确定每种情况下,电压表指示的幅度和极性将是什么:
|
|
在这里,学生必须申请Kirchhoff的电压法确定Voltmeter的指示是什么。该问题适用于确定比较器(开环OPAMP)输出极性的前奏。
确定此OP-AMP的输出电压极性(参考接地),给定以下输入条件:
|
在这些插图中,我将OP-AMP的动作与到单极双掷开关的动作相比,显示了电源端子和输出端子之间的“连接”。
|
确定不同输入电压条件下运算放大器驱动器的输出对许多学生令人困惑。与他们讨论这一点,并要求他们介绍他们用来记住的任何原则或类似物“哪种方式。”
确定此的输出电压极性op-amp.(参考地),给定以下输入条件:
|
在这些插图中,我将OP-AMP的动作与到单极双掷开关的动作相比,显示了电源端子和输出端子之间的“连接”。
|
确定不同输入电压条件下运算放大器驱动器的输出对许多学生令人困惑。与他们讨论这一点,并要求他们介绍他们用来记住的任何原则或类似物“哪种方式。”
确定此OP-AMP的输出电压极性(参考接地),给定以下输入条件:
|
在这些插图中,我将OP-AMP的动作与到单极双掷开关的动作相比,显示了电源端子和输出端子之间的“连接”。
|
确定不同输入电压条件下运算放大器驱动器的输出对许多学生令人困惑。与他们讨论这一点,并要求他们介绍他们用来记住的任何原则或类似物“哪种方式。”
虽然以下符号通常被解释为运算放大器(“OP-AMP”),但它也可以用于表示a比较器:
|
比较器(如LM319)和真正的运算放大器(如LM324)之间的区别是什么?这两个设备可以互换吗?或者,尽管原理图符号完全相同,但是否有任何显著的差异?解释你的答案。
比较器设计为开环仅操作(无反馈),而运算放大器旨在通过反馈执行良好。然而,对于许多简单的应用程序,真正的OP-AMP是一个合理的作业作为比较器。
这个问题的答案调用了几个术语您的学生可能不熟悉:“开环”和“反馈”。与学生讨论这些术语,如果他们能够为他们达成定义,请先向他们询问。
在该电路中,太阳能电池将光转换为opamp的电压,以在其非反相输入上“读取”。opamp的反相输入连接到电位器的擦拭器。LED能量在哪些条件下?
|
LED在强光条件下通电,当光降低到电位器设置的阈值以下时断电。
后续问题:确定当太阳能电池变成LED时,电路中需要改变什么才能使LED打开黑暗的。
有多种方法可以完成后续问题所带来的任务。务必向学生询问他们如何扭转LED的操作的想法!
这句话是什么开环电压获得参考运算放大器的平均值?对于典型的opamp,这个增益数字非常高。为什么在使用Opamp作为比较器时,开环电压增益很高。
“开环电压增益”简单地指的是放大器的差电压增益,而没有任何连接“将放大器”的输出信号“送回”到一个或多个输入。高增益系数意味着非常小的差压电压能够将放大器驱动成饱和度。
“饱和”一词通常以电子设备使用,特别是参考放大器。雷竞技最新app讨论该术语与学生的意义和意义,特别是参考比较器电路,其中opamp正在使用,只需与电压进行比较,并告诉哪一个更大。
学生正在操作简单的比较器电路并记录表中的结果:
|
mmmm. | mmmm. | mmmm. | mmmm. |
V.在( ) | V.在( - ) | V.出去 |
3.00 V. | 1.45 V. | 10.5 V. |
3.00 V. | 2.85 V. | 10.4 V |
3.00 V. | 3.10 V. | 1.19 V. |
3.00 V. | 6.75 V. | 1.20 V. |
V.在( ) | V.在( - ) | V.出去 |
2.36 V. | 6.50 V. | 1.20 V. |
4.97 V. | 6.50 V. | 1.21 V. |
7.05 V. | 6.50 V. | 10.5 V. |
9.28 V. | 6.50 V. | 10.4 V |
V.在( ) | V.在( - ) | V.出去 |
10.4 V | 9.87 V. | 10.6 V. |
1.75 V | 1.03 V. | 10.5 V. |
0.31 V. | 1.03 V. | 10.5 V. |
5.50 | 5.65 V. | 1.19 V. |
其中一个输出电压读数是异常的。换句话说,它似乎没有“正确”。这是非常奇怪的,因为这些数字是真实的测量而不是预测!困惑,学生接近教练并要求帮助。教练看到了异常电压读数并说两个词:闩锁。说完,学生回到研究这个短语的意思,以及它与奇怪的输出电压读数有什么关系。
确定哪些输出电压测量值是异常的,并解释与之有关的“闩锁”。
当输入电压信号之一接近电源轨电压之一的一个输入电压信号时,发生锁定。结果是OP-AMP输出饱和“高”,即使它不应该。
挑战问题:假设我们在该比较电路的正常操作期间预计输入电压为0到10伏之间的范围。我们可以在电路中改变什么,以允许这种操作范围并避免闩锁?
问问你的学生,他们在关于“闭锁”的研究中发现了什么,如果这是所有运算放大器的特点,还是只是一些。
顺便提及,弯曲的OP-AMP符号没有特殊含义。这个符号非常受欢迎,在初期代表OP-AMPS,但自从失去了偏袒。我在这里展示它只是为了通知您的学生,以防他们遇到旧电子原理图中的其中一个符号。
在这个自动冷却风扇电路中,当检测到的温度达到电位器设定的“设定值”时,一个比较器用来打开和关闭直流电机:
|
电路正如它所应该在打开和关闭电机时工作,但它有一个奇怪的问题:晶体管当电动机是温暖的从!!奇怪的是,当电机开启时,晶体管实际上冷却下来。
描述您将在解决此问题的故障排除时衡量的内容。基于所用的OP-AMP的特定模型(LM741C型号),您怀疑在此处的问题是什么?
这里的问题在于741型OP-AMP无法“摆动”其输出轨到轨。具有轨到轨输出电压能力的OP-AMP不会使晶体管在“OFF”模式下加热。
挑战问题:电容器在该电路中为哪些目的是什么?提示:“完美世界”中不需要电容器,但它有助于消除现实世界的虚假问题!
我实际上遇到了使用741设计和构建非常相似的直流电动机控制电路的晶体管加热问题。有一种方法可以在不切换到不同型号的OP-AMP的情况下克服这个问题!
在与学生讨论问题的性质之后,您应该讨论获得“低性能”的优点,例如741型在这样的场景中工作,而不是改变为能够的OP-AMP模型轨到铁路操作。在我的估计中,在电路中切换到更简单的电路中的更现代的OP-AMP,因为这是“作弊”。这个电路没有任何关于这一电路,从根本上税收了741个OP-AMP的能力。所有它所需要的是让它正常工作的一点创造力。
解释该声激活继电器电路的操作:
|
如果麦克风检测到足够响亮的声音,则继电器将激励。阈值体积由电位计设定。
后续问题:我们如何用一旦打开它就能将此电路装备了能够关闭继电器的能力?
在我给出的答案中没有解决这个电路中的很多。电路的基本目的应该相当明确了解,但是几个组件的功能值得进一步解释。要求学生解释二极管在比较器输出上的功能,与继电器线圈并联的二极管,与电位计的齐纳二极管,和SCR。
计算热敏电阻伸展的电阻量以便转动冷却风扇上:
|
热敏电阻电阻=5.547kΩ
向您的学生询问他们如何在解决这个问题的解决方案。肯定有不止一种方法可以做到!
预测该恒温器电路的操作(当冷却风扇电机应该在温度变得太高时打开)的操作将受到以下故障的影响。独立地考虑每个故障(即一次一个,没有多个故障):
|
对于这些条件中的每一个,解释为什么将发生产生的效果。
本问题的目的是从知道故障的角度来接近电路域故障排除,而不是仅知道症状是什么。虽然这不一定是一种现实的角度,但它可以帮助学生建立诊断来自经验数据的故障电路所需的基础知识。其他问题(最终)应由其他问题遵循(最终),要求学生根据测量确定可能的故障。
预测该恒温器电路的操作(当冷却风扇电机应该在温度变得太高时打开)的操作将受到以下故障的影响。独立地考虑每个故障(即一次一个,没有多个故障):
|
对于这些条件中的每一个,解释为什么将发生产生的效果。
本问题的目的是从知道故障的角度来接近电路域故障排除,而不是仅知道症状是什么。虽然这不一定是一种现实的角度,但它可以帮助学生建立诊断来自经验数据的故障电路所需的基础知识。其他问题(最终)应由其他问题遵循(最终),要求学生根据测量确定可能的故障。
预测这种声音激活的操作是如何运行的中继电路将受到以下故障的影响。独立地考虑每个故障(即一次一个,没有多个故障):
|
对于这些条件中的每一个,解释为什么将发生产生的效果。
本问题的目的是从知道故障的角度来接近电路域故障排除,而不是仅知道症状是什么。虽然这不一定是一种现实的角度,但它可以帮助学生建立诊断来自经验数据的故障电路所需的基础知识。其他问题(最终)应由其他问题遵循(最终),要求学生根据测量确定可能的故障。
跟踪该比较电路的输出波形:
|
|
后续问题:解释这句话占空比参考“方形”或“脉冲”波形的装置。
在讨论期间,要求您的学生解释该比较器电路的输出波形如何逐步。向他们询问他们如何到达他们的解决方案,如果有这种方法可以简化到DC仅用于更容易分析的方法(确定输出电压为某一组输入条件)的方法。
解释什么是窗口比较器电路是(有时被称为a窗口鉴别器),并确定至少一个实际应用。
“窗口比较器”电路检测到电压落在两个不同的参考电压之间。我会让你找出这样的电路的一些实际应用!
向您的学生询问他们找到了这个问题的答案,并进一步探索了他们提供的一些实际应用。
光伏太阳能电池板在直接进入阳光下时会产生最大的输出功率。为了保持适当的定位,“跟踪器”系统可用于将面板的方向定位,因为太阳从东方向西跨越天空:
|
One way to detect the sun’s position relative to the panel is to attach a pair of Light-Dependent Resistors (LDR’s) to the solar panel in such a way that each LDR will receive an equal amount of light only if the panel is pointed directly at the sun:
|
两个比较器用来检测这两个LDR产生的差阻,当差阻太大时,启动跟踪电机使太阳能电池板在其轴上倾斜。一个“h驱动”晶体管开关电路接收比较器的输出信号,并将其放大,以这样或那样的方式驱动一个永磁直流电机:
|
在该电路中,有什么保证两者同时输出“高”(V)电压,从而试图在同时顺时针且逆时针移动跟踪电机?
电位器这样串联时,上比较器的参考电压总是大于下比较器的参考电压。为了使两个比较器的输出达到“高”饱和,来自光敏电阻分压器的电压必须大于上电位器的电压和较少于电位计的电压较低,同时是不可能的。该比较器配置通常称为a窗口比较器电路。
在这个比较器电路中有很多事情可以为您和学生讨论。花时间详细讨论整个电路的运行,确保学生了解它的每一点工作。
如果您的任何学生指出,比较器中似乎缺少一些电源连接(U.1和你2),讨论当多个放大器或比较器包含在同一个集成电路中时,这种表示法经常被使用的事实。通常,为了简单起见,电源连接将被完全省略!因为每个人都理解opamp需要DC电源以功能,简单地假设V和-V(或地面)连接。
我在初学者身上看到的一个误解是认为信号输入连接和运放的电源连接是等价的。也就是说,如果一个运放没有通过正常的电源端子接收V/-V电源,它将在其反相和非反相输入出现的任何电压下工作。没有什么比这更远离事实了!一个ïnput”连接到一个电路表示一个信号被检测,测量,或操作。一个“电源”连接是完全不同的。用一个立体声的类比,这是混淆了音频连接线和电源线。
预测这个太阳能电池板跟踪电路的操作(跟踪电机在两个光敏电阻感应到的光的差异下转动)会因以下故障而受到影响。假设电机左端为负,右端为正(当Q2问:3.均在上),指定每个故障导致的旋转方向(或非旋转)。独立地考虑每个故障(即一次一个,没有多个故障):
|
对于这些条件中的每一个,解释为什么将发生产生的效果。
本问题的目的是从知道故障的角度来接近电路域故障排除,而不是仅知道症状是什么。虽然这不一定是一种现实的角度,但它可以帮助学生建立诊断来自经验数据的故障电路所需的基础知识。其他问题(最终)应由其他问题遵循(最终),要求学生根据测量确定可能的故障。
不要只是坐在那里!建造一些东西!! |
学习数学地分析电路需要很多研究和实践。通常,学生通过通过大量的样本问题进行练习,并针对教科书或教师提供的人的答案。虽然这很好,但有更好的方法。
你将通过实际学到更多信息构建和分析真实电路,让您的测试设备提供“答案”而不是书籍或其他人。对于成功的电路建设练习,请按照下列步骤操作:
除非您想要挑战您的电路设计技能,否则避免使用型号741 OP-AMP。有更多的多功能运算放大器模型,初级可用于初学者。我推荐用于直流和低频AC电路的LM324,以及涉及音频或更高频率的AC项目的TL082。
像往常一样,避免非常高,电阻值非常低,避免仪表“加载”引起的测量误差。我建议电阻值在1kΩ和100kΩ之间。
一种方式可以节省时间并减少错误的可能性是以非常简单的电路开始,逐步添加组件以增加其在每个分析后的复杂性,而不是为每个实践问题构建全新电路。另一种节省的技术是在各种不同电路配置中重新使用相同的组件。这样,您不必多次测量任何组件的值。
让电子自己给你自己的“练习问题”的答案!
这是我的经验,学生需要多种实践,电路分析变得熟练。为此,教师通常为他们的学生提供许多练习问题来通过,并为学生提供答案来检查他们的工作。虽然这种方法使学生精通电路理论,但它无法完全教育它们。
学生不仅需要数学实践。他们还需要真实,实践的实践建筑电路和使用测试设备。所以,我建议以下替代办法:学生应该建造他们自己的“实践问题”与真实组成部分,并尝试数学上预测各种电压和电流值。这样,数学理论“活着”,学生获得实际熟练程度,他们不会通过解决方程来获得。
以下这种做法方法的另一个原因是教学学生科学的方法:通过实际实验来检验假设(在这里是数学预测)的过程。学生也将发展真正的故障排除技能,因为他们偶尔会犯电路构造错误。
在他们开始之前,用你的课程花一些时间来审查建设电路的一些“规则”。与您的学生以相同的古典方式讨论这些问题,您通常会讨论工作表的问题,而不是简单地告诉他们他们应该和不应该这样做。在典型的讲座(讲师独白)格式呈现时,我从未停止过糟糕的学生掌握指示!
对那些可能抱怨有“浪费”时间所需的教练的笔记,而不是在数学上分析理论电路,而不是在数学上分析:
学生参加课程的目的是什么?
如果您的学生将使用真实电路,那么他们应该随时了解实际电路。如果您的目标是教育理论物理学家,那么通过所有方式粘在抽象分析中!但我们大多数人计划我们的学生在真实世界中与我们提供的教育做某事。raybet电子竞技竞猜建造真实电路的“浪费”的时间将在将他们的知识应用于实际问题时支付巨大的股息。
此外,让学生构建自己的练习问题,教他们如何执行主要研究因此,使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。雷竞技最新appraybet电子竞技竞猜
在大多数科学中,建立真实的实验比建立电路要困难和昂贵得多。核物理、生物学、地质学和化学教授非常希望他们的学生能够将高等数学应用到真正的实验中,不会造成安全隐患,而且成本低于一本教科书。他们不能,但你可以。利用科学固有的便利,然后让那些学生在很多真实电路上练习他们的数学!
根据条款和条件发布创作共用归因许可证