DC acs pašreizējā analīze

300 Lakes Rally-2013 (Aprīlis 2019).

Anonim

DC acs pašreizējā analīze

Tīkla analīzes metodes


jautājums 1

Vai ne tikai sēdēt tur! Kaut ko!

Mācīšanās matemātiski analizēt ķēdes prasa daudz pētījumu un prakses. Parasti skolēni praktizē, strādājot ar daudzām izlases problēmām un pārbaudot savas atbildes uz tiem, ko sniedz mācību grāmata vai instruktors. Lai gan tas ir labi, ir daudz labāks veids.

Jūs apgūsiet daudz vairāk, faktiski veidojot un analizējot reālās shēmas, ļaujot testa aprīkojumam sniegt atbildes "nevis grāmatas vai citas personas vietā. Lai veiksmīgi izveidotu vingrinājumus, rīkojieties šādi:

  1. Pirms ķēžu konstrukcijas rūpīgi izmērīt un ierakstīt visas komponentu vērtības.
  2. Uzzīmējiet shēmas diagrammu, kas jāanalizē.
  3. Rūpīgi izveidojiet šo ķēdi uz plātnes vai cita ērta līdzekļa.
  4. Pārbaudiet ķēdes konstrukcijas precizitāti pēc katra pieslēguma pie katra savienojuma punkta un pārbaudiet šos elementus diagrammā atsevišķi.
  5. Matemātiski analizē ķēdi, risina visas sprieguma, strāvas uc vērtības.
  6. Rūpīgi izmēriet šos daudzumus, lai pārbaudītu analīzes precizitāti.
  7. Ja ir kādas būtiskas kļūdas (vairāk nekā daži procenti), rūpīgi pārbaudiet savas ķēdes konstrukciju pret diagrammu, pēc tam rūpīgi pārvērtējiet vērtības un veiciet jaunu mērīšanu.

Izvairieties no ļoti augstas un ļoti zemas rezistoru vērtības, lai izvairītos no mērīšanas kļūdām, ko rada skaitītāja "iekraušana". Es iesaku rezistorus no 1 kΩ līdz 100 kΩ, ja vien, protams, ķēdes mērķis ir ilustrēt skaitītāja slodzes ietekmi! Viens no veidiem, kā jūs varat ietaupīt laiku un samazināt kļūdu iespējamību, ir jāsāk ar ļoti vienkāršu shēmu un pakāpeniski jāpievieno komponenti, lai pēc katras analīzes palielinātu sarežģītību, nevis izveidotu pilnīgi jaunu shēmu katrai prakses problēmai. Vēl viena laika taupīšanas metode ir atkārtoti izmantot tās pašas sastāvdaļas dažādās shēmas konfigurācijās. Šādā veidā jums nevajadzēs izmērīt komponenta vērtību vairāk nekā vienu reizi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ļaujiet elektroniem paši sniegt jums atbildes uz jūsu "prakses problēmas"!

Piezīmes:

Mana pieredze liecina, ka skolēni prasa daudz prakses ar ķēdes analīzi, lai kļūtu prasmīgi. Šajā nolūkā instruktori parasti nodrošina savus skolēnus ar daudzām prakses problēmām, kas jāstrādā, un jāsniedz atbildes studentiem, lai pārbaudītu viņu darbu. Kaut arī šī pieeja ļauj studentiem apgūt ķēdes teorijas, tā tos pilnībā neapzinās.

Studentiem ne tikai nepieciešama matemātiskā prakse. Viņiem arī ir nepieciešamas reālas, praktiskas ēkas shēmas un testēšanas iekārtas. Tātad, es ierosinu šādu alternatīvu pieeju: skolēniem vajadzētu veidot savas "prakses problēmas" ar reāliem komponentiem un mēģināt matemātiski prognozēt dažādas sprieguma un pašreizējās vērtības. Tādā veidā matemātiskā teorija "atdzīvojas", un studenti iegūst praktisku iemaņu, ko viņi nespētu iegūt, vienkārši risinot vienādojumus.

Vēl viens šīs prakses metodes izmantošanas iemesls ir iemācīt skolēniem zinātnisko metodi : hipotēžu (šajā gadījumā matemātiskās prognozes) testēšanas procesu, veicot reālu eksperimentu. Studenti arī izstrādās reālas problēmu novēršanas prasmes, jo reizēm tie rada ķēdes konstrukcijas kļūdas.

Pavadiet dažus brīžus ar savu klasi, lai pārskatītu dažus "noteikumus" ēku shēmām, pirms tie sākas. Apspriediet šos jautājumus ar saviem skolēniem tādā pašā Sokrātiskajā veidā, kā parasti jūs apspriestu darba lapas jautājumus, nevis vienkārši pateikt viņiem, ko viņiem vajadzētu un ko nedrīkst darīt. Es nekad vairs nebrīnos par to, cik slikti skolēni uztver instrukcijas, kad tie tiek parādīti tipiskā lekcijā (instruktors monologs) formātā!

Piezīme tiem instruktoriem, kuri var sūdzēties par "izšķērdēto" laiku, kas nepieciešams, lai studenti izveidotu reālās shēmas, nevis vienkārši matemātiski analizētu teorētiskās shēmas:

Kāds mērķis ir studentiem, kuri apgūst kursu "darblapas paneļa panelis-noklusējums" itemscope>

2. jautājums

Transistors ir pusvadītāju ierīce, kas darbojas kā konstanta strāvas regulators. Analīzes dēļ tranzistori bieži tiek uzskatīti par pastāvīgiem strāvas avotiem :

Pieņemsim, ka mums vajadzēja aprēķināt strāvas daudzumu, kas ņemts no 6 voltu avota šajā divu avotu tranzistora ķēdē:

Mēs zinām, ka apvienotajām strāvām no diviem sprieguma avotiem ir jābūt līdz 5 mA, jo Kirchhoff's Current Law pasaka mums, ka strāvas algebriski pievieno pie jebkura mezgla. Pamatojoties uz šīm zināšanām, mēs varam iezīmēt pašreizējo caur 6 voltu akumulatoru kā "I" un strāvu caur 7, 2 voltu bateriju kā "5 mA - I":

Kirchhoff's Voltage Law stāsta mums, ka algebriskā summa sprieguma kritumiem ap jebkuru "cilpa" ķēdes jābūt vienādai ar nulli. Pamatojoties uz visiem šiem datiem, aprēķiniet I vērtību:

Padoms: vienlaicīgi vienādojumi nav vajadzīgi, lai atrisinātu šo problēmu!

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

I = 1, 9 mA

Piezīmes:

Es uzrakstīju šo jautājumu tādā veidā, ka tas atdarina filiāles / acu pašreizējo analīzi, bet ar pietiekami daudz pievienoto informāciju (proti, pašreizējā avota vērtību), ka ir jāatrisina tikai viens mainīgais. Ideja šeit ir sagatavot skolēnus, lai saprastu, kāpēc sarežģītākajās shēmās ir nepieciešami vienlaicīgi vienādojumi (ja nezināmos nevar izteikt kā vienu mainīgo).

3. jautājums

Šī tranzistora ķēde tiek darbināta ar diviem dažādiem sprieguma avotiem, viens, kas izejas 6 volti, un otrs, kas ir mainīgs.

Transistori, protams, darbojas kā strāvas regulēšanas ierīces, un tās bieži analizē tā, it kā tās būtu pašreizējie avoti . Pieņemsim, ka šis tranzistors notika, regulējot strāvu ar vērtību 3, 5 mA:

Cik liels mainīgā avota spriegums ir jākoriģē, līdz no 6 voltu akumulatora "# 3"> nav parādīta neviena strāva? Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

E = 9, 5 V

Piezīmes:

Šā jautājuma nolūks ir panākt, lai skolēni vienotā sprieguma vērtības risinājumā pielietotu to, ko viņi zina par pamata ķēdes "likumiem" (Ohm's Law, KVL, KCL). Kā parasti, risinājuma metode ir daudz vērtīgāka nekā atbilde.

Ja daži studenti ir pilnīgi neskaidri par to, kā atrisināt šo spriegumu, liek domāt, ka viņi "pievieno" ievadīto atbildi ķēdē un nosaka strāvas un sprieguma pilienus. Ko viņi ievēro, kad viņi to dara? Kāds neparasts nosacījums (-i) izceļas ar mainīgo avotu 9, 5 volti (-s)? Vai kāds no šiem nosacījumiem ir tāds, ko viņiem būtu (vai viņiem vajadzēja zināt) pirms zināma mainīgā avota sprieguma, ņemot vērā stāvokli ". . . nav strāvas (vilktas) no 6 voltu akumulatora "?

4. jautājums

Uzrakstiet divus KVL cilpa vienādojumus šai shēmai, izmantojot vienīgi mainīgos lielumus I 1 un I 2 :

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

KVL vienādojums kreisās puses cilpai:

6 - 1000I 1 - 1000 (I 1 + I 2 ) + 1 = 0

KVL vienādojums labās puses cilpai:

7.2 - 1000I 2 - 1000 (I 1 + I 2 ) + 1 = 0

Pārbaudes jautājums: kādas ir I 1 un I 2 vērtības, pamatojoties uz šo vienādojumu sistēmu "atzīmē slēptās"> Piezīmes:

Studentu vienādojumi var netikt izskatās tieši tādi, atkarībā no tā, kā viņi "staigāja" ap cilpām, kas noteica sprieguma kritumu. Kamēr viņi visi spēj sasniegt tādas pašas atbildes I 1 un I 2, tas nav svarīgi. Patiesībā ir labi, lai dažādi studenti piedāvātu dažādas vienādojumu formas, lai parādītu, ka vienādas atbildes tiek iegūtas katru reizi.

5. jautājums

Sīki aprakstiet pasākumus, kas vajadzīgi, lai aprēķinātu visus strāvas un sprieguma kritumus DC tīklā, izmantojot strāvas pašreizējo metodi .

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ir vairākas mācību grāmatas un citas atsauces, kas apraksta šīs analīzes metodes nepieciešamos soļus. Es atstāju uzdevumu izpētīt šos soļus jums!

Piezīmes:

Skolēni var atrast nelielas atšķirības starp atšķirīgajām atsaucēm aprakstīto analīzes analīzes metodes "Branch Current" variācijām. Tomēr šīm atšķirībām nav nozīmes.

6. jautājums

Uzrakstiet KVL vienādojumus šai shēmai, ņemot vērā sekojošus tīkla acu virzienus, un pēc tam atrisiniet lādēšanas strāvu caur akumulatoru # 1:

Tagad rakstiet KVL vienādojumus vienai un tai pašai shēmai, pēc maiņvirziena režģa strāvas I 2 virziena. Kā šis acu strāvas I 2 atgriešana ietekmē divu KVL vienādojumu rakstīšanu, kā arī atbildes aprēķinu par 1. akumulatora uzlādes strāvu "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images /quiz/01051x02.png ">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

KVL vienādojumi ar strāvu I 1 un I 2, savstarpēji savienojot ar akumulatoru # 1:

0, 5 I 1 + 0, 2 I 1 + 0, 2 (I 1 + I 2 ) + 1, 5 (I 1 + I 2 ) + 23, 5 - 29 = 0

1, 5 (I 1 + I 2 ) + 0, 2 (I 1 + I 2 ) + 0, 2 I 2 + I 2 - 24, 1 + 23, 5 = 0

KVL vienādojumi ar strāvu I 1 un I 2, savstarpēji savienojot ar akumulatoru # 1:

0, 5 I 1 + 0, 2 I 1 + 0, 2 (I 1 - I 2 ) + 1, 5 (I 1 - I 2 ) + 23, 5 - 29 = 0

1, 5 (I 2 - I 1 ) + 0, 2 (I 2 - I 1 ) + 0, 2 I 2 + I 2 + 24, 1 - 23, 5 = 0

Es bat1 = 1, 7248 A

Piezīmes:

Jūsu studenti var atvērt KVL vienādojumu iestatīšanu vieglāk, ja abas acu strāvas notiek vienā virzienā caur 1. akumulatoru, bet viņiem jāspēj sasniegt to pašu atbildi abos virzienos. Ir ļoti svarīgi, lai jūsu skolēni izprastu Acu pašreizējo tehniku, ka viņi spēj tikt galā ar abām situācijām!

7. jautājums

Tīkla analīzes metode "Acu strāva" labi darbojas, lai aprēķinātu strāvu nelīdzsvarotu tiltu shēmās. Pielāgojiet šo shēmu, piemēram:

Uzrakstiet trīs ķēžu acs vienādojumus, ievērojot šos trīs acu strāvas:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Trīs acu vienādojumi:

170I 1 + 50I 2 - 120I 3 = 10

50I 1 + 300I 2 + 100I 3 = 0

-120I 1 + 100I 2 + 420I 3 = 0

Piezīmes:

Studentu vienādojumi var netikt izskatās tieši tādi, atkarībā no tā, kā viņi "staigāja" ap cilpām, kas noteica sprieguma kritumu. Kamēr viņi visi spēj sasniegt tādas pašas atbildes I 1, I 2 un I 3, tas nav svarīgi. Patiesībā ir labi, lai dažādi studenti piedāvātu dažādas vienādojumu formas, lai parādītu, ka vienādas atbildes tiek iegūtas katru reizi.

Šajā problēmā īpaša nozīme ir tam, kā skolēni savā vienādojumos pārstāv divus savstarpēji saistītus strāvojumus vienā rezistorā. Parasta kļūda sākuma acu strāvas analītiķiem ir ignorēt relatīvos sasaistes strāvu virzienus. Tas padara milzīgu atšķirību, vai divas acu strāvas iet pa to pašu virzienu caur rezistoru, vai arī viņi iet pretējos virzienos!

8. jautājums

Elektronikas izlaidumā 1973. gada 10. maijā parādījās ļoti interesants sprieguma dalītāja stils. Tajā izmantotas trīs sērijveidā savienotas rezistoru un savienojumu skavas, lai nodrošinātu 1000 sprieguma dalīšanas pakāpienus ar tikai 31 rezistoriem ar tikai 3 dažādām pretestības vērtībām:

Pārvietojot savienojuma punktus starp šīm rezistoru virknēm, pie izejas var iegūt dažādas ieejas sprieguma daļas:

Analīzes nolūkos mēs varam vienkāršot jebkuru šī sprieguma dalīšanas līnijas konfigurāciju tādā formā, kurā ir mazāk rezistoru:

Zīmējiet vienkāršotos tīklus katrai no divām dotajām konfigurācijām (V out = 6, 37 volti un V out = 2, 84 volti), parādot visas pretestības vērtības un pēc tam pielietojiet tīkla acu analīzi, lai verificētu konkrētos izejas spriegumus katrā gadījumā.

Piezīme: lai iegūtu katru atbildi, jums būs jāatrisina vienlaicīgu vienādojumu kopums: 4 vienādojumi ar 4 nezināmiem. Es noteikti iesakām izmantot zinātnisko kalkulatoru, lai veiktu nepieciešamo aritmētiku!

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja jums ir nepieciešams pārbaudīt savu darbu, jums vajadzētu izmantot datoru simulācijas programmu, piemēram, SPICE, lai jūs "darītu math".

Piezīmes:

Analīze par šīm divām shēmas konfigurācijām ir daudz uzstādīšanas darba un aritmētiskās. Šis uzdevums ir ne tikai precīzs acu pašreizējās metodes pielietojums, bet arī kalpo kā lielisks pielietojums datormodelēšanas programmatūrai. Sniedziet saviem studentiem iespēju analizēt abas šīs shēmas ar simulācijas programmatūru, lai viņi varētu novērtēt šīs tehnoloģijas jaudu.

Jautājiet saviem skolēniem šo jautājumu: "Pieņemsim, ka students iekļūst viņu ķēdē datorizētā simulācijas programmā, un programma viņiem dod atbildi, kas, kā zināms, ir nepareiza. Ko tas norāda uz studentu "meta tagus slēpto izdruku">

Saistītie rīki:

Mijmaiņas mikrokontrolieru pretestības kalkulators Pi Attenuator kalkulators Temperatūras konvertētājs

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →