Transcript Circuitul electronic
Slide 1
ELECTRONICĂ
Ce trebuie să faceţi pentru a promova examenul de electronică?
1. Să vă efectuaţi lucrările de laborator (cel putin 90%) şi să
obţineţi minimum nota 5.
2. Să frecventaţi seminarul (cel puţin 75% din ore) şi să obţineţi
minimum nota 5.
3. Să parcugeţi cel puţin odată la două săptămâni cursurile predate
4. Să vă prezentaţi la examenul oral.
Care este compoziţia procentuală a calificativului final?
10%
nota medie la laborator
15%
nota la seminar
30%
nota medie a 2 evaluări pe parcurs
45%
prestaţia la examenul oral
Slide 2
ELECTRONICĂ
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. T. J. Floyd, „Dispozitive electronice”, Ed. Teora, Bucureşti 2003.
2. J. F. Wakerly, „Circuite digitale”, Ed. Teora, Bucureşti 2002.
3. K. F. Ibrahim, „Introducere în electronică”, Ed. Teora, Bucureşti
2001.
4. B. Wilkinson, „Electronică digitală”, Ed. Teora, Bucureşti 2002.
5. S. D. Anghel, „Instrumentaţie cu circuite digitale”, Universitatea
„Babeş-Bolyai”, Cluj-Napoca 2001.
INFORMATII COMPLETE
http://phys.ubbcluj.ro/~anghels/teaching.htm
Slide 3
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
Elemente de circuit
dipoli – elemente de circuit cu două terminale de conexiune
cuadrupoli – elemente de circuit cu patru terminale de conexiune.
iR
iR
uR
iD
iD
R
D
uR
caracteristica VA a unui
element de circuit liniar
uD
uD
caracteristica VA a unui
element de circuit neliniar
Slide 4
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
O reţea electrică (electronică) este alcătuită din mai
multe elemente de circuit conectate ohmic între ele.
Reţelele pot fi:
pasive – cele care nu generează energie
electrică sau nu modifică aspectul temporal al
semnalului
active – cele care pot genera energie
electrică sau care pot modifica aspectul temporal al
semnalului electric
isarc
iABsc
ZAB
Zsarc
sursă de tensiune
Rg
ig
ug
ug
sursă de curent
ig
Rg
Slide 5
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
reprezentări echivalente
A
A
isarc
isarc
Rg
Rsarc
ig =ug/Rg
usarc
Rg
Rsarc
usarc
ug = igRg
B
B
pasivizarea surselor
scurtcircuit, ug=0
ug
A
B
A
B
A
B
pasivizare
A
ig
B
intrerupere, ig=0
Slide 6
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Millman
Fie o reţea alcătuită din n ramuri conectate în paralel, în fiecare ramură
putându-se afla impedanţe şi surse de tensiune. Fiecare ramură poate fi
simbolizată printr-o sursă de tensiune echivalentă, conectată în serie cu
impedanţa echivalentă a ramurii (în ea sunt incluse şi impedanţele surselor de
tensiune).
i1
i2
Z1
ik
Z2
in
Zk
Zn
u
u1
u2
uk
un
Tensiunea u la bornele reţelei este dată de relaţia:
n
u
k 1
n
k 1
uk
Zk
1
Zk
Slide 7
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema superpoziţiei
Intensitatea curentului electric printr-o ramură a unei reţele active este suma
algebrică a intensităţilor curenţilor determinaţi prin ramura respectivă de
fiecare sursă în parte, în absenţa celorlalte surse de energie.
i’
i
Z1
Z2
u1
u2
Z
u
Z1
Z2
Z
u1
a
u’
Z1
Z2
Z
u2
b
i = i’ + i”
i”
c
u”
Slide 8
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema substituţiei (compensaţiei)
Fie o reţea alcătuită din elemente de circuit pasive şi active, liniare şi neliniare. Se
presupune că reţeaua a fost rezolvată şi se cunosc intensităţile ik ale curenţilor prin
fiecare ramură şi tensiunile uk la bornele fiecărei ramuri (k=1,2,...,n, n – numărul de
ramuri).
Dacă se înlocuiesc elementele unei ramuri k, fie cu o sursă de tensiune
cu valoarea uk, fie cu o sursă de curent cu valoarea ik, atunci valorile
intensităţilor curenţilor şi a tensiunilor prin toate celelalte ramuri rămân
neschimbate.
RETEA
ACTIVA
Zk
RETEA
ACTIVA
uk
RETEA
ACTIVA
ik
ik uk
Slide 9
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema substituţiei (compensaţiei)
i1
i3
i2
Z1
Z2
i1
Z3
i,3
i2
Z1
Z2
u
u1
u2
a
u3
i,1
i,,2
Z1
Z2
u
u1
u2
b
i3 ’ = i3
i3
u1
u2
c
u’ = u
i1 ’ = i1
i2 ’ = i2
u3
u,
Slide 10
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Thévenin
Fie o reţea activă la bornele căreia (A şi B) este conectat un dipol activ sau pasiv, care
reprezintă sarcina pentru reţea.
Din punctul de vedere al dipolului, reţeaua activă este echivalentă cu o sursă
de tensiune cu valoarea uABgol, conectată în serie cu impedanţa reţelei pasivizate,
ZAB .
A
isarc
A
RETEA
ACTIVA
ZAB
Zsarc usarc
Zsarc isarc usarc
B
uABgol
B
Slide 11
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Norton
Considerăm reţeaua activă la bornele căreia este conectat un dipol activ.
Din punctul de vedere al dipolului, reţeaua activă este echivalentă cu o sursă de
curent cu valoarea iABsc, conectată în paralel cu impedanţa reţelei pasivizate, ZAB
A
A
isarc
isarc
RETEA
ACTIVA
iABsc
ZAB
Zsarc
Zsarc
B
B
Slide 12
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Transfigurarea dipolului
Qs Q p Q
Rs
Rp
1 Q
2
Xs
Rs
X
Rp
A
Xp
s
X
1
A
Rs
p
1
Q
Rp
Xp
2
Xs
Dacă Q > 10, atunci:
B
B
R p Q Rs
2
X
p
X
s
Slide 13
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Transferul maxim de putere
2
A
i
Xg
pR
ug
( R g R sarc )
Rsarc
ug
B
( X g X sarc )
Xg + Xsarc = 0
Rg
Xsarc
2
Xg = -Xsarc
Rsarc = Rg
2
R sarc
Slide 14
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Regimuri de funcţionare a cuadrupolului:
mers în gol: Zsarc → , iieş = 0
mers în scurtcircuit: Zsarc = 0, uieş = 0
mers în sarcină: Zsarc 0, iieş
0, uieş 0
iin
iies
CUADRUPOL
Zg
uin
ug
uies
Zsarc
Slide 15
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Parametri caracteristici ai cuadrupolului:
u
Z in in
impedanţa de intrare:
i
in
impedanţa de ieşire:
Z ies
u iesgol
i iessc
factorul de transfer în tensiune: k
u
factorul de transfer în curent:
ki
u ies
u in
i ies
i in
amplificarea/atenuarea se exprimă în decibeli (dB
A PdB 10 log
Pies
Pin
A udB 20 log
u ies
A idB 20 log
i ies
u in
i in
factorul de amplificare/atenuare în putere
factorul de amplificare/atenuare în tensiune
factorul de amplificare/atenuare în curent
Slide 16
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Reprezentări ale unui cuadrupol
iin
CUADRUPOL
Zg
uin
Zin
iies
sursă de tensiune
Zies
kugoluin
uies
Zsarc
uies
Zsarc
ug
iin
CUADRUPOL
iies
Zg
uin
ug
Zin
Zies
kisc iin
sursă de curent
Slide 17
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
i1
u 1 u 1 i1 , u 2
i 2 i 2 i1 , u 2
h11
h12
h 21
h 22
u1
u1
i1
u 2 0
CUADRUPOL
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
i1
i2
u2 u1
h12u2
i2
h11
h21i1
h-122 u2
impedanţa de intrare cu ieşirea aflată în scurcircuit
u1
factorul de transfer invers în tensiune cu intrarea
u 2
i1 0 în condiţii de mers în gol
i2
i1
u2 0
i2
u 2
i1 0
factorul de transfer în curent cu ieşirea aflată în scurcircuit
admitanţa de ieşire cu intrarea aflată
în condiţii de mers în gol
ELECTRONICĂ
Ce trebuie să faceţi pentru a promova examenul de electronică?
1. Să vă efectuaţi lucrările de laborator (cel putin 90%) şi să
obţineţi minimum nota 5.
2. Să frecventaţi seminarul (cel puţin 75% din ore) şi să obţineţi
minimum nota 5.
3. Să parcugeţi cel puţin odată la două săptămâni cursurile predate
4. Să vă prezentaţi la examenul oral.
Care este compoziţia procentuală a calificativului final?
10%
nota medie la laborator
15%
nota la seminar
30%
nota medie a 2 evaluări pe parcurs
45%
prestaţia la examenul oral
Slide 2
ELECTRONICĂ
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. T. J. Floyd, „Dispozitive electronice”, Ed. Teora, Bucureşti 2003.
2. J. F. Wakerly, „Circuite digitale”, Ed. Teora, Bucureşti 2002.
3. K. F. Ibrahim, „Introducere în electronică”, Ed. Teora, Bucureşti
2001.
4. B. Wilkinson, „Electronică digitală”, Ed. Teora, Bucureşti 2002.
5. S. D. Anghel, „Instrumentaţie cu circuite digitale”, Universitatea
„Babeş-Bolyai”, Cluj-Napoca 2001.
INFORMATII COMPLETE
http://phys.ubbcluj.ro/~anghels/teaching.htm
Slide 3
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
Elemente de circuit
dipoli – elemente de circuit cu două terminale de conexiune
cuadrupoli – elemente de circuit cu patru terminale de conexiune.
iR
iR
uR
iD
iD
R
D
uR
caracteristica VA a unui
element de circuit liniar
uD
uD
caracteristica VA a unui
element de circuit neliniar
Slide 4
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
O reţea electrică (electronică) este alcătuită din mai
multe elemente de circuit conectate ohmic între ele.
Reţelele pot fi:
pasive – cele care nu generează energie
electrică sau nu modifică aspectul temporal al
semnalului
active – cele care pot genera energie
electrică sau care pot modifica aspectul temporal al
semnalului electric
isarc
iABsc
ZAB
Zsarc
sursă de tensiune
Rg
ig
ug
ug
sursă de curent
ig
Rg
Slide 5
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Reţea electrică
reprezentări echivalente
A
A
isarc
isarc
Rg
Rsarc
ig =ug/Rg
usarc
Rg
Rsarc
usarc
ug = igRg
B
B
pasivizarea surselor
scurtcircuit, ug=0
ug
A
B
A
B
A
B
pasivizare
A
ig
B
intrerupere, ig=0
Slide 6
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Millman
Fie o reţea alcătuită din n ramuri conectate în paralel, în fiecare ramură
putându-se afla impedanţe şi surse de tensiune. Fiecare ramură poate fi
simbolizată printr-o sursă de tensiune echivalentă, conectată în serie cu
impedanţa echivalentă a ramurii (în ea sunt incluse şi impedanţele surselor de
tensiune).
i1
i2
Z1
ik
Z2
in
Zk
Zn
u
u1
u2
uk
un
Tensiunea u la bornele reţelei este dată de relaţia:
n
u
k 1
n
k 1
uk
Zk
1
Zk
Slide 7
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema superpoziţiei
Intensitatea curentului electric printr-o ramură a unei reţele active este suma
algebrică a intensităţilor curenţilor determinaţi prin ramura respectivă de
fiecare sursă în parte, în absenţa celorlalte surse de energie.
i’
i
Z1
Z2
u1
u2
Z
u
Z1
Z2
Z
u1
a
u’
Z1
Z2
Z
u2
b
i = i’ + i”
i”
c
u”
Slide 8
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema substituţiei (compensaţiei)
Fie o reţea alcătuită din elemente de circuit pasive şi active, liniare şi neliniare. Se
presupune că reţeaua a fost rezolvată şi se cunosc intensităţile ik ale curenţilor prin
fiecare ramură şi tensiunile uk la bornele fiecărei ramuri (k=1,2,...,n, n – numărul de
ramuri).
Dacă se înlocuiesc elementele unei ramuri k, fie cu o sursă de tensiune
cu valoarea uk, fie cu o sursă de curent cu valoarea ik, atunci valorile
intensităţilor curenţilor şi a tensiunilor prin toate celelalte ramuri rămân
neschimbate.
RETEA
ACTIVA
Zk
RETEA
ACTIVA
uk
RETEA
ACTIVA
ik
ik uk
Slide 9
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema substituţiei (compensaţiei)
i1
i3
i2
Z1
Z2
i1
Z3
i,3
i2
Z1
Z2
u
u1
u2
a
u3
i,1
i,,2
Z1
Z2
u
u1
u2
b
i3 ’ = i3
i3
u1
u2
c
u’ = u
i1 ’ = i1
i2 ’ = i2
u3
u,
Slide 10
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Thévenin
Fie o reţea activă la bornele căreia (A şi B) este conectat un dipol activ sau pasiv, care
reprezintă sarcina pentru reţea.
Din punctul de vedere al dipolului, reţeaua activă este echivalentă cu o sursă
de tensiune cu valoarea uABgol, conectată în serie cu impedanţa reţelei pasivizate,
ZAB .
A
isarc
A
RETEA
ACTIVA
ZAB
Zsarc usarc
Zsarc isarc usarc
B
uABgol
B
Slide 11
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Teorema lui Norton
Considerăm reţeaua activă la bornele căreia este conectat un dipol activ.
Din punctul de vedere al dipolului, reţeaua activă este echivalentă cu o sursă de
curent cu valoarea iABsc, conectată în paralel cu impedanţa reţelei pasivizate, ZAB
A
A
isarc
isarc
RETEA
ACTIVA
iABsc
ZAB
Zsarc
Zsarc
B
B
Slide 12
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Teoremele reţelelor electrice
Transfigurarea dipolului
Qs Q p Q
Rs
Rp
1 Q
2
Xs
Rs
X
Rp
A
Xp
s
X
1
A
Rs
p
1
Q
Rp
Xp
2
Xs
Dacă Q > 10, atunci:
B
B
R p Q Rs
2
X
p
X
s
Slide 13
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Transferul maxim de putere
2
A
i
Xg
pR
ug
( R g R sarc )
Rsarc
ug
B
( X g X sarc )
Xg + Xsarc = 0
Rg
Xsarc
2
Xg = -Xsarc
Rsarc = Rg
2
R sarc
Slide 14
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Regimuri de funcţionare a cuadrupolului:
mers în gol: Zsarc → , iieş = 0
mers în scurtcircuit: Zsarc = 0, uieş = 0
mers în sarcină: Zsarc 0, iieş
0, uieş 0
iin
iies
CUADRUPOL
Zg
uin
ug
uies
Zsarc
Slide 15
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Parametri caracteristici ai cuadrupolului:
u
Z in in
impedanţa de intrare:
i
in
impedanţa de ieşire:
Z ies
u iesgol
i iessc
factorul de transfer în tensiune: k
u
factorul de transfer în curent:
ki
u ies
u in
i ies
i in
amplificarea/atenuarea se exprimă în decibeli (dB
A PdB 10 log
Pies
Pin
A udB 20 log
u ies
A idB 20 log
i ies
u in
i in
factorul de amplificare/atenuare în putere
factorul de amplificare/atenuare în tensiune
factorul de amplificare/atenuare în curent
Slide 16
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
Reprezentări ale unui cuadrupol
iin
CUADRUPOL
Zg
uin
Zin
iies
sursă de tensiune
Zies
kugoluin
uies
Zsarc
uies
Zsarc
ug
iin
CUADRUPOL
iies
Zg
uin
ug
Zin
Zies
kisc iin
sursă de curent
Slide 17
TEMA 1 CIRCUITUL ELECTRONIC
i1
u 1 u 1 i1 , u 2
i 2 i 2 i1 , u 2
h11
h12
h 21
h 22
u1
u1
i1
u 2 0
CUADRUPOL
Cuadrupoli liniari. Parametrii hibrizi.
i1
i2
u2 u1
h12u2
i2
h11
h21i1
h-122 u2
impedanţa de intrare cu ieşirea aflată în scurcircuit
u1
factorul de transfer invers în tensiune cu intrarea
u 2
i1 0 în condiţii de mers în gol
i2
i1
u2 0
i2
u 2
i1 0
factorul de transfer în curent cu ieşirea aflată în scurcircuit
admitanţa de ieşire cu intrarea aflată
în condiţii de mers în gol