XXXV OLIMPIADA WIEDZY TECHNICZNEJ
Zawody II stopnia
Zadania dla grupy elektryczno-elektronicznej
Zadanie 1
W ukªadzie jak na rys.1 po naªadowaniu kondensatorów C1 i C2 i ustaleniu siÅš na ich
zaciskach napiŚó zamkniÅšto ªÄ„cznik S.
Wyprowadzió funkcje matematyczne opisujÄ„ce skªadowÄ„ przejÄ…ciowÄ„ napiÅšcia oraz wartoąó
napiÅšcia w stanie ustalonym na kondensatorach po zamkniÅšciu ªÄ„cznika S.
Do rozwaa« przyjĄó, e kondensatory sÄ„ bezstratne, a rezystancje poªÄ„cze« i zestyku ªÄ„cz-
nika S sĄ równe zero. Dane: R1 = R2 = 1 k , C2 = 2 C1 = 40 F, E1 = 6 V, E2 = 12 V.
S
R1 R2
t =0
C1 C2
E1
E2
Rys.1. Schemat ukªadu
Autor: S. Wincenciak
Koreferent: P. Fabija«ski
Patronem medialnym Olimpiady Wiedzy Technicznej jest ÿ PrzeglÄ„d Techniczny"
1
Zadanie 2
Maszyna prÄ„du staªego ze wzbudzeniem magnetoelektrycznym jest zasilana jak na rys.1
z sieci prÄ„du staªego o napiÅšciu U = 100 V. Parametry znamionowe maszyny przy pracy silni-
kowej sĄ nastŚpujĄce:
{ napiÅšcie znamionowe UN = 100 V,
{ moc znamionowa PN = 1 kW,
{ sprawnoąó = 0; 8,
{ rezystancja obwodu wirnika R = 1 ,
a
{ prŚdkoąó znamionowa nN = 1000 obr/min.
Maszyna w urzĄdzeniu roboczym jest kolejno prĄdnicĄ, silnikiem i hamulcem.
R
a
a
a
a
I
a
a
a
a
M U U
S
N
i
i
i
i
Åš
Rys.1. Silnika prÄ„du staªego zasilany z sieci prÄ„du staªego
Obliczyó:
a) prÅšdkoąó biegu jaªowego n0 dla silnika I 0 ,
a
b) moment rozruchowy M dla I = I
r a ar,
c) prÅšdkoąó obrotowÄ„ n w stanie pracy prÄ„dnicowej, jeeli do sieci pªynie prÄ„d znamionowy
maszyny I .
aN
Wyskalowaó osie M, n, Ui, I (rys.2) i narysowaó charakterystyki M; n; Ui = f I oraz
a a
wypeªnió tabelÅš Tab.1 wiedzÄ„c, e funkcje opisujÄ„ce prÅšdkoąó obrotowÄ„ n, moment obrotowy
2
M oraz napiŚcie Ui indukowane w wirniku maszyny majĄ postaó:
U I R
a a
n = ; M = C I ; Ui = C n :
m a e
C
e
M, n, Ui
i
i
i
prÄ…dnica
silnik hamulec
n0
Mr
Ia
a
a
a
Iar
ar
ar
ar
Rys.2. Ukªad wspóªrzÅšdnych, w których naley rysowaó wyskalowane
charakterystyk M; n; Ui = f I maszyny
a
3
Tabela 1
Strefa pracy maszyny prĄdnica silnika hamulec
*NapiÅšcie indukowane w wirniku Ui
**Relacje miÅšdzy prÅšdkoÄ…ciami n i n0
**Relacje miÅšdzy momentami M i M
r
**Relacje miŚdzy prĄdami I i I
a ar
Autor: G. Kami«ski
Koreferent: P. Fabija«ski
Zadanie 3
W czujniku temperatury zastosowano ukªad termistorowy przedstawiony na rys.1.
Charakterystyki Rt = f(#) oraz U = f(I) obu termistorów sÄ„ identyczne i majÄ„ ksztaªt jak
na rys.2.
NapiÅšcie Ä…ródeª zasilania: UP = +15 V, UN = 15 V, rezystory R1 = R2 = 47 k .
a) Dobraó rezystory R tak, aby ukªad sygnalizowaª temperaturÅš obiektu # = 40 C.
b) Jakie maksymalne napiÅšcie Ä…ródªa E mona przyªoyó do mostka, aby mona byªo pomi-
nĄó efekt samo podgrzewania siŚ termistorów. Wybraó wartoąó tego napiŚcia w projekto-
wanym ukªadzie przyjmujÄ„c, e jako Ä…ródªo E zastosowano typowÄ„ diodÅš referencyjnÄ„.
c) ZakªadajÄ„c, e wzmacniacz operacyjny jest elementem idealnym narysowaó w zakresie
temperatur od 30 C do 90 C charakterystyki U1 = f(#) oraz U0 = f(#).
* podaó odpowiedni wzór
** wpisaó odpowiedniĄ nierównoąó stosujĄc symbole < , > , 0
4
R R
t
UP
= +15 V
R
1
+
"
k
E
U1 u
R
2
_
U0
UN = -15 V
R R
t
Rys.1. Schemat ideowy ukªadu czujnika temperatury
Rt
&!
V U
= 20 0C
104
a
103
5
102
101
I
100
0
-20 0 20 40 60 80 C
0 20 60 100 mA
Rys.2. Charakterystyki Rt = f(#) oraz U = f(I) termistora
Autor: P. Fabija«ski
Koreferent: S. Wincenciak
5