מעגלי יישור וסינון: הבדלים בין גרסאות

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(העברת מאפייני מעגל יישור מניסוי 1 לכאן)
(הוספת הפנייה לנספחים והפניות דו-כיווניות בין השאלות והתשובות)
שורה 4: שורה 4:
 
== מאפייני מעגל יישור ==
 
== מאפייני מעגל יישור ==
 
מהם הפרמטרים המאפיינים מעגל יישור וטיב המתח והזרם המיושרים? להגדיר כל פרמטר.
 
מהם הפרמטרים המאפיינים מעגל יישור וטיב המתח והזרם המיושרים? להגדיר כל פרמטר.
 +
  
 
[[#תשובה למאפייני מעגל יישור|תשובה]]
 
[[#תשובה למאפייני מעגל יישור|תשובה]]
 +
 
== מיישר חד-דרכי חד-מופעי ==
 
== מיישר חד-דרכי חד-מופעי ==
 
# תארו והסבירו את אופן הפעולה של מעגל יישור חד-דרכי, חד-מופעי בעל עומס התנגדותי.
 
# תארו והסבירו את אופן הפעולה של מעגל יישור חד-דרכי, חד-מופעי בעל עומס התנגדותי.
שורה 15: שורה 17:
 
# שרטטו את המעגל בעזרת ORCAD, ומצאו בעזרת סימולציית SPICE את הפרמטרים המאפיינים מעגלי יישור כפי שמפורט בסעיף קודם.
 
# שרטטו את המעגל בעזרת ORCAD, ומצאו בעזרת סימולציית SPICE את הפרמטרים המאפיינים מעגלי יישור כפי שמפורט בסעיף קודם.
 
# שרטטו את צורת הגל של מתח-העומס ומתח-הדיודה.
 
# שרטטו את צורת הגל של מתח-העומס ומתח-הדיודה.
 +
 +
 +
[[#תשובה למיישר חד-דרכי חד-מופעי|תשובה]]
  
 
== מיישר גשר חד-מופעי ==
 
== מיישר גשר חד-מופעי ==
 
נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר חד מופעי.
 
נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר חד מופעי.
 +
 +
 +
[[#תשובה למיישר גשר חד-מופעי|תשובה]]
  
 
== מיישר חד-דרכי תלת-מופעי ==
 
== מיישר חד-דרכי תלת-מופעי ==
 
נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר חד-דרכי תלת-מופעי.
 
נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר חד-דרכי תלת-מופעי.
 +
 +
 +
[[#תשובה למיישר חד-דרכי תלת-מופעי|תשובה]]
  
 
== מיישר גשר תלת-מופעי ==
 
== מיישר גשר תלת-מופעי ==
 
נא חזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר תלת-מופעי.
 
נא חזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר תלת-מופעי.
 +
 +
 +
[[#תשובה למיישר גשר תלת-מופעי|תשובה]]
  
 
== מסנן קיבולי ==
 
== מסנן קיבולי ==
שורה 31: שורה 45:
 
# נא לחשב את מקדם-הגליות ואת מקדם-הסינון עבור שלושת הערכים שבחרתם לעומס.
 
# נא לחשב את מקדם-הגליות ואת מקדם-הסינון עבור שלושת הערכים שבחרתם לעומס.
 
# שרטטו את עקום הרגולציה (V<sub>DC</sub> = F(I<sub>DC</sub> ועקום הגליות <span dir="ltr">r =F(I<sub>DC</sub>)</span>.
 
# שרטטו את עקום הרגולציה (V<sub>DC</sub> = F(I<sub>DC</sub> ועקום הגליות <span dir="ltr">r =F(I<sub>DC</sub>)</span>.
 +
 +
 +
[[#תשובה למסנן קיבולי|תשובה]]
  
 
== חישובים ==
 
== חישובים ==
שורה 38: שורה 55:
 
# מקדם-גליות.
 
# מקדם-גליות.
 
# מקדם צורת-הגל.
 
# מקדם צורת-הגל.
 +
 +
 +
[[#תשובה לחישובים|תשובה]]
  
 
{{separator}}
 
{{separator}}
 
= תשובות לדו"ח המכין =
 
= תשובות לדו"ח המכין =
 
== תשובה ל[[#מאפייני מעגל יישור|מאפייני מעגל יישור]] ==
 
== תשובה ל[[#מאפייני מעגל יישור|מאפייני מעגל יישור]] ==
 +
למידע נוסף ניתן לפנות לנספחים:
 +
* סעיף 7.3.1 ב[{{lab}}8/App_8.pdf#page=2 נספח]
 +
* סעיף 3 ב[{{lab}}8/פרמטרים%20המאפיינים%20מעגל%20יישור.pdf נספח הפרמטרים].
 +
* נספח על [{{lab}}8/Ripple_factor.pdf מקדם הגליות].
 +
* נספח לניתוח גל ו[{{lab}}8/extract_parameters.pdf הוצאת פרמטרים].
 +
 
=== מקדם הגליות ===
 
=== מקדם הגליות ===
 
מקדם הגליות פשוט מציין עד כמה אות המוצא גלי, לכן כל שצריך זה למדוד באמצעות ה[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]] את הדברים הבאים:
 
מקדם הגליות פשוט מציין עד כמה אות המוצא גלי, לכן כל שצריך זה למדוד באמצעות ה[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]] את הדברים הבאים:
שורה 93: שורה 119:
  
 
<math>FF=\frac{V_{DCRMS}}{V_{Avg}}</math>
 
<math>FF=\frac{V_{DCRMS}}{V_{Avg}}</math>
 +
 +
== תשובה ל[[#מיישר חד-דרכי חד-מופעי|מיישר חד-דרכי חד-מופעי]] ==
 +
התשובה קיימת בסעיף 7.3.2 ב[{{lab}}8/App_8.pdf#page=3 נספח].
 +
 +
== תשובה ל[[#מיישר גשר חד-מופעי|מיישר גשר חד-מופעי]] ==
 +
קיימת תשובה עבור מיישר דו-דרכי ולא מיישר גשר, אך התוצאות זהות.
 +
 +
המידע קיים בסעיף 7.3.3 ב[{{lab}}8/App_8.pdf#page=4 נספח], רק שיש שם שתי טעויות:
 +
 +
מקדם צורת-הגל הוא לא 1.21:
 +
 +
<math>F.F.=\frac{I_{RMS}}{I_{DC}}=\frac{\pi}{2\sqrt2}=1.11</math>
 +
 +
ומקדם-הגליות הוא לא 1.24:
 +
 +
<math>R.F.=\sqrt{RF^2-1}=\sqrt{1.11^2-1}=0.483</math>
 +
 +
== תשובה ל[[#מיישר חד-דרכי תלת-מופעי|מיישר חד-דרכי תלת-מופעי]] ==
 +
 +
== תשובה ל[[#מיישר גשר תלת-מופעי|מיישר גשר תלת-מופעי]] ==
 +
 +
== תשובה ל[[#מסנן קיבולי|מסנן קיבולי]] ==
 +
התשובה קיימת בסעיף 7.3.4 ב[{{lab}}8/App_8.pdf#page=5 נספח].
 +
 +
== תשובה ל[[#חישובים|חישובים]] ==
 +
=== מתח-ממוצע ===
 +
נתון מתח ה-V<sub>DC</sub> - זהו המתח הממוצע של הגל (אשר אינו מתחשב ב-AC).
 +
 +
=== מתח-אפקטיבי ===
 +
נתון מתח ה-V<sub>AC</sub> - זהו המתח-היעיל של הגל (אשר מתעלם מה-DC).
 +
 +
=== מקדם-גליות ===
 +
כפי שכתבנו קודם ניתן לשלוף את מקדם-הגליות משני הערכים הקודמים שמדדנו:
 +
 +
<math>RF=\frac{V_{AC}}{V_{DC}}</math>
 +
 +
=== מקדם צורת-הגל ===
 +
כפי שכתבנו קודם ניתן לשלוף אותו עפ"י הנוסחא:
 +
 +
<math>FF=\frac{\sqrt{V_{AC}^2+V_{DC}^2}}{V_{DC}}</math>
  
 
= ספרות =
 
= ספרות =

גרסה מתאריך 20:20, 19 בדצמבר 2017

לעיון בקבצים נא ללחוץ על התיקייה: תיקיית קבצים

1 שאלות הכנה

1.1 מאפייני מעגל יישור

מהם הפרמטרים המאפיינים מעגל יישור וטיב המתח והזרם המיושרים? להגדיר כל פרמטר.


תשובה

1.2 מיישר חד-דרכי חד-מופעי

  1. תארו והסבירו את אופן הפעולה של מעגל יישור חד-דרכי, חד-מופעי בעל עומס התנגדותי.
  2. פתחו ביטויים עבור:
    • הזרם הממוצע והמתח הממוצע בעומס.
    • הזרם האפקטיבי בעומס.
    • מקדם צורת-הגל.
    • מקדם הגליות.
  3. שרטטו את המעגל בעזרת ORCAD, ומצאו בעזרת סימולציית SPICE את הפרמטרים המאפיינים מעגלי יישור כפי שמפורט בסעיף קודם.
  4. שרטטו את צורת הגל של מתח-העומס ומתח-הדיודה.


תשובה

1.3 מיישר גשר חד-מופעי

נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר חד מופעי.


תשובה

1.4 מיישר חד-דרכי תלת-מופעי

נא לחזור על הסעיף הקודם עבור מיישר חד-דרכי תלת-מופעי.


תשובה

1.5 מיישר גשר תלת-מופעי

נא חזור על הסעיף הקודם עבור מיישר גשר תלת-מופעי.


תשובה

1.6 מסנן קיבולי

  1. נא להסביר את אופן פעולתו של מסנן קיבולי במעגל ישור חד-דרכי, חד-מופעי.
  2. שרטטו את צורת המתח על פני העומס.
  3. חשבו מתח-ממוצע ומתח-אפקטיבי בעומס עבור הקבל המופיע במדגם ושלושה ערכים שונים של נגד העומס.
  4. נא לחשב את מקדם-הגליות ואת מקדם-הסינון עבור שלושת הערכים שבחרתם לעומס.
  5. שרטטו את עקום הרגולציה (VDC = F(IDC ועקום הגליות r =F(IDC).


תשובה

1.7 חישובים

לרשותך מדידות VAC ו- VDC של הפונקציה (F(t שנמדדו בעזרת מד-המתח. מצאו בעזרתו:

  1. מתח-ממוצע.
  2. מתח-אפקטיבי.
  3. מקדם-גליות.
  4. מקדם צורת-הגל.


תשובה

 

2 תשובות לדו"ח המכין

2.1 תשובה למאפייני מעגל יישור

למידע נוסף ניתן לפנות לנספחים:

2.1.1 מקדם הגליות

מקדם הגליות פשוט מציין עד כמה אות המוצא גלי, לכן כל שצריך זה למדוד באמצעות הרמ"ס את הדברים הבאים:

  1. מתח ישר באמצעות מדידת [math]V_{DC}[/math]
  2. מתח יעיל באמצעות מדידת [math]V_{AC}[/math]

ומקדם הגליות מחושב ע"י: [math]Ripple Factor=RF=\frac{V_{AC}}{V_{DC}}[/math]

2.1.2 מקדם צורת הגל

נראה שיש טעות (או בויקיפדיה או בנספח) כי לפי ויקיפדיה מקדם הצורה צריך להיות מחושב עפ"י הנוסחא (המציין W בשביל Wikipedia):

[math]FF_W=\frac{DCRMS}{ARV}[/math]

ואילו בנספח (המציין A בשביל Appendix):

[math]FF_A=\frac{DCRMS}{DC}=\frac{\sqrt{V_{AC}^2+V_{DC}^2}}{V_{DC}}[/math]

מקבלים תוצאות ממש שונות בשני המקרים, אם למשל נחשב גל סינוס נקבל:

  • [math]FF_W=\frac{RMS}{ARV}=\frac{\frac{V_m}{\sqrt{2}}}{\frac{2}{\pi}\cdot V_m}=\frac{\pi}{2\sqrt{2}}=1.11[/math]

אך במקרה השני נקבל את מה שרשום בנספח:

  • [math]FF_A=\frac{RMS}{DC}=\frac{V\cdot\frac{1}{\sqrt{2}}}{0}=\infty[/math]

כלומר אם יש לנו מעגל שמוציא סינוס או גל מיושר (סינוס בערך מוחלט) - נקבל את אותה התוצאה לפי מה שרשום בויקיפדיה, אך לפי הנספח נקבל תוצאות שונות כפי שההיגיון אומר, אך עדיין צריך לבדוק באמת מה התשובה הנכונה.

בכל-מקרה, אם נרצה לחשב את מקדם צורת הגל כאשר כבר השגנו בסעיף הקודם את מקדם הגליות, ניתן לעשות זאת עפ"י הנוסחא הבאה:

[math]Form Factor=FF=\sqrt{RF^2+1}=[/math]

נציב את מקדם הגליות מהסעיף הקודם, ונקבל:

[math]FF=\sqrt{\left(\frac{V_{AC}}{V_{DC}}\right)^2+1}=\sqrt{\frac{V_{AC}^2}{V_{DC}^2}+1}[/math]

נהפוך את ה-1 לשבר ונקבל:

[math]FF=\sqrt{\frac{V_{AC}^2}{V_{DC}^2}+\frac{V_{DC}^2}{V_{DC}^2}}=\sqrt{\frac{V_{AC}^2+V_{DC}^2}{V_{DC}^2}}[/math]

נוציא את המכנה מהשורש ונגיע לבסוף אל הנוסחא המוכרת לנו מתחילת הסעיף:

[math]FF=\frac{\sqrt{V_{AC}^2+V_{DC}^2}}{V_{DC}}[/math]

בנוסף, אנו יודעים שהמשקף תנודות מחשב את המונה אוטומטית וקורא לו:

[math]V_{DCRMS}=\sqrt{V_{AC}^2+V_{DC}^2}[/math]

ואילו השם של המתח הממוצע אצלו נקרא:

[math]V_{Avg}=V_{DC}[/math]

לכן בעזרת המשקף תנודות לא צריך להתאמץ יותר מדי וניתן לחשב את מקדם צורת הגל עפ"י הנוסחא:

[math]FF=\frac{V_{DCRMS}}{V_{Avg}}[/math]

2.2 תשובה למיישר חד-דרכי חד-מופעי

התשובה קיימת בסעיף 7.3.2 בנספח.

2.3 תשובה למיישר גשר חד-מופעי

קיימת תשובה עבור מיישר דו-דרכי ולא מיישר גשר, אך התוצאות זהות.

המידע קיים בסעיף 7.3.3 בנספח, רק שיש שם שתי טעויות:

מקדם צורת-הגל הוא לא 1.21:

[math]F.F.=\frac{I_{RMS}}{I_{DC}}=\frac{\pi}{2\sqrt2}=1.11[/math]

ומקדם-הגליות הוא לא 1.24:

[math]R.F.=\sqrt{RF^2-1}=\sqrt{1.11^2-1}=0.483[/math]

2.4 תשובה למיישר חד-דרכי תלת-מופעי

2.5 תשובה למיישר גשר תלת-מופעי

2.6 תשובה למסנן קיבולי

התשובה קיימת בסעיף 7.3.4 בנספח.

2.7 תשובה לחישובים

2.7.1 מתח-ממוצע

נתון מתח ה-VDC - זהו המתח הממוצע של הגל (אשר אינו מתחשב ב-AC).

2.7.2 מתח-אפקטיבי

נתון מתח ה-VAC - זהו המתח-היעיל של הגל (אשר מתעלם מה-DC).

2.7.3 מקדם-גליות

כפי שכתבנו קודם ניתן לשלוף את מקדם-הגליות משני הערכים הקודמים שמדדנו:

[math]RF=\frac{V_{AC}}{V_{DC}}[/math]

2.7.4 מקדם צורת-הגל

כפי שכתבנו קודם ניתן לשלוף אותו עפ"י הנוסחא:

[math]FF=\frac{\sqrt{V_{AC}^2+V_{DC}^2}}{V_{DC}}[/math]

3 ספרות

[1][2]

  1. J. Millman and C. C. Halkias, Electronic Devices and Circuits, McGraw Hill, 1967, SN:000501044
  2. Smith R.J., Circuits, Devices and Systems, John Wiley, 1976, SN:001260536