je SA · parce que ts sa , Mar.

5. Trouvez la puissance active de l'ensemble du circuit :

P = R. UN +R DANS +R AVEC , Mar.

6. Nous construisons un diagramme vectoriel des tensions et des courants pour ce circuit en utilisant les données numériques obtenues (Fig. 8). On met de côté les valeurs des courants de phase calculés, en tenant compte du décalage par rapport à leurs tensions de phase.

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7. Déterminez les courants linéaires.

Les courants linéaires sont déterminés graphiquement en tenant compte de l'échelle. Chacun des courants de ligne est égal à la différence géométrique des courants de phase selon les équations données précédemment pour connecter les consommateurs d'énergie avec un triangle. courant électrique triphasé

Le vecteur courant linéaire relie les extrémités des vecteurs courant de phase déposés à partir du point O et dirigés vers celui en cours de réduction.

Tableau 2

Option

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Le livre décrit les fondements physiques, les principes de fonctionnement, les conceptions et les caractéristiques des dispositifs semi-conducteurs discrets et des dispositifs d'affichage visuel ; les composants typiques des appareils électroniques modernes sont décrits, etc. La 3e édition (2e - 1978) se concentre sur l'utilisation des circuits intégrés, introduit des informations sur les dispositifs d'affichage visuel, l'optoélectronique, les microprocesseurs et développe les informations sur la technologie numérique.

Table des matières:
Préface.
Introduction.
Dispositifs semi-conducteurs.
Conductivité électrique des semi-conducteurs, formation et propriétés de la jonction pn.
Classification des dispositifs semi-conducteurs.
Résistances semi-conductrices.
Diodes semi-conductrices.
Transistors bipolaires.
Transistors à effet de champ.
Thyristors.
Caractéristiques techniques et économiques générales et système de désignation des dispositifs à semi-conducteurs.
Circuits intégrés.
Informations générales.
Technologie de fabrication de circuits intégrés.
Circuits intégrés hybrides.
Circuits intégrés semi-conducteurs.
Paramètres des circuits intégrés.
Classification des circuits intégrés par objectif fonctionnel et leur système de désignation.
Appareils indicateurs.
Caractéristiques générales et classification des dispositifs indicateurs.
Indicateurs à faisceau électronique.
Indicateurs de décharge de gaz.
Indicateurs à semi-conducteurs et à cristaux liquides.
Indicateurs luminescents sous vide et autres types.
Système de désignation des dispositifs indicateurs.
Appareils photovoltaïques.
Informations générales.
Photorésistances.
Photodiodes.
Dispositifs photovoltaïques spéciaux à semi-conducteurs.
Photocellules à électrovide.
Photomultiplicateurs.
Appareils optoélectriques.
Système de désignation des appareils photovoltaïques.
Étages amplificateurs.
Informations générales.
Etage amplificateur à émetteur commun.
Stabilisation en température d'un étage amplificateur avec un émetteur commun.
Étages amplificateurs avec un collecteur commun et une base commune.
Étages d'amplification à base de transistors à effet de champ.
Modes de fonctionnement des étages d'amplification.
Amplificateurs de tension et de puissance.
Amplificateurs de tension couplés RC.
Rétroaction dans les amplificateurs.
Amplificateurs CC.
Des amplificateurs opérationnels.
Amplificateurs sélectifs.
Amplificateurs de puissance.
Générateurs électroniques d'oscillations harmoniques.
Informations générales.
Conditions d'auto-excitation des autogénérateurs.
Autogénérateurs LC.
Auto-oscillateurs RC.
Autogénérateurs d'oscillations harmoniques sur éléments à résistance négative.
Stabilisation de fréquence dans les auto-oscillateurs.
Appareils à impulsions et numériques.
Caractéristiques générales des appareils à impulsions. Paramètres des signaux d'impulsion Clés électroniques et modeleurs simples de signaux d'impulsion.
Éléments logiques.
Déclencheurs.
Compteurs d'impulsions numériques.
Registres, décodeurs, multiplexeurs.
Comparateurs et déclencheurs de Schmitt.
Multivibrateurs ; et monovibrateurs.
Générateurs de tension linéaires (GLIN).
Sélecteurs d'impulsions.
Convertisseurs numérique-analogique et analogique-numérique (DAC et ADC).
Microprocesseurs et micro-ordinateurs.
Sources d'alimentation secondaire pour appareils électroniques.
Informations générales.
Classification des redresseurs.
Redresseurs monophasés et triphasés.
Filtres anti-aliasing.
Caractéristiques externes des redresseurs.
Stabilisateurs de tension et de courant.
Multiplicateurs de tension.
Redresseurs contrôlés.
Informations générales sur les convertisseurs DC-AC.
Onduleurs.
Convertisseurs.
Perspectives de développement des sources d'énergie secondaires.
Instruments de mesure électroniques.
Caractéristiques générales des instruments de mesure électroniques.
Oscilloscopes électroniques.
Voltmètres électroniques.
Générateurs de mesure.
Fréquencemètres électroniques, compteurs de phase et compteurs de caractéristiques amplitude-fréquence.
Application des appareils électroniques dans l'industrie.
Domaines d'application des appareils électroniques.
Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs mécaniques.
Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs thermiques.
Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs acoustiques.
Appareils électroniques pour surveiller les grandeurs optiques.
Appareils électroniques pour surveiller la composition et les propriétés des substances.
Appareils électroniques pour les tests de détection de défauts.
Principes de base de la conception d'appareils électroniques.
Conclusion.
Applications.
Littérature.
Index des sujets.