Электрондық жүйелерді талқылау сұрақтарының мысалы
Электрондық жүйелер қазіргі заманғы өмірдің әртүрлі салаларында, байланыс пен өнеркәсіптен бастап медицинаға дейін маңызды рөл атқарады. Электрондық жүйелердің негізгі ұғымдары мен қолданылуын толық түсіну осы салада тәжірибе жинақтағысы келетін студенттер мен мамандар үшін өте маңызды. Бұл мақалада электрондық жүйелерге қатысты бірнеше мысалдар келтіріледі, олар оқу процесіне түсінік береді және көмектеседі деп үміттенеміз.
1. Мысал есеп: RC төмен жиілікті сүзгі тізбегі
Сұрақ:
Сізге кедергісі (R) 1 кОм және сыйымдылығы (C) 100 нФ болатын RC төмен жиілікті сүзгі тізбегі берілген. Сүзгінің кесу жиілігін есептеңіз.
Талқылау:
RC төмен жиілікті сүзгісінің кесу жиілігін (f_c) келесі формуланы пайдаланып есептеуге болады:
\[ f_c = \frac{1}{2 \pi RC} \]
Сыйымдылық мәнін нанофарадтан фарадқа түрлендіру арқылы:
\[ C = 100nF = 100 \есе 10^{-9} F \]
Енді R және C мәндерін формулаға ауыстырамыз:
\[ f_c = \frac{1}{2 \pi (1 \times 10^3)(100 \times 10^{-9})} \]
\[ f_c = \frac{1}{2 \pi \times 10^{-4}} \]
\[ f_c \approx \frac{1}{6.28 \times 10^{-4}} \]
\[ f_c \шамамен 1591.55 Гц \]
Сонымен, бұл сүзгінің кесу жиілігі шамамен 1591.55 Гц құрайды.
2. Мысал сұрақ: Операциялық күшейткіштердің (оперативті күшейткіш) күшейтуі
Сұрақ:
R1 = 1kΩ және R2 = 10kΩ мәндері бар инвертирленбейтін операциялық күшейткішті пайдаланған кезде тізбектің күшейтуін есептеңіз.
Талқылау:
Инверсияланбайтын операциялық күшейткіштің күшейтуі келесі формула бойынша есептеледі:
\[ Күшейту(A) = 1 + \frac{R2}{R1} \]
R1 және R2 берілген мәндерімен:
\[ A = 1 + \frac{10k\Omega}{1k\Omega} \]
\[ A = 1 + 10 \]
\[ A = 11 \]
Жоғарыдағы нәтижелерден бұл инверсияланбайтын операциялық күшейткіштің күшейтуі 11 есеге тең.
3. Мысал сұрақ: Сигнал лотереясы бар сандық жүйе
Сұрақ:
Бес аяқты сандық сигнал 01101 екілік код үлгісін шығарады. Екілік код үлгісінің сәйкес ондық мәнін есептеңіз.
Талқылау:
Екілік кодты ондық санау жүйесіне түрлендіру үшін екінің дәрежесіне көбейту әдісін қолдануға болады. Әрбір екілік сан 2-ге көбейтіліп, оңнан солға қарай 0-ден бастап, оның орнына сәйкес дәрежеге көтеріледі.
01101 екілік үлгісін келесідей есептеуге болады:
\[0 \times 2^4 + 1 \times 2^3 + 1 \times 2^2 + 0 \times 2^1 + 1 \times 2^0 \]
Болу:
\[0 \16 + 1 \8 + 1 \4 + 0 \2 + 1 \1]
\[ = 0 + 8 + 4 + 0 + 1 \]
\[ = 13 \]
Сонымен, 01101 екілік сандық өрнегінің ондық мәні 13-ке тең.
4. Мысал сұрақ: Толық толқынды түзеткіш тізбек
Сұрақ:
Толық толқынды түзеткішке қосылған, кернеуді 240 В айнымалы токтан 24 В айнымалы токқа дейін төмендететін төмендеткіш трансформаторды пайдаланып, диод идеалды болса (кернеу төмендеусіз), алынған тұрақты ток кернеуін есептеңіз.
Талқылау:
Толық толқынды түзеткіш айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіреді, бұл бүкіл айнымалы ток циклін түзету арқылы жүзеге асырылады. Толық толқынды түзеткіш шығаратын тұрақты ток кернеуін түзетілген толқын пішінінің орташа кернеуін есептеу арқылы анықтауға болады.
Кірістегі (шығыс трансформаторындағы) идеалды диод және RMS кернеуі үшін ығысқан толық толқынды түзеткіштің шығыс тұрақты ток кернеуі:
\[ V_{DC} \approx \frac{2V_{RMS}}{\pi} \]
Мұнда RMS кернеуі 24 В құрайды.
\[ V_{DC} \апрокс \frac{2 \times 24}{3.14} \]
\[ V_{DC} \апрокс \frac{48}{3.14} \]
\[ V_{Тұрақты ток} \шамамен 15.29 В \]
Сонымен, алынған тұрақты ток кернеуі шамамен 15.29 В құрайды.
5. Мысал сұрақ: LC резонанстық тізбегінің параллель комбинациясы
Сұрақ:
Индуктор L = 10 мГн және конденсатор C = 10 мкФ болатын LC резонанстық тізбегінің резонанстық жиілігін анықтаңыз.
Талқылау:
Параллель LC тізбегінің резонанстық жиілігі (\( f_r \)) келесі формула бойынша есептеледі:
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}} \]
L және C мәндерін Генри мен Фарад бірліктеріне түрлендіру арқылы:
\[ L = 10 мГ = 10 \times 10^{-3}Г \]
\[ C = 10µF = 10 \times 10^{-6}F \]
Формулаға L және C қосындыларын қойыңыз:
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{(10 \times 10^{-3})(10 \times 10^{-6})}} \]
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{10 \times 10^{-9}}} \]
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{10^{-8}}} \]
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \times 10^{-4}} \]
\[ f_r = \frac{10^4}{2 \pi} }
\[ f_r \approx \frac{10^4}{6.28} \]
\[ f_r \шамамен 1591.55 Гц \]
Сонымен, бұл LC тізбегінің резонанстық жиілігі шамамен 1591.55 Гц құрайды.
Қорытынды
Жоғарыдағы мысал есептерін талқылаудан біз электрониканың негізгі принциптерін қолдану бізге салада кездесетін жиі кездесетін мәселелерді түсінуге және шешуге қалай көмектесетінін көрдік. Тұжырымдамаларды түсіну және үздіксіз тәжірибе электрондық жүйелерді меңгеру үшін өте маңызды. Бұл мақала оқырмандарға компоненттерді және электрондық жүйелердің негізгі қасиеттерін қалай есептеу керектігін жақсырақ түсінуге көмектеседі деп үміттенеміз, осылайша оларға оларды оқуда және жұмыс орнында қолдануға мүмкіндік береді.
