Pytania pomocnicze - ELM.05

Prąd kolektora oblicza się ze wzoru IC = β · IB. W tym zadaniu IC = 50 · 1 mA = 50 mA.

Część napięcia zasilania odkłada się na rezystorze kolektorowym. Na tranzystorze pozostaje napięcie zasilania pomniejszone o spadek napięcia na tym rezystorze.

Stosuje się prawo Ohma: UR = IC · RC. Dla IC = 0,05 A i RC = 10 Ω spadek napięcia wynosi 0,5 V.

Dla układu z rezystorem w kolektorze można użyć zależności UCE = E - IC · RC. Po podstawieniu danych otrzymuje się UCE = 10 V - 0,5 V = 9,5 V.

Współczynnik β określa, ile razy prąd kolektora jest większy od prądu bazy w stanie aktywnym tranzystora. Dla β = 50 prąd kolektora jest 50 razy większy od prądu bazy.

Prawo Ohma w postaci U = I · R wymaga podstawienia prądu w amperach, jeśli rezystancja jest w omach. Dlatego 50 mA zapisuje się jako 0,05 A.

UCE bliskie 0 V oznaczałoby silne nasycenie tranzystora lub zwarcie kolektor-emiter. W tym zadaniu spadek na rezystorze wynosi tylko 0,5 V, więc UCE pozostaje równe 9,5 V.

Tranzystor wymaga polaryzacji napięciem stałym, aby pracował w odpowiednim punkcie pracy. Dlatego na kolektorze występuje napięcie stałe z nałożonym sygnałem zmiennym.

Blokuje składową stałą napięcia wyjściowego i przepuszcza składową zmienną, czyli użyteczny sygnał. Dzięki temu napięcie stałe z kolektora nie trafia do obciążenia.

Tak, razem z rezystancją obciążenia tworzy filtr górnoprzepustowy i może tłumić niskie częstotliwości. Nie jest to jednak to samo co ograniczanie pasma od góry.

Kondensator sprzęgający jest włączony w tor sygnału i separuje składową stałą. Kondensator filtrujący zasilanie jest zwykle podłączony równolegle do linii zasilania i zmniejsza tętnienia napięcia.

Ujemne sprzężenie zwrotne polega na doprowadzeniu części sygnału wyjściowego z powrotem na wejście w przeciwnej fazie. Kondensator na wyjściu pokazany w układzie służy do separacji składowej stałej, a nie do tworzenia pętli sprzężenia.

Sygnał wejściowy jest podawany na bazę, wyjściowy pobierany z kolektora, a emiter jest połączony z masą bezpośrednio lub przez rezystor. Taki układ odwraca fazę sygnału.

Do następnego stopnia lub obciążenia trafiłoby napięcie stałe z kolektora tranzystora. Mogłoby to zakłócić punkt pracy kolejnego układu albo spowodować nieprawidłowe działanie odbiornika.

Jest to taki zakres napięć wejściowych, który układ cyfrowy interpretuje jako logiczną jedynkę. W pokazanym przykładzie jest to około od 2 V do 5 V.

Bramka NAND działa jak inwerter, gdy jej wejścia są połączone razem albo jedno wejście jest ustawione na stałe w stanie wysokim. Wtedy zmiana stanu wejścia powoduje przeciwny stan na wyjściu.

Należy znaleźć na wykresie obszar, w którym napięcie wyjściowe gwałtownie zmienia się przy zmianie napięcia wejściowego. W pobliżu tego obszaru znajduje się próg przełączania.

Napięcie wejściowe Uwe jest sygnałem podawanym do bramki, a napięcie wyjściowe Uwy jest odpowiedzią układu. Charakterystyka pokazuje, jak Uwy zmienia się w zależności od Uwe.

Z wykresu wynika, że dla niskich napięć wejściowych wyjście pozostaje wysokie, co odpowiada działaniu inwertera. Dopiero od około 2 V wejście jest traktowane jako logiczna jedynka.

Jest to zakres napięć, w którym układ może nie rozpoznać jednoznacznie zera ani jedynki. W poprawnie działających układach cyfrowych unika się pracy w tym obszarze.

Należy wyznaczyć zmianę napięcia ΔU oraz czas tej zmiany Δt, a następnie użyć wzoru S = ΔU / Δt. Wynik podaje się np. w V/ms lub V/µs.

Oznacza, że jedna działka w pionie odpowiada zmianie napięcia o 1 V. Jeśli przebieg zmienia się o 4 działki, to zmiana napięcia wynosi 4 V.

Oznacza, że jedna działka w poziomie odpowiada czasowi 1 ms. Pozwala to odczytać czas trwania fragmentu przebiegu.

Ponieważ 4 V to tylko wartość zmiany napięcia. Szybkość narastania musi uwzględniać także czas, dlatego jej jednostką jest np. V/ms.

Ponieważ 1 ms to tylko czas narastania. Szybkość narastania określa, o ile woltów zmienia się napięcie w jednostce czasu.

Wartość napięcia ma jednostkę V, natomiast szybkość zmiany napięcia ma jednostkę napięcia podzieloną przez czas, np. V/s, V/ms lub V/µs.

Strome zbocze oznacza dużą zmianę napięcia w krótkim czasie, czyli dużą szybkość narastania lub opadania napięcia.

Ponieważ ma napięcie wyjściowe 15 V, dopuszczalne napięcie wejściowe 35 V większe od 20 V oraz maksymalny prąd 2 A większy od wymaganego 1,8 A.

Ma poprawne napięcie wyjściowe 15 V, ale jego maksymalny prąd wyjściowy wynosi tylko 500 mA, czyli znacznie mniej niż wymagane 1,8 A.

LM7805 daje napięcie wyjściowe 5 V, a układ wymaga 15 V. Napięcie wyjściowe stabilizatora musi być zgodne z wymaganiami zasilanego obwodu.

LM79L15 jest stabilizatorem napięcia ujemnego -15 V. W układzie wymagane jest dodatnie napięcie +15 V.

Seria 78xx oznacza stabilizatory napięcia dodatniego. Liczba na końcu, np. 15, wskazuje wartość napięcia wyjściowego.

Stabilizator musi bezpiecznie dostarczać wymagany prąd. Jeśli jego dopuszczalny prąd jest za mały, może się przegrzać, ograniczać napięcie lub ulec uszkodzeniu.

Moc strat oblicza się ze wzoru P = (Uwe - Uwy) · I. Dla 20 V, 15 V i 1,8 A wynosi ona 9 W, więc stabilizator może wymagać radiatora.

Ma postać dwupołówkowo wyprostowanej sinusoidy. Oznacza to, że obie połówki napięcia wejściowego pojawiają się na wyjściu z tą samą polaryzacją.

Najczęściej wskazuje na rozwarcie jednej diody w mostku. Układ przestaje wtedy prostować dwupołówkowo i działa jak prostownik jednopołówkowy.

Prąd musi przepłynąć od jednego zacisku źródła przez obciążenie do drugiego zacisku źródła. W każdej połówce okresu przewodzi inna para diod, zapewniając tę samą polaryzację napięcia na obciążeniu.

Rozwarcie zwykle powoduje zanik jednej połówki przebiegu wyjściowego. Zwarcie może powodować bardzo duży prąd, przeciążenie źródła i silne zniekształcenie lub zanik poprawnego przebiegu.

Częstotliwość tętnień jest dwa razy większa od częstotliwości napięcia wejściowego. Dla sieci 50 Hz tętnienia za mostkiem mają 100 Hz.

Pozwala zobaczyć kształt przebiegu napięcia w czasie. Dzięki temu można szybko rozpoznać brak jednej połówki, zniekształcenia lub nieprawidłową amplitudę.

Należy od napięcia wejściowego odjąć napięcie wyjściowe, a wynik pomnożyć przez prąd obciążenia: Pstr = (Uwe - Uwy) · I.

Ponieważ różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym odkłada się na elemencie regulacyjnym stabilizatora. Przy przepływie prądu powoduje to stratę mocy.

Najczęściej U1 oznacza napięcie wejściowe stabilizatora, a U2 napięcie wyjściowe stabilizowane podawane na obciążenie.

Moc strat wzrośnie proporcjonalnie do prądu. Jeśli prąd będzie dwa razy większy, moc tracona również będzie dwa razy większa.

Radiator jest potrzebny, gdy moc strat powoduje nadmierne nagrzewanie układu. Odprowadza ciepło i chroni stabilizator przed przegrzaniem.

Stabilizator liniowy rozprasza nadmiar napięcia jako ciepło, dlatego przy dużej różnicy napięć ma małą sprawność. Przetwornica DC/DC zwykle ma większą sprawność i mniejsze straty.

Torx ma kształt sześcioramiennej gwiazdy, a imbus ma regularny sześciokąt. Oba gniazda są wewnętrzne, ale ich kształt jest wyraźnie inny.

Śruby Torx dobrze przenoszą moment obrotowy i zmniejszają ryzyko ześlizgnięcia się narzędzia. Utrudniają też przypadkowe rozkręcanie sprzętu niewłaściwym wkrętakiem.

Można uszkodzić gniazdo śruby, przez co jej odkręcenie będzie trudne lub niemożliwe. Można też uszkodzić obudowę urządzenia.

Najczęściej spotyka się wkrętaki płaskie, krzyżakowe, imbusowe i Torx. W sprzęcie elektronicznym często występują także małe precyzyjne rozmiary tych narzędzi.

Należy pamiętać, że otwarcie obudowy HDD poza specjalnymi warunkami może doprowadzić do uszkodzenia nośnika i utraty danych. W pracy serwisowej trzeba też stosować ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi.

Polega na zamianie kolejności wybranych żył w jednym wtyku RJ-45 względem drugiego. Dzięki temu pary nadawcze jednego urządzenia trafiają na pary odbiorcze drugiego.

W kablu prostym oba końce mają tę samą kolejność żył, np. T568B-T568B. W kablu krosowym jeden koniec jest zwykle T568A, a drugi T568B.

Określają kolejność ułożenia żył skrętki we wtyku RJ-45. Są używane przy zaciskaniu kabli sieciowych Ethernet.

Uziemienie ekranu dotyczy przewodów ekranowanych, np. FTP lub STP. Krosowanie dotyczy kolejności żył sygnałowych we wtykach RJ-45.

Stosowano go głównie do łączenia urządzeń tego samego typu, np. komputer-komputer, switch-switch lub router-router. Kabel prosty stosowano do łączenia różnych typów urządzeń, np. komputer-switch.

Auto MDI-X automatycznie rozpoznaje, które pary mają nadawać i odbierać dane. Dzięki temu w nowoczesnych urządzeniach często nie trzeba ręcznie dobierać kabla prostego lub krosowego.

Najprościej użyć testera kabli sieciowych. Tester pokazuje, czy piny są połączone w prawidłowej kolejności oraz czy nie ma przerw lub zwarć.

Od napięcia zasilania odejmuje się napięcie przewodzenia diody, a wynik dzieli przez dopuszczalny prąd diody: R = (UZ - UD) / ID.

LED ma nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową, więc niewielki wzrost napięcia może spowodować duży wzrost prądu. Bez ograniczenia prądu dioda może się przegrzać i uszkodzić.

Rezystor przejmuje różnicę między napięciem zasilania a napięciem przewodzenia diody: UR = UZ - UD.

Wartość w miliamperach należy podzielić przez 1000. Na przykład 15 mA = 0,015 A.

Dla 1,5 kΩ prąd wynosi około 14,7 mA, czyli nie przekracza 15 mA. Dla 150 Ω prąd byłby około 146,7 mA, czyli prawie dziesięć razy za duży.

Można użyć wzoru P = UR · I albo P = I² · R. W tym zadaniu moc wynosi około 0,32 W.

Ponieważ obliczona moc tracona na rezystorze wynosi około 0,32 W, czyli więcej niż 0,25 W. Należy zastosować rezystor o większej mocy znamionowej, np. 0,5 W.

Tak. Różne kolory LED mają różne typowe napięcia przewodzenia, np. czerwone zwykle niższe, a niebieskie i białe wyższe. W zadaniach egzaminacyjnych należy jednak przyjmować wartość podaną w treści.