Завдання на розрахункову роботу

Розрахункова робота

З дисципліні: «Фізико-теоретичні основи конструювання»

Варіант 5к

Виконав:

Студент 3-го курсу РТФ

Федорчук Т.В.

Київ 2014

Завдання на розрахункову роботу

Провести розрахунок надійності електричної схеми з врахуванням коефіцієнтів електричного навантаження елементів схеми (Сх8), які потрібно розрахувати виходячи з електричних режимів та номіналів, що вказані на схемі, при U=12B, умов експлуатації Ке=2.8, робочій температурі Т=45°, та показників інтенсивності відмов елементів (Додаток 1).

Схема 08

Для визначення коефіцієнтів навантаження ЕРЕ проведемо розрахунок електричного режиму по постійному струму цієї схеми за допомогою програми Micro-Cap9. Отримуємо наступні значення напруг і струмів на елементах схеми:

Напруги:

Струми:

1. Для резисторів, користуючись формулою або розрахуємо потужності, що розсіюються на них:

Резистори

R1a

R1b

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

Потужність, Вт · 10^-3

2.4

2.4

8.6

7.6

Резистори	R14	R15	R16	R17	R18	R19
Потужність, Вт · 10^-3

-допустима потужність даних на схемі резисторів.

Приймемо, що всі резистори типу МЛТ (λ₀=0,5∙10^-6 1/год.).

Розрахуємо інтенсивності відмов резисторів:

де - поправний коефіцієнт; К_н - коефіцієнт навантаження резистора; Т - температура резистора.

Коефіцієнт електричного навантаження по потужності К_нп :

Отримані значення занесемо в таблицю:

Резистор	R1а	R1b	R2	R3	R4	R5	R6	R7	R8	R9
Кн. ·10^-3		0.019			0.019	0.069		0.061
К1	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25
λр ·10^-7	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5

Резистор	R10	R11	R12	R13	R14	R15	R16	R17	R18	R19
Кн ·10^-3							0.152	0.032	3.04	0.256
К1	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25
λр·10^-7	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5

2. Напруги на конденсаторах:

Конденсатор	С1	С2	С3	С4	С5	С6	С11	С16
Напруга, В		1.01·10^-3	0.147· 10^-15		0.288· 10^-15

Конденсатори С_1, С_2, С_3, С_4,С₅-керамічні конденсатори(U_доп=10В, λ₀=0,7∙10^-6) для С₁₆ U_доп=15В, а конденсатори С₆, С₁₁ – припустимо електролітичні алюмінієві(U_доп =18 В, λ₀ =3·10^-6).

Інтенсивність відмов конденсаторів визначається за формулою:

Коефіцієнт електричного навантаження

де – фактична максимальна робоча напруга на конденсаторі;

– гранична допустима робоча напруга за технічними умо­вами

Отримаємо наступну таблицю:

Конденсатор	С1	С2	С3	С4	С5	С6	С11	С16
Кн		1.01· 10^-4						0.6
К1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.25
К2
λр ·10^-7	1.05	1.05	1.05	1.05	1.05	4.5	4.5	2.625

За допомогою графіків з додатку 1 визначимо коефіцієнти К1,К2 для всіх конденсаторів і занесемо в таблицю 1.Для конденсаторів С1,С2,С5,С6 і С11 λ₀ приймемо 0.1.

3. Інтенсивність відмов напівпровідникових виробів:

А). Діодів

Інтенсивність відмов напівпровідникових виробів визна­чається за формулою

Коефіцієнти електричного навантаження для діодів визначаються так:

U_3B – зворот­ня напруга діода; U_{3B доп} – допустиме значення зворотної напру­ги, В.

Д2Б- Випрямні діоди малої потужності германієві,тому:

Напруги на обох діодах мають нихтовно малі значення, тому вони були прийняті за 0.

U_ЗВДОП=30 B – допустима напруга зворотнього зміщення діода Д2Б.

Тому:

К_нн=0

Користуючись графіками з додатку 1 визначимо коефіцієнт К1 і занесемо в таблицю 1.

λр=0.075·10^-6

б). Транзисторів

Інтенсивність відмов напівпровідникових виробів визна­чається за формулою

Коефіцієнти електричного навантаження для транзисторів визначаються так:

КТ315А-транзистори малої потужності,тому для них використовуються формули:

;(26)

де К_{н к–е}, К_{н к–б}, К_нск – коефіцієнти навантаження транзистора напругами колектор–емітер, колектор–база, емітер–база і стру­мом колектора; U_{k–e р}, U_{k–б р}, U_{e–б р} – робочі значення напруги ко­лектор–емітер, колектор–база, емітер–база; І_{к Р} – значення робо­чого струму колектора; U_{k–е доп}, U_{k–б доп}, U_{e–б доп} і і_{к доп} – допустимі значення. З цих коефіцієнтів обираємо максимальний і, користуючись графіками з додатку 1, визначимо коефіцієнт К1 і заносимо в таблицю 1.

Фактичні напруги на транзисторах:

U_КЕ1=7.93 В U_{КЕ 2}= 1мВ

U_БЕ1=0,65 В U_БЕ2=0В

U_КБ1=7.28 В U_КБ2= 1мВ

U_КЕДОП=15 В U_БЕДОП=5 В U_КБДОП=15

Фактичні струми колектора транзисторів:

I_k1= 3 мА, I_k2= 5.3 А

і_{к доп}=20 мА.

Коефіцієнти навантаження транзисторів напругами колектор–емітер:

=

0,53	6.667·10^-5

Коефіцієнти навантаження транзисторів напругами колектор–база:

=

0.485	6.667·10^-5

Коефіцієнти навантаження транзисторів напругами емітер–база:

=

0,13

Коефіцієнти навантаження транзисторів стру­мами колектора:

=

0,043

KT315A- транзистори малої потужності низькочастотні германієві,тому

Λр1=1.08·10^-6

Λр2=1.35·10^-7

4. Параметр потоку відмов акумулятора:

З додатку 1:

ω₀=7,2·10^-6, 1/год

λ₀ =w0·Ke=7.2·10^-6 · 2.8=2.016·10^-5

Знайдемо інтенсивність відмов всього пристрою (вона дорівнює сумі інтенсивностей відмов всіх елементів електричної схеми):

λ_Σ= 7.5·10^-4 1/год

Середній час безвідмовної роботи апарату:

Т₀=1/ λ_Σ= 1.333·10^-5 год

---

Дата добавления: 2015-10-30