Кратные единицы и их применение с основными

URI

Таблица

Рассчитать параметры, используя данные из таблицы:

1. P=U2·I1; 2. U=I1·R2; 3. U=I2·R1;

4. ; 5. ; 6. .

Содержание

1. Исходные данные.

2. Перевод в основные единицы.

3. Расчёт.

4. Запись в технических величинах.

Расчёт параметров необходимо проводить в основных единицах.

1. Закон Ома: (Ампер)·(Ом) = Вольт; = U;

; ; ; .

2. Мощность: (Вольт)· (Ампер) =Ватт = Р

; ; ; .

Результат расчета следует записывать в нормальных технических числах.

Нормальное техническое число N – это число параметра меньше тысячи и больше долей единиц 0,1< N<1000 с соответствующими дольными значениями. Число принято записывать с двумя значащими числами при анализе и расчёте цепей промышленного и бытового назначения, что устанавливает приемлемую для практики точность менее 10%. Это не относится к метрологическим и научным расчётам, где требуется заданная точность.

Вычисления могут производиться разными способами, но при этом необходимо иметь определённые навыки перевода технических единиц. Для того, чтобы уменьшить вероятность ошибки при вычислениях, ПРЕДЛАГАЕТСЯ:

1. Параметр, данный в нормальных технических единицах или измеренный цифровым прибором, надо перевести в основное, таким образом, чтобы число состояло из двух сомножителей. Первый сомножитель - это число до 10, состоящее из двух значащих чисел, второй сомножитель - число 10ⁿ,где n - число кратности перевода:

НАПРИМЕР: 1. - измеренное значение цифровым прибором 5678,86 мкА, переводим в число для проведения расчётов - 5,6*10⁺³ мкА*10^-6 А= 5,6*10^-3 А.

2. -параметр сопротивления 560 кОм, переводим в число для проведения расчётов - 5.6*10⁺² кОм * 10⁺³ Ом = 5,6*10⁺⁵ Ом.

3. -параметр ёмкости 1500 Пф, переводим в число для проведения расчётов - 1,5*10⁺³ пФ*10^-12 ф= 1,5 *10^-9 ф.

4. - параметр напряжения 100 мкВ, переводим в число для проведения расчётов - 10⁺² мкВ * 10^-6 = 10^-4 В. 2. При выполнении операции умножения первые сомножители умножаются, а второй сомножитель содержит число 10ⁿ, где n- сумма степеней вторых сомножителей:

НАПРИМЕР: 1. – дано R = 360 кОм, С= 6800 Пф, определить t.

t = R * С, переводим параметры для расчета R = 3,6 * 10⁺⁵ Ом, С = 6,8* 10^-9 Ф.

t =3,6 * 6,8*10^(+5)+(-9) = 24,48 * 10^-4 с =2,4 * 10^-3 с = 2,4 мс.

2. – дано U = 110 Кв, I = 150 мА, определить мощность P,

P = U * I, переводим параметры для расчета U = 1,1* 10⁺⁵ В, I = 1,5 * 10^-1 А,

P =1,1* 1,5 * 10^(+5)+(-1) = 1,65 * 10⁺⁴ Вт = 16 *10⁺³ Вт = 16кВт.

3. – дано I = 450 мкА, R = 47 кОм, определить напряжение U,

U = I * R, переводим параметры для расчета I = 4, 5 * 10^-4 A, R = 4,7 * 10⁺⁴ Ом,

U = 4,5* 4,7 * 10^(-4)+(-4) =21,15 * 10⁰ В = 21 В.

При выполнении операции деления первые сомножители делятся, а второй сомножитель содержит число 10n, где n – разность степеней числителя и знаменателя (из степени числителя вычитается степень знаменателя с учётом знаков).

НАПРИМЕР: 1. – Дано U = 12 В, I = 50 мА, определить сопротивление R,

,

переводим параметры для расчета U = 1,2 * 10⁺¹ В, I = 5 * 10^-2 А.

R = * 10^(+!)-(-2) = 0,24 * 10⁺³ Ом = 240 Ом.

2. – Дано t = 240 мкс, С = 0,01 мкФ, определить сопротивление R,

R = ,

переводим параметры для расчета t = 2,4 * 10^-4 с, С = 10^-8 Ф,

R = 2,4 * 10^(-4)-(-8) = 2,4 * 10⁺⁴ = 24 * 10⁺³ Ом = 24 кОм.

3. – Дано P = 250 мВт, I =20 мА, определить напряжение U,

U = ,

переводим параметры для расчета P = 2,5 * 10^-1 В, I = 2 * 10^-2 А,

U= *10^(-1)-(-2) =1,25 * 10 В = 12,5 В.

 

Числа менее 0,1 и более 1000, с помощью которых объясняют процессы в электрических цепях, механических воздействий, при расчётах электронных схем, сетей и систем, не дают привычного объективного представления. Это связано с тем, что промышленностью выпускаются изделия с параметрами, численные значения которых в большинстве случаев не соответствуют основным единицам.

НАПРИМЕР:

1. Сопротивления: 620 кОм, 7,5МОм, 3 ГОм;

2.Индуктивности: 15 мкГн, 360 мГн;

3.Ёмкости: 910 пФ, 470 нФ, 15 мкФ;

4.Ток: 10 нА, 500 мкА, 350 мА, 300 кА;

5.Напряжение: 50 пВ, 120 мкВ, 200 мВ, 500 кВ, 3 МВ;

6.Частота: 15 кГц, 27 МГц, 36ГГц;

7.Время: 50 пс, 150 нс, 500мкс.

К основным единицам при расчётах электронных схем относятся:

Название	Основная единица	Сокращения в тексте	Обозначение
Напряжение	Вольт	В	U, u
Ток	Ампер	А	I, i
Мощность	Ватт	Вт	P
Время	Секунда	с	T(период), t, t (конст)
Сопротивление	Ом	Ом	R, r
Индуктивность	Генри	Гн	L
Ёмкость	Фарада	Ф	C
Частота	Герц	Гц	F, ¦
Проводимость	Сименс	См	Y, y

Кратные единицы и их применение с основными

Название	Обозн.	Кратность	U	I	P	T, t	R	L	C	F, f
пико	п	10-12	-	пА	пВт	пс	-	-	пФ	-
нано	н	10-9	нВ	нА	нВт	нс	-	-	нФ	-
микро	мк	10-6	мкВ	мкА	мкВт	мкс	-	мкГн	мкФ	-
мили	м	10-3	мВ	мА	мВт	мс	-	мГн	(мФ)	-
кило	к	103	кВ	кА	кВт	-	кОм	кГн	-	кГц
Мега	М	106	МВ	-	МВт	-	МОм	-	-	МГц
Гига	Г	109	ГВ	-	ГВт	-	ГОм	-	-	ГГц

 

В тех местах, где стоят прочерки, значения величин не могут быть выполнены физически либо не применяются в нормальных и повседневных условиях.

Например:

Индуктивности менее 0,1 мкГн, выполненные из проволоки будут иметь длину проводника менее 2 мм, что соизмеримо с длиной монтажного или печатного проводника.

Сопротивления менее 0,1 Ом относят к специальным элементам, которые называются шунтами, и изготовляются по специальным заказам с заданными значениями с заданной точностью для заданных условий эксплуатации.

Промышленностью выпускаются различные радиотехнические изделия и устройства, номинальные параметры и значения которых имеют стандартные значения для заданных условий эксплуатации. Эти стандарты устанавливаются международными организациями, государством (ГОСТ), отраслью (ОСТ), промышленным объединением или предприятием. Названия, условные обозначения, схемы, параметры и условия эксплуатации наиболее распространенных изделий приводятся в специальных справочниках и технической документации.

Очень большую номенклатуру имеют выпускаемые промышленностью резисторы. конденсаторы и индуктивности. Они изготовляются на основе разных материалов с различными покрытиями на заданные протекаемые токи и на заданную рассеиваемую мощность. В большинстве случаев номинальные значения резисторов, конденсаторов и индуктивностей подчиняются ряду с 10 % допускаемым отклонением. Этот ряд Е24 имеет коэффициенты:

	1,1	1,2	1,3	1,5	1,6	1,8	2,0
2,2	2,4	2,7	3,0	3,3	3,6	3,9	4,3
4,7	5,1	5,6	6,2	6,8	7,5	8,2	9,1

Для резисторов – это десетые доли Ом, единицы Ом, десятки Ом, сотни Ом, килоОмы., десятки килоОм, сотни килоОм, МегаОмы, десятки МегаОм, сотни МегаОм.

Для конденсаторов эти коэффициенты относятся только для пикоФарад и наноФарад- это пикоФарады, десятки пикоФарад, сотни пикоФарад, тысячи пикоФарад, наноФарады, десятки наноФарад, сотни наноФарад. Для конденсаторов емкостью микроФарады существует свой ряд, который зависит от технологии изготовления.

Для индуктивностей - это микроГенри, десятки микроГенри, сотни микроГенри, милиГенри, сотни милиГенри.

Элементы этого ряда очень распространены, выпускаются в огромных количествах, поэтому они имеют малую цену. Элементы с заданным значением, имеющие допуск отклонения 1% оцениваются на порядок или более, чем цена элементов с допуском 10 %.

При эксплуатации значения параметров изменяются при изменении внешних условий. Основным явлением, которое влияет на изменение параметров, считается температура. Допуск отклонения на параметр элемента в справочниках дается для нормальных условий. Температура для нормальных условий считается в пределах от (-15) до (+30) градусов по Цельсию. При больших отклонениях внешних условий изменение параметра может значительно превышать допуск отклонения на параметр, указанный в справочнике или в техническом описании.