משרד החינוך סמל השאלון:

Transcript

1 סוג הבחינה: גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים מדינת ישראל מועד הבחינה: אביב תשע"ב, 01 משרד החינוך סמל השאלון: א. משך הבחינה: ארבע שעות. נספחים: א. נספח לשאלה 9 ב. נספח לשאלה 10 חשמל ואלקטרוניקה ט' מגמת הנדסת חשמל, בקרה ואנרגיה )כיתה י"ג( הוראות לנבחן ג. נוסחאון בתורת החשמל לכיתה י"ג ד. נוסחאון באלקטרוניקה א' לכיתה י"ג ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה עשר שאלות. יש להשיב על חמש שאלות בלבד. לכל שאלה 0 נקודות. סך הכול 100 נקודות. שים לב: 1. חובה לענות על שתי שאלות לפחות מהפרק הראשון ושאלה אחת לפחות מהפרק השני.. חובה לענות על שאלה אחת מהפרק השלישי. ג. חומר עזר מותר לשימוש: מחשבון. ד. הוראות מיוחדות: ענה על מספר השאלות הנדרש בשאלון. המעריך יקרא ויעריך את מספר השאלות 1. הנדרש בלבד, לפי סדר כתיבתן במחברתך, ולא יתייחס לתשובות נוספות. התחל כל תשובה לשאלה חדשה בעמוד חדש.. רשום את כל תשובותיך אך ורק בעט. 3. הקפד לנסח את תשובותיך כהלכה ולסרטט את תרשימיך בבהירות כתוב את תשובותיך בכתב יד ברור, כדי לאפשר הערכה נאותה של תשובותיך. 6. אם לדעתך חסרים נתונים הדרושים לפתרון שאלה, אתה רשאי להוסיף אותם, בתנאי שתנמק מדוע הוספת אותם. 7. בכתיבת פתרונות חישוביים, קבלת מ רב הנקודות מותנית בהשלמת כל המהלכים שלהלן, בסדר שבו הם רשומים: רישום הנוסחה המתאימה. * הצבה של כל הערכים ביחידות המתאימות. * חישוב )אפשר באמצעות מחשבון(. * רישום התוצאה המתקבלת, ביחד עם יחידות המידה המתאימות. * ליווי הפתרון החישובי בהסבר קצר. * ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות הן לנבחנות והן לנבחנים. בשאלון זה 10 עמודים ו 1 עמודי נספחים. בהצלחה!

2 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל השאלות ענה על חמש מבין השאלות עליך לענות על שתי שאלות לפחות מן הפרק הראשון, על שאלה אחת לפחות מן הפרק השני, ועל שאלה אחת מן הפרק השלישי. פרק ראשון: תורת החשמל ענה על שתי שאלות לפחות מבין השאלות 1 4 )לכל שאלה 0 נקודות(. שאלה 1 באיור לשאלה 1 נתון מעגל חשמלי. המפסק S פתוח זמן ממושך, והזרם בסליל הוא 0. ברגע 0 t סוגרים את המפסק S. 1 S i(t) 00 Ω v 1 (t) i L (t) E 0 V v L (t) L 0.1 H 00 Ω איור לשאלה 1 חשב את קבוע הזמן של המעגל. א. חשב את הזרם בסליל, (t) msec, i L לאחר סגירת המפסק. ב. חשב את המתח על הסליל, (t),v L ואת המתח על הנגד, v 1 (t), 1 בזמן.t msec ג. חשב את הזרם i(t) זמן ממושך לאחר סגירת המפסק. ד. המשך בעמוד 3

3 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל שאלה באיור לשאלה נתון מעגל חשמלי. 6 8 Ω A 3 E 3 B 5 Ω 15 V 1 Ω 3 Ω E 4 30 V 5 6 Ω E 1 10 V E 0 V 4 10 Ω איור לשאלה רשום מערכת משוואות לחישוב המתחים בנקודות A ו B U A ) ו U( B בשיטת מתחי הצמתים. א. חשב את המתחים U A ו U. B ב. חשב את הזרם בנגד, 3 וציין את כיוונו )מ A ל B או מ B ל A (. ג. חשב את ההספק בנגד. 6 ד. המשך בעמוד 4

4 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל שאלה 3 באיור לשאלה 3 נתון מעגל זרם חילופין. 1 I A 14 Ω L j 40 Ω C j 15 Ω V V 3 50 Ω 40 Ω 4 10 Ω B איור לשאלה 3 א. חשב את הזרם I )רשום את תשובתך בהצגה מרוכבת(. ב. חשב את ההספק הממשי הכולל הנצרך על ידי הנגדים במעגל. ג. חשב את המתח בין הנקודות A ו B )רשום את תשובתך בהצגה מרוכבת(. הערה: בפתרון השאלה ניתן להשתמש בהמרה מחיבור משולש לחיבור כוכב. המשך בעמוד 4

5 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל שאלה 4 באיור לשאלה 4 נתון מעגל זרם חילופין. התדר של מקור המתח V הוא. f 50 Hz I A I 1 I 15 Ω V V C 00 µf L 50.8 mh 1 10 Ω B איור לשאלה 4 א. חשב את הזרמים I 1, I ו.I ב. חשב את ההספק הממשי, את ההספק העיוור ואת ההספק המדומה של המעגל, וסרטט את משולש ההספקים של המעגל ( T Q T, P ו )S T. ג. קבע את אופיו של המעגל )קיבולי או השראותי(. נמק את קביעתך. ד. סרטט דיאגרמת מחוגים )דיאגרמה פאזורית( עקרונית, המתארת את הזרמים I 1, I ו I ואת מתח המקור במעגל הזה. המשך בעמוד 6

6 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל פרק שני: אלקטרוניקה א' ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות 5 8 )לכל שאלה 0 נקודות(. שאלה 5 באיור לשאלה 5 מתואר מגבר שרת אידיאלי. 1 4 kω Y kω V 4 V 3 4 kω X + I o Z I L V1 6 V 4 kω L 1 kω V o איור לשאלה 5 חשב את המתח בנקודות X ו Y. א. חשב את מתח המוצא V. o ב. חשב את הזרם דרך הנגד, וציין את כיוונו )מ Y ל Z או מ Z ל Y (. ג. חשב את הזרם I o במוצא מגבר השרת. ד. המשך בעמוד 7

7 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל שאלה 6 באיור לשאלה 6 נתונה רשת חשמלית. 4 kω V i C μf V o איור א' לשאלה 6 לרשת זו מספקים את הדופק המתואר באיור ב' לשאלה. V i [V] t [msec] איור ב' לשאלה 6 א. העתק למחברתך את איור ב', וסרטט מתחתיו, בהתאמה, את צורת מתח המוצא V, o כפונקציה של הזמן. ב. חשב את ערכו המרבי של מתח המוצא. ג. חשב את ערכו של מתח המוצא כעבור 15. msec המשך בעמוד 8

8 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל שאלה 7 באיור א' לשאלה 7 נתון מעגל חשמלי להפעלת תצוגת שבעה מקטעים,(7-seg) המתוארת באיור ב' לשאלה. נתון: V LED 1. V מוצאי Y הם: 0. V ; '1' 5 V '0' V CC 5 V תצוגת 7-seg LED a b c d e f g Y a Y b Y c Y d Y e Y f Y g מערכת לוגית להפעלת התצוגה איור א' לשאלה 7 a f g b e d c איור ב' לשאלה 7 המשך בעמוד 9

9 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל א. חשב את התנגדות הנגד, אם נדרש שהזרם דרך כל LED יהיה. I LED 10 ma ב. ציין את הערך הלוגי )'0' או '1'( שמפיקה המערכת הלוגית בכל אחד מן המוצאים Y, a Y g על מנת להדליק את הספרה. ג. חשב את הזרם שאותו צריך לספק מקור המתח, V CC על מנת להדליק את הספרה. שאלה 8 באיור לשאלה 8 מתואר מעגל המשמש לבקרת הספק. מערכת הבקרה מספקת דופקי הצתה ל TIAC, בזווית של 90 ובזווית של 70 בכל מחזור )כלומר, זוויות ההצתה הן: 180 k.)k 0, 1,, 3..., α 90 + L 50 Ω V L (t) (t) V i 30 sin ( ωt) V VT(t) מערכת (t) V G בקרה איור לשאלה 8 א. סרטט, זו מתחת לזו בהתאמה, את צורות הגלים: (t) V T (t), V G (t), V i ו ( t ) V L כפונקציה של הזמן לאורך שני מחזורים. ב. חשב את המתח היעיל על נגד העומס. L ג. חשב את ההספק בנגד העומס. L המשך בעמוד 10

10 חשמל ואלקטרוניקה ט', אביב תשע"ב סמל פרק שלישי: אנגלית טכנית ענה על שאלה אחת מבין השאלות 9 10 )לכל שאלה 0 נקודות(. שאלה 9 בנספח לשאלה 9 מובא קטע של מאמר בשפה האנגלית, ששורותיו ממוספרות. כתוב את תשובותיך לסעיפים א' ד' בעברית, רק על פי הכתוב במאמר. ציין את מספרי השורות בקטע, שעליהן התבססת בתשובתך לכל סעיף. א. מהם המאפיינים של זרם קצר? ב. רשום את הסוגים השונים של זרם קצר וציין את השכיחות )באחוזים( של כל אחד מהם. ג. מהן ההשלכות של זרם קצר: 1. בנקודה שבה הוא מתרחש?. במעגל הקצר? ד. רשום שלוש הנחות בסיסיות בחישוב זרם קצר. שאלה 10 בנספח לשאלה 10 מובא קטע של מאמר בשפה האנגלית, ששורותיו ממוספרות. כתוב את תשובותיך לסעיפים א' ד' בעברית, רק על פי הכתוב במאמר. ציין את מספרי השורות בקטע, שעליהן התבססת בתשובתך לכל סעיף. א. מהם החסרונות של מנוע חד מופעי לעומת מנוע תלת מופעי? ב. הסבר את הסיבה לכך שהמנוע המתואר באיור 1 אינו יכול להניע. ג. כיצד מניע מנוע בעל פאזת עזר )סליל התנעה(? ד. כיצד מניע מנוע בעל פאזת עזר )סליל התנעה( וקבל? בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך.

11 נספח לשאלה ) 9 עמודים( לשאלון , אביב תשע"ב מקום למדבקת נבחן Short circuits in Electrical Installations Various types of short-circuits can occur in electrical installations. Characteristics of short circuits The primary characteristics are: Duration (self-extinguishing, transient and steady-state) 5 Origin Mechanical (break in a conductor, accidental electrical contact between two conductors) Internal or atmospheric overvoltages Insulation breakdown due to heat, humidity or a corrosive environment Location (inside or outside a machine or an electrical switchboard) 10 Types of short circuits Short circuits can be: Phase to earth (80% of faults) Phase to phase (15% of faults). This type of fault often degenerates into a three phase fault Three phase (only 5% of initial faults) 15 Consequences of short circuits The consequences are variable depending on the type and the duration of the fault, the point in the installation where the fault occurs and the short-circuit power. Consequences include: At the fault location, the presence of electrical arcs, resulting in 0 Damage to insulation Welding of conductors Fire and danger to life On the faulty circuit Electrodynamic forces, resulting in Deformation of the busbars 5 Disconnection of cables Excessive temperature rise due to an increase in Joule losses, with the risk of damage to insulation On other circuits in the network or in near-by networks 30 Voltage dips during the time required to clear the fault, ranging fron a few milliseconds to a few hundred milliseconds Shutdown of a part of the network, the extent of that part depending on the design of the network and the discrimination levels offered by the protection devices Dynamic instabillty and/or the loss of machine synchronisation Disturbances in control/monitoring circuits המשך בעמוד

12 - - נספח לשאלה 9 סמל , אביב תשע"ב Basic assumptions in short circuit calculations To simplify the short circuit calculations, a number of assumptions are required: 35 The given network is radial with nominal voltages ranging from 1 V to 550 kv The short circuit current, during a three-phase short-circuit, is assumed to occur simultaneously on all three phases During the short-circuit, the number of phases involed does not change, i.e. a three phase fault remains three phase and a phase to earth fault remains phase to earth For the entire duration of the short-circuit, the voltages responsible for the flow of the current and the short-circuit impedance do not 40 change significantly Arc resistances are not taken into account All line capacitances are neglected Load currents are neglected

13 נספח לשאלה ) 10 עמודים( לשאלון , אביב תשע"ב מקום למדבקת נבחן Single phase induction motors The single phase induction motor, not as widely used as the 3-phase version, however represents a considerable part of the market. For equal power, its overall dimensions are greater than the 3-phase version. Also its efficiency and power factor are much weaker than a 3 phase motor and vary greatly depending firstly on the power, and secondly on the constructor. Opreating principle 5 10 A single phase motor like a 3 phase motor is made up of two parts, the stator having an equal number of poles whose windings are connected to the main supply, and the rotor, which is in most cases a squirrel cage. As an example we will consider two windings connected to the supply L1 and N. The single-phase a.c. current generates in the rotor a simple a.c. field H which is the superposing of two rotating fields H1and H of the same value and in opposite directions. At standstill the stator being supplied, the fields have the same slip in relation to the rotor and in consequence produce two equal and opposed torques. The motor cannot start. Since single phase motors cannot start wihout assistance, therefore different methods are used to help them achieve this. fig. 1 Operating principle of a single phase induction motor Single phase motor starting methods By auxiliary phase On this type of motor, the stator is composed of two windings geometrically set off one from the other at 90. The fields produced by two out of phase currents, and the resulting rotating field is sufficient to cause the no load starting of the motor. When the motor reaches about 80% of its speed, the auxiliary phase can be switched out (centrifugal coupling). In other cases it is left in service. everse rotation is obtained by reversing the connections on one of the phases. The torque produced on starting is low. To increase this, increase the difference in the two fields produced by the coils. For this reason, diverse stating methods are adopted. fig. By auxiliary phase המשך בעמוד

14 - - נספח לשאלה 10 סמל , אביב תשע"ב 0. By auxiliary phase and capacitor This is the device most widely used. A capacitor is connected to one of the phases, usually the auxiliary phase. The capacitor causes an out of phase condition that is the opposite to that of an inductance, the operation during starting and normal running is similar to that of a two-phase rotating field motor. The torque and power factor are higher. Once started, it is important to maintain the out of phase condition between currents, but the capacitance can be reduced because the stator impedance has increased. fig. 3 By auxiliary phase and capacitor 5 3. By auxiliary phase and resistance A resistance connected in series to the auxiliary phase increasing the impedance and time lag between I1 and I. The end of starting operation is identical to that described above. 4. By auxiliary phase and inductance Same principal as the example above, but the resistance is replaced by an inductance that is mounted in series in the auxiliary phase enlarging the time lag between the two currents.

15 סוג הבחינה: גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים מדינת ישראל אביב תשע"ב, 01 מועד הבחינה: משרד החינוך סמל השאלון: אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר מקום למדבקת נבחן נוסחאון בתורת החשמל לכיתה י"ג )8 עמודים( )הגדלים בנוסחאון מופיעים ביחידות )SI 1. זרם ישר התנגדות ומוליכות התנגדות ]Ω[ התנגדות סגולית ρ Ω mm m אורך המוליך l ]m[ שטח החתך של המוליך A ] [mm מוליכות G [S] זרם I [A] מטען Q [C] זמן t [sec] צפיפות הזרם J ] [A / mm שטח החתך A ] [mm ρl A G 1 זרם חשמלי I Q t J I A אנרגיה בזרם ישר J] או W [W sec אנרגיה [sec] t זמן W P t [W] P הספק המשך בעמוד

16 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב - - כא"מ של מקור מתח [V] E הכא"מ E U + I r מתח ההדקים U [V] התנגדות פנימית r [Ω] זרם I [A] E + I r U + מקור זרם זרם המקור I s [A] מוליכות פנימית של מקור זרם G [S] Is I + G U I + I s G U. פתרון מעגלים באמצעות משפטי רשת המרה מנורטון לתבנין ומתבנין לנורטון Th N E Th I N N I N E T h T h N Th המשך בעמוד 3

17 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב העברת הספק מקסימלי לעומס אומי PL PL max max Eth 4 th IN N 4 עבור מעגל תבנין עבור מעגל נורטון נוסחת מילמן לרשת בעלת שני צמתים בלבד ו b a המתח בין הצמתים V ab [V] [Ω] התנגדויות ענפים מקביליים [A] I s מקורות זרם בענפים Vs + Is V ab 1 [V] V s מקורות מתח בענפים 3. מגנטיות ואלקטרומגנטיות כוח מגנטו מניע [AT] F m כוח מגנטו מניע F m NI Hl N מספר כריכות חוק אמפר [A] I זרם עוצמת השדה המגנטי H [AT/m] במעגל מגנטי ΣNI ΣHl [m] l אורך המסלול המגנטי עוצמת השדה המגנטי H m] [A / במרחק r ממוליך [m] r מרחק מהמוליך שדה מגנטי )השראה מגנטית( B של מוליך נושא זרם I במרחק r מהמוליך Wb m H I πr B µh המשך בעמוד 4

18 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב μ חדירות )חלחלות( H m חדירות )חלחלות( יחסית μ r H μ חדירות )חלחלות( האוויר o m אורך המסלול המגנטי l [m] שטף מגנטי Φ Wb] או [V sec µ µ o µ r µ o 4 π 10 7 m l µ l A AT מיאון מגנטי )התנגדות מגנטית( m Wb Wb B שדה מגנטי )השראה מגנטית( m במרכז סליל ארוך שאורכו l ] A [m שטח חתך B Φ A Φ NI m כוח המופעל על מוליך נושא זרם/מטען נע sec] v [m / מהירות קווית [C] q מטען [A] I זרם העובר במוליך F B q v sin α F B I l sin α [m] l אורך המוליך כוח הפועל בין שני מוליכים נושאי זרם הזווית בין כיוון תנועת המטען/ α rad] ], כיוון הזרם לבין קווי השדה [m] d המרחק בין המוליכים [N] F כוח F µl πd I 1 I המשך בעמוד 5

19 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב כא"מ מושרה E [V] מספר כריכות הסליל N השראות עצמית של הסליל L [H] השראות הדדית M* [H] מקדם הצימוד k האנרגיה האגורה בסליל W J] או [W sec E N dφ dt L N dφ di E L di dt L N m M* k L 1 L W 1 LI m] M [N מומנט הפועל על הכריכה ] A [m שטח פני הכריכה הזווית בין הניצב למישור θ rad] [, הכריכה לבין קווי השדה sec] ω [rad / מהירות זוויתית sec] v [m / מהירות קווית [m] רדיוס הכריכה [rpm] n מהירות סיבוב M B A I sin θ M Φ I sin θ Emax B A ω ω ω θ ω t v πn 60 המשך בעמוד 6

20 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב זרם חילופין [A] i(t) ערך רגעי של הזרם ערך מרבי של הזרם [A] I max תנופת הזרם [rad] α זווית מופע [sec] t זמן [V] u(t) ערך רגעי של המתח ערך מרבי של המתח [V] U max תנופת המתח [A] I eff ערך יעיל של הזרם [V] U eff ערך יעיל של המתח [sec] T זמן המחזור sec] ω [rad / תדירות זוויתית sec] f [Hz, cycles / תדירות [Ω] X L היגב השראותי [Ω] X C היגב קיבולי ( ) ( + α) i t Imax sin ωt ( ) ( + α) u t Umax sin ωt Ieff Ueff l Imax l Umax l ω πf T f j XL jωl XC ωc הספק פעיל P [W] הספק מדומה S [VA] הספק היגבי Q [VAr] זווית מופע ϕ rad] [, הספקים 5. Q tgϕ P P Scosϕ S P ± jq Q Ssin ϕ [F] C קיבול rad] ϕ [, זווית מופע אחרי השיפור rad] ϕ 1 [, זווית מופע לפני השיפור שיפור מקדם ההספק P C tgϕ tg ωu ϕ 1 ( ) המשך בעמוד 7

21 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב רשתות תלת מופעיות כוכב סימטרי זרם קווי I L [A] זרם מופעי I ph [A] מתח שלוב )קווי( U L [V] מתח מופעי U ph [V] UL IL Iph 3 Uph משולש סימטרי UL Uph IL 3 Iph הספק תלת מופעי [VA] S הספק מדומה תלת מופעי [W] P הספק פעיל תלת מופעי [VAr] Q הספק היגבי תלת מופעי S 3 UL IL P 3 UL IL cosϕ Q 3 UL IL sin ϕ ייצוג מתחים מופעיים במישור המרוכב של רשת תלת מופעית סימטרית U U 0 US U 10 UT U + 10 U T U U S המשך בעמוד 8

22 נוסחאון בתורת החשמל נספח לשאלון , אביב תשע"ב Z1 Z31 Z1 Z1 + Z3 + Z Z1 Z + Z Z3 + Z3 Z1 Z1 Z3 7. המרה כוכב משולש Z1 Z3 Z Z1 + Z3 + Z31 Z1 Z + Z Z3 + Z3 Z1 Z3 Z1 Z3 Z31 Z3 Z1 + Z3 + Z31 Z1 Z + Z Z3 + Z3 Z1 Z31 Z 1 1 Z 1 3 Z 3 Z 3 Z 31 Z 1 Z 3 8. תופעות מעבר מתח המוצא על הקבל v C (t) [V] )t מתח סופי )עבור V C [V] V מתח התחלתי על הקבל C0 [V] זמן t [sec] קבוע הזמן τ [sec] t vc ( t) VC ( VC VC 0 ) e τ τ C [A] i L (t) זרם מוצא בסליל )t זרם סופי )עבור I L [A] t il ( t) IL ( IL IL0 ) e τ [A] I L0 זרם התחלתי בסליל τ L בהצלחה!

23 גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים סוג הבחינה: מדינת ישראל אביב תשע"ב, 01 מועד הבחינה: משרד החינוך נספח לשאלון: אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר מקום למדבקת נבחן נוסחאון באלקטרוניקה א' לכיתה י"ג )9 עמודים( דיודת צומת סימול: I D V D א. דיודה אידיאלית ממתח קדמי 0 D V )ק צ ר( ממתח אחורני 0 D I )נ ת ק( ב. קירוב באמצעות V γ ממתח קדמי γ V D V ממתח אחורני 0 D (V D < V γ ), I ג. קירוב באמצעות V γ ו f ממתח קדמי γ (V D > V γ ) V D I D f + V ממתח אחורני 0 D (V D < V γ ), I המשך בעמוד

24 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב - - חישובי הגבר הגבר מתח A V מתח מוצא V o [V] מתח מבוא V i [V] הגבר מתח בדציבלים A V [db] AV V AV o Vi V 0 log o Vi הגבר זרם A I זרם מוצא I o [A] זרם מבוא I i [A] הגבר זרם בדציבלים A I [db] AI I AI o Ii I 0 log o Ii הגבר הספק A P הספק מוצא P o [W] הספק מבוא P i [W] נגד עומס L [Ω] התנגדות מבוא i [Ω] הגבר הספק A P [db] P A A A A P o V I L I A i V Pi i L P A o P 10 log Pi הגבר כולל של N דרגות A VT המחוברות בשרשרת )קסקדה( ( ) ( ) + ( ) + ( ) + + P A o P 10 log Pi ( ) AVT db AV1 db AV db AV3 db... AVN db הגבר כולל של N דרגות, [db] A VT בדציבלים המשך בעמוד 3

25 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב מאזן הספקים [W] P I הספק מבוא [W] P CC הספק נצרך מהספקים PI + PCC PL + Pdiss [W] P L הספק העומס [W] P diss הספק מבוזבז טרנזיסטור דו נושאי )בתחום הפעיל( [A] I C זרם קולט ( ) + IC βib, IE β + 1 IB, IE IC IB [A] I E זרם פולט [A] I B זרם בסיס IC β α α, β IE β α תרשים תמורה מקורב מסוג h של טרנזיסטור דו נושאי B i b i c C h ie h fe i b E נוסחאות עבור טרנזיסטור בחיבור פולט משותף )CE( A I i A V o L ללא נגד E h fe h ie h fe L hie L עם נגד E h fe h ie + (1 + h fe ) E h fe L i L המשך בעמוד 4

26 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב מגברי הפרש [V] V 1 מתח מבוא [V] V מתח מבוא Vo A1 V1 + A V Vo A1 V1 V 0 Vo A V V1 0 A d הגבר הפרשי A c הגבר האות המשותף A A Ad 1 Ac A1 + A CM יחס דחיית האות המשותף CM Ad Ac Vo Ad Vd + Ac Vc [V] V d הפרש מתחי המבוא ממוצע הסכום של V c [V] מתחי המבוא Vo Ad Vd Vd V1 V V V Vc 1 + Vo Vc 0 Vi Vo Ac Vc Vo Vd 0 Vi המשך בעמוד 5

27 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב v(t) מתחים וזרמים בגל סינוס עם זווית הולכה א. בקרת חצי גל בעומס אומי V m α ω π ω π ω t [rad] α זווית הצתה [V] v(t) מתח הגל בתלות בזמן [V] V AV הערך הממוצע של המתח V MS V L הערך היעיל של המתח על העומס [V] V m הערך המרבי של המתח rad ω מהירות זוויתית sec )תדר זוויתי( [sec] t זמן [Ω] התנגדות העומס [W] P הספק על העומס [A] I AV הערך הממוצע של הזרם [A] I MS הערך היעיל של הזרם [V] V in הערך היעיל של מתח המבוא [V] V V V m L MS ( ) 0 α π v t Vm sin ωt V V m AV 1+ cos α π [ ] 1 sin α π α + π VMS P VAV IAV VMS IMS V Vin m המשך בעמוד 6

28 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב בקרת הספק עבור חצי מחזור V L / V in זווית [ ] 0 הצתה v(t) ב. בקרת גל שלם בעומס אומי V m α ω π ω π + α ω π ω t [rad] α זווית הצתה [V] v(t) מתח הגל בתלות בזמן הערך הממוצע של V AV [V] המתח V הערך היעיל של המתח MS V L [V] על העומס הערך המרבי של V m [V] המתח ( ) 0 α π v t Vm sin ωt VAV 0 V 1 + π π α α V V m sin L MS המשך בעמוד 7

29 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב ω מהירות זוויתית rad sec )תדר זוויתי( [sec] t זמן [Ω] התנגדות העומס [W] P הספק על העומס הערך הממוצע של I AV [A] הזרם [A] I MS הערך היעיל של הזרם V הערך היעיל של מתח in [V] המבוא VMS P VAV IAV VMS IMS V V m in V L / V in בקרת הספק עבור מחזור שלם זווית [ ] 0 הצתה המשך בעמוד 8

30 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב מיישרים א. יישור חד מופעי חצי גל בעומס אומי הערך המרבי של המתח V m [V] הערך הממוצע של המתח [V] V AV הערך היעיל של המתח [V] V MS הערך הממוצע של הזרם I AV [A] הערך היעיל של הזרם [A] I MS התנגדות העומס [Ω] הספק על העומס P [W] V VAV m π V VMS m VAV IAV VMS IMS VMS P ב. יישור חד מופעי גל שלם בעומס אומי הערך המרבי של המתח V m [V] הערך הממוצע של המתח [V] V AV הערך היעיל של המתח [V] V MS הערך הממוצע של הזרם I AV [A] הערך היעיל של הזרם [A] I MS התנגדות העומס [Ω] הספק על העומס P [W] V VAV m π V VMS m VAV IAV VMS IMS VMS P המשך בעמוד 9

31 נוסחאון באלקטרוניקה א' נספח לשאלון , אביב תשע"ב מתח אדווה במיישר חצי גל [V] ΔV מתח גליות )אדווה( [V] V omax מתח מרבי במוצא V V omax C f [Hz] f תדר מתח הכניסה מתח אדווה במיישר גל שלם Vo max V C f משוואת הדפקים היסודית מתח המוצא [V] v(t) (t מתח סופי (עבור V [V] מתח התחלתי [V] V 0+ זמן t [sec] קבוע הזמן τ [sec] t v( t) V ( V V0 + ) e τ τ C τ L טעינה לינארית טעינת קבל בזרם קבוע: מתח הקבל v C (t) [V] זרם הקבל I C [A] קיבול C [F] זמן t [sec] זרם הסליל i L (t) [A] מתח הסליל V L [V] השראות L [H] IC vc( t) C t + V C( 0) IC VC t C טעינת סליל במתח קבוע: V i t L L ( ) L t + I L ( 0) V I L L t L בהצלחה!