שאלות לדוגמא מעגלי יישור וסינון: הבדלים בין גרסאות

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(יצירת הדף והעברת שתי שאלות לכאן שהיו לא רלוונטיות בניסוי הכרת מכשירי מדידה א)
 
(הוספת שאלת חישוב אחוז הוויסות)
שורה 3: שורה 3:
 
[[File:SquareWavePositive.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:squarewave"><caption>גל ריבועי</caption> בעל מחזור פעילות (בלועזית [[wikipedia:he:דיוטי סייקל|דיוטי סייקל]]) של 20%</figure>]]
 
[[File:SquareWavePositive.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:squarewave"><caption>גל ריבועי</caption> בעל מחזור פעילות (בלועזית [[wikipedia:he:דיוטי סייקל|דיוטי סייקל]]) של 20%</figure>]]
 
נא לחשב את מקדם הגליות ומקדם צורת הגל של האות ב<xr id="fig:squarewave"/>.
 
נא לחשב את מקדם הגליות ומקדם צורת הגל של האות ב<xr id="fig:squarewave"/>.
 +
  
 
[[#תשובה לחישוב תכונות ספק כוח למתח ישר|תשובה]]
 
[[#תשובה לחישוב תכונות ספק כוח למתח ישר|תשובה]]
שורה 13: שורה 14:
  
 
נא לחשב את מקדם הגליות של ספק המתח הישר.
 
נא לחשב את מקדם הגליות של ספק המתח הישר.
 +
  
 
[[#תשובה לספק כוח למתח ישר|תשובה]]
 
[[#תשובה לספק כוח למתח ישר|תשובה]]
 +
{{gap}}
 +
== חישוב אחוז הוויסות ==
 +
חישוב אחוז הוויסות נעשה עפ"י הנוסחא הבאה (נוסחא 20-11 בספר של מילמן):
 +
 +
<math>\%\,regulation=\frac{V_{no\,load}-V_{full\,load}}{V_{full\,load}}\times100\%</math>
 +
 +
אם נתון שהתנגדות הדיודה R<sub>f</sub>=49&Omega; והזרם המירבי בעומס הוא I<sub>dc</sub>=484mA, מהו אחוז הוויסות?
 +
 +
<u>רמז</u>: נא לשים לב שהמונה (ההפרש בין המתח ללא עומס ועם עומס) הוא למעשה המתח על הדיודה.
 +
  
 +
[[#תשובה לחישוב אחוז הוויסות|תשובה]]
 
{{gap}}
 
{{gap}}
 
{{separator}}
 
{{separator}}
שורה 82: שורה 95:
  
 
<math>RF=\frac{9.06}{2\sqrt2\cdot 1.77}=1.81</math>
 
<math>RF=\frac{9.06}{2\sqrt2\cdot 1.77}=1.81</math>
 +
 +
== תשובה ל[[#חישוב אחוז הוויסות|חישוב אחוז הוויסות]] ==
 +
נתון בשאלה:
 +
* התנגדות הדיודה: R<sub>f</sub>=49&Omega;
 +
* זרם <u>DC</u> בעומס: I<sub>dc</sub>=484mA
 +
 +
לכן ניתן לחשב את המתח (הישר) על הדיודה לפי [[wikipedia:he:חוק אוהם|חוק אוהם]]:
 +
 +
<math>V_{d,dc}=I_{dc}\cdot R_f=484\,mA\cdot49\,\Omega=0.484\cdot49=23.716\,V</math>
 +
 +
נתון בשאלה שזהו למעשה המונה של המשוואה של אחוז הוויסות:
 +
 +
<math>V_{no\,load}-V_{full\,load}=V_{d,dc}=23.716\,V</math>
 +
 +
המתח הישר כאשר אין עומס מחושב עפ"י הנוסחא הרגילה עבור מיישר חד-מופעי חד-דרכי:
 +
 +
<math>V_{no\,load,dc}=\frac{V_m}{\pi}=\frac{\sqrt2 V_{RMS}}{\pi}=\frac{\sqrt2\cdot220}{\pi}=99.03\,V</math>
 +
 +
מכאן ניתן לחלץ את המתח בעומס מלא:
 +
 +
<math>V_{full\,load,dc}=V_{no\,load,dc}-\Big[V_{no\,load}-V_{full\,load}\Big]=V_{no\,load,dc}-V_{d,dc}</math>
 +
 +
נציב את שני הערכים שמצאנו קודם:
 +
 +
<math>V_{full\,load,dc}=99.03-23.716=75.314\,V</math>
 +
 +
נציב את כל הערכים שחושבו בנוסחת אחוז הוויסות:
 +
 +
<math>\%\,regulation=\frac{V_{no\,load}-V_{full\,load}}{V_{full\,load}}\times100\%=\frac{23.716}{75.314}\times100\%</math>
 +
 +
ונקבל את אחוז-הוויסות (באחוזים):
 +
 +
<math>\%\,regulation=31.49\%</math>

גרסה מתאריך 14:10, 17 בדצמבר 2017

1 שאלות

1.1 תכונות ספק כוח למתח ישר

איור 1: גל ריבועי בעל מחזור פעילות (בלועזית דיוטי סייקל) של 20%

נא לחשב את מקדם הגליות ומקדם צורת הגל של האות באיור 1.


תשובה

1.2 ספק כוח למתח ישר

נתון מעגל המחובר לספק כוח למתח ישר.

על העומס נמדד מתח מוצא סינוסואידלי בעל משרעת שיא-לשיא של 9.06V והיסט של 1.77V.

נא לחשב את מקדם הגליות של ספק המתח הישר.


תשובה

1.3 חישוב אחוז הוויסות

חישוב אחוז הוויסות נעשה עפ"י הנוסחא הבאה (נוסחא 20-11 בספר של מילמן):

[math]\%\,regulation=\frac{V_{no\,load}-V_{full\,load}}{V_{full\,load}}\times100\%[/math]

אם נתון שהתנגדות הדיודה Rf=49Ω והזרם המירבי בעומס הוא Idc=484mA, מהו אחוז הוויסות?

רמז: נא לשים לב שהמונה (ההפרש בין המתח ללא עומס ועם עומס) הוא למעשה המתח על הדיודה.


תשובה

 

2 תשובות

2.1 תשובה לחישוב תכונות ספק כוח למתח ישר

2.1.1 מקדם הגליות

לפי ההגדרה אנו יודעים שמקדם הגליות הוא היחס בין המתח היעיל והמתח הממוצע:

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

נציב את הערכים שמצאנו בחישוב מתח-ממוצע בניסוי 1 ובחישוב מתח-יעיל בניסוי 1:

[math]RippleFactor=RF=\frac{0.8}{0.4}=2[/math]

2.1.2 מקדם צורת הגל

2.1.2.1 לפי מדידות מתחים

לפי הגדרה אחת אנו יודעים שמקדם צורת הגל הוא היחס בין המתח היעיל כולל היסט DC והמתח הממוצע:

[math]FormFactor=FF=\frac{V_{DC-RMS}}{V_{DC}}[/math]

נציב את הערכים שמצאנו בחישוב מתח-ממוצע בניסוי 1 ובחישוב מתח-יעיל בניסוי 1:

[math]FormFactor=FF=\frac{0.894}{0.4}=2.235[/math]

2.1.2.2 לפי מקדם הגליות

לפי הגדרה שנייה אנו יודעים שהיחס בין מקדם הצורה והגליות הוא:

[math]RF=\sqrt{FF^2-1}[/math]

נעשה שינוי נושא נוסחא ונקבל:

[math]FF=\sqrt{RF^2+1}=\sqrt{2^2+1}=\sqrt{5}=2.236[/math]

2.2 תשובה לספק כוח למתח ישר

נתון:

  • מתח מוצא סינוסי VP-P=9.06V
  • היסט VDC=1.77V
  • מקדם-הגליות: Ripple Factor = RF = ?

נוסחת מקדם הגליות היא:

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

כדי לחשב את מתח ה-RMS של גל סינוס, פשוט מחלקים בשורש 2:

[math]V_{AC}=\frac{A}{\sqrt2}[/math]

אך כאן נתון המתח שיא-לשיא, כלומר מתח זה הוא פי 2 מהאמפליטודה:

[math]V_{P-P}=2\cdot A[/math]

נחלץ את A

[math]A=\frac{V_{P-P}}{2}[/math]

נציב אותו בנוסחא של מתח ה-RMS:

[math]V_{AC}=\frac{\frac{V_{P-P}}{2}}{\sqrt2}=\frac{V_{P-P}}{2\sqrt2}[/math]

ולבסוף נציב בנוסחת מקדם-הגליות:

[math]RF=\frac{\frac{V_{P-P}}{2\sqrt2}}{V_{DC}}=\frac{V_{P-P}}{2\sqrt2\cdot V_{DC}}[/math]

נציב את הערכים, ונקבל:

[math]RF=\frac{9.06}{2\sqrt2\cdot 1.77}=1.81[/math]

2.3 תשובה לחישוב אחוז הוויסות

נתון בשאלה:

  • התנגדות הדיודה: Rf=49Ω
  • זרם DC בעומס: Idc=484mA

לכן ניתן לחשב את המתח (הישר) על הדיודה לפי חוק אוהם:

[math]V_{d,dc}=I_{dc}\cdot R_f=484\,mA\cdot49\,\Omega=0.484\cdot49=23.716\,V[/math]

נתון בשאלה שזהו למעשה המונה של המשוואה של אחוז הוויסות:

[math]V_{no\,load}-V_{full\,load}=V_{d,dc}=23.716\,V[/math]

המתח הישר כאשר אין עומס מחושב עפ"י הנוסחא הרגילה עבור מיישר חד-מופעי חד-דרכי:

[math]V_{no\,load,dc}=\frac{V_m}{\pi}=\frac{\sqrt2 V_{RMS}}{\pi}=\frac{\sqrt2\cdot220}{\pi}=99.03\,V[/math]

מכאן ניתן לחלץ את המתח בעומס מלא:

[math]V_{full\,load,dc}=V_{no\,load,dc}-\Big[V_{no\,load}-V_{full\,load}\Big]=V_{no\,load,dc}-V_{d,dc}[/math]

נציב את שני הערכים שמצאנו קודם:

[math]V_{full\,load,dc}=99.03-23.716=75.314\,V[/math]

נציב את כל הערכים שחושבו בנוסחת אחוז הוויסות:

[math]\%\,regulation=\frac{V_{no\,load}-V_{full\,load}}{V_{full\,load}}\times100\%=\frac{23.716}{75.314}\times100\%[/math]

ונקבל את אחוז-הוויסות (באחוזים):

[math]\%\,regulation=31.49\%[/math]