Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 198
Spis treści
1.Energia
2.Nowe mądrości etapu
1.Energia
Efekt skali w reaktorach jądrowych nie jest silny ale jednak jest istotny i buduje się reaktory tak duże jak pozwalają na to użyte materiały.
Szum wokół małych modułowych rektorów jądrowych SMR był conajmniej dziwny
W ciągu ostatnich sześciu miesięcy wiodąca w dziedzinie SMR amerykańska spółka NuScale straciła ponad połowę swojej wartości rynkowej. Oklo podobnie spadło w ciągu ostatnich trzech miesięcy, a notowania Nano Nuclear Energy spadły w listopadzie 2025 o ponad 30 %.
Dziennik Financial Times (01.04.2026) przywołuje wyniki badania z 2022 roku, z których wynika, że ilość wytwarzanych odpadów przez SMR może być znacząco wyższa niż w konwencjonalnych reaktorach, nawet dwukrotnie, a w najbardziej skrajnych scenariuszach aż do 30 razy większa ! A przecież odpady promieniotwórcze to najpoważniejszy zarzut pod adresem energetyki jądrowej.
Nawet fani SMR dochodzą do wniosku że średni koszt wyprodukowania 1 MWh energii przez mały reaktor modułowy mógłby wynosić około 182 dolarów o obecnej wartości.
Koszt ten jest ponad trzykrotnie wyższy niż obecny koszt energii słonecznej i dwukrotnie wyższy niż koszt energii słonecznej połączonej z magazynami energii. Możliwe że w ciągu 15 lat gdy SMR zaczną (?) pracować koszty PV razem z BESS jeszcze dalej spadną o połowę.
Brak jest standardów a SMR-y mocno nie spełniają norm bezpieczeństwa. Do dojrzałości brakuje im jeszcze wielu lat prac.
Nie rozwiązana jest sprawa paliwa jądrowego. 75% światowej produkcji uranu pochodzi z zaledwie kilku krajów, a rynek wzbogacania paliwa jest zdominowany przez wrogie zachodowi Rosję i Chiny.
SMR-y były więc fajnym hasłem do akcji oddzielenia na giełdzie leszczy od gotówki.
Jak donosi agencja Bloomberg, różnica w hurtowych cenach energii elektrycznej między Niemcami a Francją osiągnęła bezprecedensowy poziom. Niemiecki prąd jest obecnie niemal czterokrotnie droższy niż francuski. To efekt likwidacji niemieckiej energetyki jądrowej, odcięcia gazu z Rosji, odmiennych strategii energetycznych obu państw oraz napięć geopolitycznych na Bliskim Wschodzie.
W przeszłości w przypadku wielu udanych technologii wystąpił silny efekt uczenia się i silny efekt skali. Dotowanie dobrze predykowanych, rokujących technologii i firm produkujących zwłaszcza na eksport jest właściwe i opłacalne dla całego kraju.
W przeszłości nowsze technologie wyparły jednak udane starsze. Maszynę parową napędzającą rewolucje przemysłową wyparła turbina parowa i silnik Diesla. O ile parowozów używano dość długo to kariera ciężkich maszyn rolniczych i pojazdów drogowych napędzanych maszyną parową była krótka.
Moc maszyn parowych centralnie napędzających fabryki wynosiła od 50 do 2000 koni mechanicznych. Moc napędzanych maszyn była więc niewielka. Najszybciej wprowadzany indywidualny napęd elektryczny zastosowano w USA, Niemczech i ZSRR czyli u głównych graczy z czasów II Wojny. Nowe maszyny z silnym napędem elektrycznym były nawet kilkanaście razy wydajniejsze niż te wypierane napędzane pasami z systemu wałów maszyny parowej.
Uważano że w przypadku OZE także wystąpi silny efekt uczenia się i efekt skali. Tą nadzieją były podyktowane ogromne subsydia i przywileje dla OZE. Ale zapomniano że w przypadkach porzuconych, nieudanych technologii, z którymi kiedyś łączono nadzieje, nie wystąpił oczekiwany efekt uczenia się i efekt skali.
W przypadku OZE w Europie efekty uczenia się i efekty skali są znacznie poniżej oczekiwań.
Obecnie liderem w dziedzinie nowoczesnych akumulatorów (to kluczowa technologia dla OZE) stały się Chiny. Około dwóch trzecich istotnych w świecie publikacji z tej dziedziny pochodzi z chińskich uczelni i koncernów. Badacze w Chinach używają AI a Europa nie potrafi tego zadania ogarnąć ! Pojawiły się w Chinach pierwsze akumulatory do samochodów EV ładowane błyskawicznie prądem aż 12C. Tylko Chiny mają rozbudowaną sieć ładowarek o tak dużej mocy (1 - 1.5 MW dla „osobówek” ).
Chiny praktycznie zmonopolizowały produkcje akumulatorów do EV. Nonsensem jest kupowanie drogich EV VW, Mercedes czy Porsche skoro akumulator jest tam ten sam co w tańszych chińskich samochodach.
Bez przymusu administracyjnego niestabilnej energii z OZE nikt nie kupi.
Im większy jest udział OZE tym droższa jest Energia Elektryczna w świecie.
Przywilej jest formą bardzo niebezpiecznej korupcji. Pozostała dyskryminowana większości płaci za przywileje wybrańców -pasożytów.
Z badania z marca 2026 Instytutu Allensbach wynika, że odsetek Niemców poważnie obawiających się skutków zmian klimatu spadł z 51 % w latach 2019–2022 do 33 % obecnie.
Coraz więcej Niemców jest sceptycznych wobec OZE. Aż 37 % badanych postrzega Energiewende głównie jako ryzyko a 28 % jako szansę.
Niemieckie ministerstwo gospodarki przygotowało ustawy odchodzące od głównego filaru transformacji energetycznej - rezygnuje z gwarantowanego i uprzywilejowanego dostępu odnawialnych źródeł energii do sieci energetycznej.
Konieczne jest bowiem ograniczenia kosztów i opanowania przeciążonych sieci.
Projekt stanowi że operatorzy nowych instalacji przez 10 lat rezygnują z rekompensat w przypadku przymusowego ograniczenia im produkcji.
Projekt przewiduje nakładanie na inwestorów dopłat do kosztów rozbudowy lub modernizacji sieci. Koszty te dotąd rozkładano na wszystkich odbiorców w taryfach sieciowych. Operatorzy mieliby swobodę w wyborze najlepszych projektów dopuszczanych do sieci. Resort argumentuje, że obecny model jest przestarzały, nieefektywny i generuje nadmierne koszty.
Przedstawiciele sektora OZE wpadli w panikę !
Polskie firmy (nie zachodnie firmy w Polsce) mają prostą, niskomarżowa produkcje. Szalone ceny energii wyzwolą fale upadłości tych firm i bezrobocia.
Produkcja Energii Elektrycznej pc jest w Polsce mniejsza niż na Zachodzie. Produkcja energii pc w Skandynawii jest ogromna i jest ona używana do ogrzewania. Tego poziomu Europa raczej nigdy nie osiągnie. Ale produkcja Energii Elektrycznej PC w Niemczech spada i jest na poziomie sprzed 30 lat co jest bardzo dziwne bo przecież ma nastąpić elektryfikacja transportu, przemysłu i ogrzewania. Euroelectic w połowie 2024 roku informował, że tylko 23% energii używanej w Unii Europejskiej było zaspokajane przez energię elektryczną.
Transport nadal opiera się o paliwa kopalne. Chemia używa energii z paliw. Paliwa służą do ogrzewania. Elektryfikacja powinna spowodować circa trzykrotny wzrost produkcji EE a jej produkcja u niemieckiego lidera spada !
Zatem Zieloność ma po prostu drastycznie zmniejszyć konsumpcje.
Elektrownie jądrowe sprawnie budują Rosja, Chiny i Korea. Rosja szybko zbuduje w Wietnamie elektrownie jądrową z dwóch bloków po 1200 MWe czyli taką jak dobrze pracująca elektrownia na Białorusi. „Komunistyczny Wietnam powrócił do planów rozwoju energetyki jądrowej w 2024 r., reagując na groźbę niedoborów energii wywołanych rosnącym popytem przemysłowym i ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi”
Rozwój gospodarczy Wietnamu jest szybki. Mimo iż Chiny i Wietnam nie przepadają za sobą to Wietnam z powodzeniem naśladuje rozwojowy model chiński.
Nie tylko Bangladesz nas wyprzedził. Także Wietnam będzie miał szybciej elektrownie atomową niż Polska. Zresztą budowa szalenie drogiej elektrowni jądrowej w Polsce jest nonsensem.
W USA masowa motoryzacja istniała już przed II Wojną ale w Europie pojawiła się dopiero po wojnie. Cały system zaopatrzenia w paliwo doskonalono dekadami.
System zaopatrzenia EV w EE też będzie doskonalony dekadami o ile oczywiście EV nie zostaną porzucone.
Komitet Nagrody Nobla w 2019 roku uznał że prace nad wynalezieniem i komercjalizacją ogniwa Litowo Jonowego zasługują na nagrodę w dziedzinie chemii.
Dalej trwają prace nad powiększeniem masowej gęstości energii, poprawą żywotności ( normy uznają że utrata pojemności do 80% początkowej to koniec życia. Wzrasta też oporność wewnętrzna ) i bezpieczeństwa. Nadzieje stwarzają ogniwa z niepalnym elektrolitem i ogniwa półprzewodnikowe. Niemniej szybkość uczenia w tej dziedzinie spada i przełom może przynieść dopiero ważny wynalazek.
Ogniwa Litowo Jonowe mają najlepszą żywotność w pracy i przechowywaniu w temperaturze pokojowej. Naładowane w 100% (a nawet więcej gdy końcowe napięcie ładowania przekroczyło najczęstsze 4.2 V !) ogniwo w temperaturze >50C szybko traci trwałość a nawet może pojawić się niebezpieczne wydzielenie gazu.
Stworzono modele pokazujące wizualnie różne procesy degradacji zachodzące w ogniwach.
Całkowity ładunek jaki może w cyklach przechować ogniwo w ciągu życia maleje jednak przy ładowaniu powyżej 80% nominalnej pojemności i rozładowaniu poniżej 20% pojemności czyli przy korzystaniu powyżej 60% nominalnej pojemności. Stosowanie wartości naładowania ponad 90% i rozładowania poniżej 10% jest już widocznym nonsensem.
Ponieważ akumulatory Litwo Jonowe produkowane są wielko masowo, ich optymalne użycie jest poważnym problemem ekonomicznym i środowiskowym tym bardziej że nie ma jeszcze wydajnych metod recyklingu.
Żywotność akumulatorów do samochodu elektrycznego równoważna 1000 ich pojemności wydaje się wystarczająca ale do magazynów energii musi być ona wielokrotnie większa.
Akumulatory LiFePO4 mają niższą gęstość energii ale są tańsze i bezpieczniejsze co powoduje że stosowane są w magazynach energii. Nowe tego rodzaju akumulatory do tego celu mają rzekomo trwałość aż 6000-8000 cykli czyli 20 letnią ale... w temperaturze pokojowej, w cyklu 80-20% i przy prądach ładowania i rozładowania poniżej 0.2 C bo taki jest w BESS.
Cena jednostki o pojemności energii 1 MWh ( moc 250 KWh czyli 4 godzinna czyli 0.25 C) dużego magazynu energii z 500 tysięcy dolarów w 2019 roku spadła do 90 tysięcy obecnie. Niemniej koszt wielkiego magazynu EE jest potężny.
2.Nowe mądrości etapu
Mamy obecnie 4 Imperia rewizjonistyczne:
-USA roszczą pretensje terytorialne do Grenlandii i Kanady. Za swój wyłączny obszar oddziaływanie uznają Amerykę Południową i naftowy Bliski Wschód. Chcą dalej świat zalewać drukowanym dolarem (to ich główny export !) bogacącym oligarchie. Chcą lichwą dalej okradać świat.
-Chiny chcą w świecie miejsca które im się słusznie należy. Do początka XIX wieku ich produkcja sięgała 40% produkcji światowej. Czyli świat wraca do historycznej normy.
-Indie chcą w świecie miejsca które im się słusznie należy. Kolonializm zniszczył Chiny i Indie.
-Rosja chce osadzić w Kijowie swój rząd. Chce upokorzyć NATO i odzyskać pewność siebie. Chce się modernizować i wyjść ze strefy kolonialnej.
Indie i Chiny to ogromne cywilizacje ubrane do postaci państw. Obie cywilizacje zostały zniszczone przez zbrodniczych kolonialistów.
Chiny są już dużo mocniejsze gospodarczo od USA ale są słabe militarnie przy USA, które mają ogromną ilość broni po Zimnej Wojnie i wyprodukowanej po 1990 roku. Rosja która otrzymuje od Chin gigantyczną pomoc w wojnie od 2022 roku buduje militarny potencjał jądrowy Chin. Chiny w 2022 roku miały około 350 głowic jądrowych już mają ich 650 a do 2035 roku będą miały tyle co USA, ponad 5000. Powstaje cała infrastruktura do tych głowic. Rakiety, silosy, system dowodzenia. Już za parę lat USA przestaną rozważać wojnę jądrową z Chinami.
USA chcą odciągnąć Rosję od Chin ale ta brzydzi się nimi. Przy dostarczaniu przez Rosję surowców Chiny są odporne na morską blokadę USA.
Nowy Porządek Świata ustabilizuje się w ciągu 15-20 lat. Miejmy nadzieje że obecne konflikty na Ukrainie i z Iranem nie są wstępną fazą III Wojny. Jak dotąd wyparcie hegemona z jego uprzywilejowanej,umocnionej pozycji wymagało jednak wojen.
-Wielki kryzys długu uderzy szczególnie boleśnie w USA ale zaszkodzi też Europie. Niedawno dług publiczny USA przebił 39 bln dolarów (cały dług jest wielokrotnie większy ) i kieruje się na 40 bln. Utrata zaufania do dolara spowoduje m.in. niemożliwość finansowania wojny.
-Tkanka społeczna w USA jest zniszczona. USA są skrajnie skorumpowaną oligarchią i państwem bandytów. Nawet udawana demokracja jest w kryzysie. Industralizacja USA raczej jest już niemożliwa. Trwa chaos i przestępczość.
-Europa już przegrała swoją pozycje i wypada z gry mocarstw. Problemy społeczne ( szczególnie imigracja zasiłkowa z najgorszego III Świata ) wykańczają Europą Zachodnią. Szkodzi wojna z Rosją. Narasta szokująca korupcja. Drapieżne państwa opiekuńcze wykańczają gospodarkę Europy. Narasta chaos i przestępczość. Niemcy a co dopiero reszta słabików nie są strukturalnie w stanie konkurować z Chinami. Poddają się. 51% niemieckiego przemysłu poważnie rozważa wyniesienie się z Niemiec. VW może zamknąć 8 z 10 swoich fabryk w Europie i zostawić tylko 2 największe. W ciągu ledwie 5 lat udział VW w chińskim rynku motoryzacyjnym spadł z 25% do 14%.
Już widać że demografia szybko (!) nie zaszkodzi Chinom. Postępuje łagodząca problemy demograficzne automatyzacja i robotyzacja. Tylko w Chinach jest wielka flota samochodów autonomicznych i robotów humanoidalnych. Chiny są najmocniejsze w świecie w stosowaniu narzędzia jakim jest AI. Ogromnie skrócono dzięki niej czas projektowania samochodów EV i ich wirtualnych testów.
Jest prawdopodobne że nowa cyfrowa waluta Chin będzie oparta o złoto. W takiej sytuacji dolar będzie miał wartość papieru.
Chiny się rozwijają i to nie tylko w kreatywnej statystyce. To widać ! Kraje które naśladują Chiny też się szybko rozwijają.
Na czym polega fenomen rozwoju gospodarczego Chin i ich naśladowców. Co to jest za zwierze ten socjalizm rynkowy ? W socjalizmie rynkowym państwo kontroluje strategiczne sektory (20-30% gospodarki) a w tym energetykę, infrastrukturę, banki, ubezpieczenia. Natomiast na dominującym w gospodarce rynku, prywatne firmy mają swobodę w sferach inwestycji, produkcji i sprzedaży. Jest normalny konkurencyjny rynek ! Czasem najbardziej konkurencyjny w świecie. Jak sobie nie radzisz to bankrutujesz i lądujesz na bruku. Banki finansują firmy ! Jest to świetna symbioza państwowej kontroli i kapitalistycznych mechanizmów wolnorynkowych. Jest tam autentyczna wolność gospodarcza i pchają się tam firmy ze świata. Płace w sektorze państwowym są regulowane. Dużo i bardzo dużo można zarobić tylko w sektorze prywatnym ! Z obu systemów wzięto to co najlepsze ! Kraj się rozwija a ludzie są zadowoleni. Gardzą lewacką ideologią i złodziejską plutokracją. Rząd dba o dobrostan obywateli i nie daje ich okradać zachodnim „inwestorom”.
Wszyscy widzą że Hegemon słabnie. Rosja metodycznie bez pośpiechu niszczy Ukrainę jako pośrednika [Proxy] Zachodu w wojnie aby go kompromitować.
Litwa chciała lepiej robić łaski wujowi Samowi niż agresywna Polska. Ale wynikały z tego tylko straty gospodarcze. Litwa wraz z dwoma Wymieratami Bałtyckimi szczekała też na Rosję ale od pewnego czasu ucichła.
Oderwanego od Chin Tajwanu nikt normalny w świecie nie uznaje za państwo. Republika Chińska uznawana jest obecnie tylko przez 11 „państw” - Watykan, Paragwaj oraz słabo rozwinięte ekonomicznie wyspiarskie mikro kraje rejonu Pacyfiku, kraje Ameryki Środkowej i Morza Karaibskiego. Kraje te robią to na rozkaz USA, które same jednak nie uznają Tajwanu.
Otwarcie Biura Przedstawicielskiego Tajwanu na Litwie [2021, poprzedni wojowniczy rząd Litwy ] było dużym błędem – oświadczyła obecna premier Inga Ruginiene. Nie przyniosło żadnych oczekiwanych korzyści gospodarczych, za to pogorszyło relacje jej kraju z Chinami. Powiedziała że zgadzając się na otwarcie tajwańskiej placówki, Litwa działała zbyt pospiesznie i bez odpowiedniej koordynacji z partnerami międzynarodowymi.
"Popełniliśmy zasadniczy błąd, gdy w pośpiechu (...) otworzyliśmy przedstawicielstwo pod nazwą, której do tej pory nikt w Unii Europejskiej nie używał. Tym samym ostatecznie zerwaliśmy wszelkie, nawet biznesowe, stosunki z Chinami" – powiedziała Ruginiene. Litwa bardzo chce teraz odbudować relacje z Chinami.
Kiedy Reset Litwy z Putinem ? Po cichu zrobią laskę Putinowi ?
Aż do rozpoczęcia wojny Rosji z Ukrainą publicystyka kreowana przez inspirowanych agenturą przygłupów żyła ideą Międzymorza. Fantasmagorie o Trójmorzu pomijały rolę silnej przecież Rosji i silnych Niemiec. Majaczono tak jak by ich wcale nie było. Wraz z rozpoczęciem wojny na Ukrainie temat umarł.
Własna gospodarka, a nie cudza gospodarka na swoim terenie, jest fundamentem siły gospodarczej i politycznej. Z tego względu nikt, nigdzie Polski nie uważał i nie uważa za lidera zmyślonego Międzymorza. Teraz Czechy, Słowacja, Węgry i inne kraje mają zupełnie inne poglądy niż Polski rząd. Nie zwracają uwagi na Polskę. A w pijanych narracjach o Międzymorzu mieli być wasalami mocarstwowej Polski.
Sprawdzenie
1.Jest dzielnik rezystorowy o podziale K = R1/R2 + 1. Kondensator równoległy do R1 czyni obwód wyprzedzającym Lead. Maksymalne wyprzedzenie fazy rośnie z K i asymptotycznie dąży do Pi/2.
Jest kaskada dwóch dzielników. Za dzielnikiem R1 i R2 dano R3 i R4 o takim samym podziale równym pierwiastkowi z K. Dzielniki są NonInteractive to znaczy R1<<R3. Równolegle do R1 i R3 dano kondensatory otrzymując obwód Lead o potencjalnie optymalnie większym maksymalnym wyprzedzeniu niż Pi/2.
-Przy jakim K bardziej skomplikowany, podwójny obwód ma większe maksymalne wyprzedzenie fazy
Niech dzielniki w kaskadzie mają identyczne rezystory R1=R3 a R2=R4 i całkowity podział wynosi K.
-O ile mniejsze jest optymalne maksymalne wyprzedzenie fazy w stosunku do kaskady NonInteractive.
2.Układ regulacji kaskadowej ma sens gdy wewnętrzna pętla Slave jest przynajmniej 3 (czasem i 10 ) razy szybsza od zewnętrznej pętli Master. Ponieważ ważna jest szybkość można w petli Slave rozważyć użycie regulatora P zamiast PI.
W przykładowym obiekcie inercyjnym (Slave) w układzie regulacji „mała stała czasowa” jest p razy mniejsza od głównej inercji. Stała czasowa regulatora PI jest równa inercji i mamy klasyczne skracanie bieguna przez Zero. Z taką samą dobrocią Q odpowiedzi na skok wartości zadanej (tożsama z przeregulowaniem ) wzmocnienie G regulatora P jest trochę większe niż z regulatorem PI ale odpowiedź ma statyczny błąd. W regulacji kaskadowej będzie musiał się z tym borykać regulator Master, który jest dużo wolniejszy i całościowy efekt może być marny. Pętla z regulatorem PI jest natomiast ( cecha pozytywna) astatyczna. Tylko przy dużych częstotliwościach otwarta pętla z regulatorem P ma trochę większe wzmocnienie ( czyli tłumienie szybkich zakłóceń) ale przy niższych o wiele większe i lepsza jest przy tych częstotliwościach pętla z regulatorem PI. W pokazanym przykładzie z p=10 dla Q=0.707 odpowiedź z regulatorem PI od razu wydaje się lepsza niż z regulatorem P.
-Dla danych p i Q podaj wzór/funkcje na iloraz (wzmocnienie P przez PI ) wzmocnień obu regulatorów.
-Sporządź wykresy tej funkcji z Q jako parametrem 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 09, 1.
-Sporządź trójwymiarowy wykres ilorazu wzmocnień
-Sporządź wykres ilorazu wzmocnień otwartej pętli z Q jako parametrem 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 09, 1 i z p=10 w funkcji częstotliwości
3. Mianownik Transmitacji T(s) filtrów dolnoprzepustowych, środkowoprzepustowych i górnoprzepustowych drugiego rzędu o takim samym Wo i Q jest ten sam. Licznik wynosi zaś odpowiednio 1, s, s^2. Niektóre filtry są od razu filtrem dolnoprzepustowym, środkowoprzepustowym i górnoprzepustowym to znaczy mają trzy wyjścia. Ale układ może mieć trzy wejścia dolnoprzepustowe, środkowoprzepustowe i górnoprzepustowe i jedno wyjście z ich ważoną sumą.
Na rysunku pokazano filtr środkowoprzepustowy. Niech rezystor R2 (nie jest konieczny) będzie nieobecny.Wejście rezystorem R1 jest środkowoprzepustowe. Gdybyśmy dodatkowym rezystorem podali sygnał do wejścia ujemnego OPA to na wyjściu mamy sumę filtru dolnoprzepustowego i środkowoprzepustowego. Po przepuszczeniu tej sumy przez inercje za wyjściem todostaniemy filtr dolnoprzepustowy.
Układ miernika „ICL7106” w technologii CMOS z wyświetlaczem LCD podwójnie całkującym przetwornikiem ADC jest nadal produkowany.Błąd Zera wnosiłyby tu niezrównoważone OPA Buffer i Integrator oraz Comparator. Komparator ma oczywiście wejście różnicowe dołączone do wejścia „+” Integratora. Pokazana część Komparatora to wzmacniacz transkonduktancyjny w czasie załączenia klucza A/Z czyli w fazie Autozerowania. W fazie AutoZerowania jest on więc opornikiem jak R3 jak w filtrze środkowoprzepustowym !
Dla zachowania dokładności rezystor wejściowy integratora (jest to w filtrze środkowoprzepustowym odpowiednik R1) powinien być odwrotnie proporcjonalny do zakresu napięcia ADC aby piła na wyjściu integratora była optymalnie jak największa. Producent zalecał aby kondensator Caz w przybliżeniu był odwrotnie proporcjonalny do zakresu (Cint jest stały) i optymalna charakterystyka częstotliwościowa i odpowiedź czasowa filtrów w procesie Autozerowania zostanie w przybliżeniu zachowania.
-Udowodnij matematycznie że zalecenie to jest poprawne
4.W jakim celu zastosowano tranzystor „3” w pokazanym fragmencie (jest on w układzie powtórzony 12 razy) mnożącego 12 bitowego drabinowego przetwornika CMOS DAC 7521 (pdf) ?5.Różne odmiany źródła napięcia odniesienia Band Gap na tranzystorach bipolarnych i CMOS są bardzo popularne we współczesnych układach scalonych. Elementarz tematu jest ogólnie znany. Jakie jest napięcie Ube tranzystora Q1 w temperaturze 25C w źródle napięcia odniesienia Band Gap 1.22 V LM113 (pdf) ?
-Jaki jest w temperaturze 25C spadek napięcia na rezystorze R3=170 w kolektorze Q1.
-Ile razy większa jest powierzchnia tranzystora Q2 od Q1 ?
6.W tanim multimetrze mierzone napięcie zmienne podane jest do wejściowego rezystancyjnego dzielnika zakresów poprzez diodę. Stąd ma on tylko zakresy 200 Vac i 750Vac gdzie napięcie przewodzenia diody jeszcze rażąco nie fałszuje wyniku. Dokładnie mierzy jednak wartość zmiennego napięcia sieciowego 230 Vac. Gdy jednak mierzymy na zakresach AC napięcie stałe DC to miernik przy jednej polaryzacji wskazuje Zero lub przy drugiej mocno „zawyżoną” (porównywanie jabłek i śliwek) wartość AC choć podaliśmy DC. Niech napięcie przewodzenia diody wynosi 0 Vdc lub 0.5 Vdc.
-Jakie będzie wskazanie miernika gdy podamy mu na zakresie 200 Vac (jest wyskalowany na napięciu sieciowym 120Vac) napięcie 60 Vdc ?
7.Silnik odrzutowy samolotu wojskowego może mieć dopalacz. Silnik z dopalaczem jest niewiele droższy. Po włączeniu modu dopalania ciąg rośnie do 30% ale kosztem szalonego zużycia paliwa. Pilot włącza dopalacz uciekając /manewrując przed atakującą go rakietą i przy starcie z krótkiego pasa. Jakby odpowiednikiem tego modu w samochodzie wyścigowym jest podanie silnikowi z butli tlenku azotu.
Samochód w modzie Ekonomicznym jest trwalszy i oszczędniejszy. Czuli na ceny paliw kierowcy w USA decydują o wyniku wyborów.
Szczególną rolę do spełnienia ma mod Ekonomiczny oszczędzający akumulator w EV, który jest najdroższą jego częścią, której sens wymiany jest mały.
-Daj przykłady innych takich modów
Cwiczenie
1.Tranzystorom mocy i układom mocy często a układom scalonym rzadziej, podawany jest schemat równoważnego układu elektrotermicznego ilustrujący dynamikę procesu odprowadzania ciepła.
Na rysunku pokazano model termiczny tranzystora Mosfet mocy w programie SPICE.
Bardziej złożony model może też ilustrować przepływ ciepła między fragmentami chipa układu scalonego. Monolityczną parę różnicową tranzystorów z układu UL1111 (=CA3046, pdf, tranzystorów jest 5 ) można użyć do zbudowania wzmacniacza operacyjnego o małym temperaturowym dryfcie napięcia niezrównoważania, źródła napięcia odniesienia BandGap (+OPA) i układów logarytmujących wolnego lub szerokopasmowego. W układzie stabilizacji temperatury chipa (na poziomie 30 C ) jeden z tranzystorów tego układu jest sensorem temperatury chipa i wzmacniaczem sygnału błędu a drugi wzmacniaczem - grzejnikiem. Temperaturę otoczenia symulujemy suszarką do włosów i oddechem.
Jednak w przypadku precyzyjnego wzmacniacza dryft temperaturowy nie tylko nie zmalał ale mocno wzrósł i wzrosło też niezrównoważanie.
W źródle napięcia odniesienia nie ma poprawy dryftu.
-Dlaczego tak jest ?
Gdy do napięcie zadającego stabilizowaną temperaturę chipa dodamy skok jednostkowy (o + lub - 1 C) to za tranzystorem – sensorem - wzmacniaczem oscyloskopem zobaczymy circa jego błąd temperatury a prąd (moc grzania) pobierany przez tranzystor - grzejnik to wyjście regulatora w tej pętli.
-Jakie w przybliżeniu są parametry elektrotermiczne regulowanego obiektu (pojemności i rezystancje termiczne elementów (także między nimi) chipa) i jego schemat zastępczy
-Wytłumacz (symulacją komputerową) widoczną dynamikę odpowiedzi pętli regulacji i jej błąd statyczny.
2.Zasymuluj układ wzmacniacza pokojowej aktywnej anteny UHF TVC. Użyty tranzystor BFP 420 (pdf) jest już w bibliotece SPICE tak jak rezystory i indukcyjności i pojemności SMD. Jest to model tranzystora podany przez jego producenta. Jest adekwatny do częstotliwości 6 GHZ czyli tu jest bardzo dobry. Podejrzane o istotność ścieżki płytki drukowanej należy zmierzyć suwmiarką lub sfotografować lub w inny sposób.
Obserwując znane sygnały TV (wiadomo skąd są nadane i z jaką mocą i jakie jest tłumienie) przy pomocy Spectrum Analysera oceń wzmocnienie anteny i wzmacniacza.
3.Przed drugą wojną światową popularne były radiowe odbiorniki reakcyjne i superreakcyjne. Wraz z tanieniem lamp elektronowych zostały wyparte przez zdecydowanie lepszą superheterodynę. W odbiornikach tych część radiowa jest wykonana na jednej lampie. W odbiorniku reakcyjnym człowiek ustawia pokrętłem dodatnie sprzężenie na pograniczu generacji. W odbiorniku supereakcyjnym gdy drgania okresowo (tu ca 40 KHz) narastają (jak gdyby automatyzacja doboru wzmocnienia w odbiorniku reakcyjnym ale też powyżej progu generacji. ) jego wzmocnienie sięga kilkuset tysięcy a nawet miliona razy ale jakość odbioru jest podła! Odbiorniki superreakcyjne stosowano też w zdalnych sterowaniach amatorskich modeli.
Testowy słuchawkowy odbiornik UKF FM wykonany jest na dwóch tranzystorach. Drugi tranzystor to już wzmacniacz sygnału akustycznego. Po dołączeniu do anteny oscyloskopu widzimy tam paczki drgań o częstotliwości zbliżonej do odbieranej stacji. Odbiornik ten zakłóca odbiór normalnego odbiornika UKF FM pracującego w pobliżu !
W USA od 1943 roku produkowano FUSE (nazwa wprowadzająca w błąd, pdf dotyczy raczej późniejszej produkcji ) do armatnich pocisków przeciwlotniczych. FUSE aktywujący wybuch pocisku w pobliżu wykrytego samolotu ogromnie zwiększył skuteczność ich zwalczania. Z kolei pocisk spadający pod koniec wojny na Ziemie eksplodując kilkadziesiąt metrów nad ziemią siał szrapnelami śmierć. Jak na funkcjonalność konstrukcja z lampami (także specjalnymi do zastosowania) była niezwykle prosta i genialna a technologia wykonania szalenie zaawansowana (po raz pierwszy użyto odkrytej płytki drukowanej) skoro FUSE wytrzymywał wystrzał z armaty przeciwlotniczej. Po wojnie FUSE miały rakiety przeciwlotnicze USA wystrzeliwane z Ziemi i z samolotów. Związek Radziecki mimo desperacji nie był w stanie opracować czegoś podobnego (Niemcy próbowali bezskutecznie w czasie wojny ) i dopiero skopiował rozwiązanie gdy wpadły mu w ręce rakiety, które nie eksplodowały.
FUSE ma radar działający (nagrzanie lamp) dopiero dość wysoko nad Ziemią. Użyto w nim odbiornika supereakcyjnego.
Tranzystory germanowe RF miały małą rezystancje rozproszenia bazy rbb. Potrafiły oscylować z częstotliwością 3-4 razy większa niż Ft co wydaje się niemożliwe. W telewizyjnej głowicy na zakres UHF tranzystor o Ft=700 MHz w konfiguracji wspólnej bazy dostarczał wzmocnienia do 14 dB.
Badany tranzystorowy układ FUSE autor wykonał na podstawie odręcznego anonimowego dokumentu ze schematem i rysunkami w 1978 roku. W dokumencie jest tabela z elementami do różnych zastosowań. Tranzystory Generatora i Odbiornika superreakcyjnego są germanowe a reszta to tranzystory krzemowe. Dopiero współczesny szybki oscyloskop pozwala obejrzeć pracę „przełącznika zbliżeniowego” Częstotliwość radiowa jest zbliżona do podanej w tabeli mimo niezbyt dokładnego odwzorowania układu antenowego. Spectrum Analyser nie za bardzo jest użyteczny.
Zmiany w polu widzenia anteny „przełącznika” oczywiście zmieniają odbity sygnał z odbiornika. Odpowiedni do zastosowania filtr decyduje o tym czy wykryty jest właściwy przedmiot (tu człowiek). Ale to wykrycie normalnie może się odbyć dopiero w powietrzu bowiem na Ziemi jest za dużo obiektów. Z nazw użytych w dokumencie wynika że urządzenie jest z rakiety przeciwlotniczej.
4.We wszelkich akumulatorach konstrukcyjne wymagania na gęstość energii i maksymalną moc rozładowania są sprzeczne ale nasilenie tej sprzeczności jest różne. Akumulatory Litowo Jonowe nie są żadnym wyjątkiem w tej mierze.W tabeli i na wykresie pokazano właściwości 6 głównych elektrochemicznie grup akumulatorów Li Ion.
Projektując zastosowania akumulatora oczywiście zawsze należy opierać się na dokumentacji producenta danego akumulatora a gdy są one zbyt ubogie rozszerzyć je informacjami z publikacji zachowując jednak ostrożność.
Trwałość akumulatora litowo Jonowego spada wraz z prądem ładowania i odchyleniem temperatury od pokojowej. Wykres dotyczy ładowania w zakresie pojemności 20-80%. Ładowanie akumulatora powyżej 80% jego pojemności dalej skraca żywotność podobnie jak rozładowanie poniżej 20% pojemności. Chociaż działa system BMS (wyrównujący stan naładowania ogniw) to przy głębokim rozładowaniu i szczególnie dużym prądzie obciążenia rośnie szansa uszkodzenia najsłabszych pojedynczych ogniw na których napięcie mocno spadnie a nawet zmieni znak. Gdy zbliżamy się do naładowania 100 % jest szansa uszkodzenia najsłabszych pojedynczych ogniw ich przeładowaniem.
Gdy napięcie jałowe akumulatora jest niższe od pewnej wartości ( nigdy nie powinno to mieć miejsca bo skraca żywotność akumulatora ) przed właściwym ładowaniem jest faza delikatnego wstępnego ładowania prądem poniżej 1/ 10 C (precharge) aż do osiągnięcia właściwego minimalnego napięcia. W czasie właściwego ładowania ładowarka ma charakterystykę jak zasilacz krzyżowy: CC + CV. Przy ładowaniu prądem (CC) rośnie napięcie na akumulatorze. Im większy jest prąd (przykładowo 0.2C, 0.5C, 2C, 3C) tym szybsze jest przejście do fazy CV i mniejszy jest ładunek jaki pobrał akumulator w fazie CC. Dalej przy stałym napięciu CV spada prąd ładowania i gdy spadnie poniżej przykładowo <0.1 C ładowanie jest zakończone.
Przy dużych zadanych prądach ładowania (w fazie CC) wielkość prądu ma znacznie mniejszy wpływ na cały czas procesu ładowania niż może się to wydawać. Im większy jest prąd ładowania tym mniejszy jest ładunek w fazie CC. „Z pustego i Salomon nie naleje. Nie da się krwi wycisnąć z cebuli”
Zatem zadając prąd ładowania (wykres) w fazie CC w temperaturach bliskich pokojowej godzimy się na określoną utratę trwałości akumulatora. Utrata ta jest circa proporcjonalna do kwadratu prądu ładowania. Czyli używanie dużych prądów ładowania jest kosztowne. Sensowne (i intuicyjne) jest wymaganie aby taka utrata trwałości obowiązywała jednak w całym zakresie temperatur co wymaga redukcji prądu ładowania i niewielkiego obniżenia napięcia w fazie CV. W podwyższonej temperaturze korzystnie zmniejszy się też wydzielanie ciepła w akumulatorze przez samopodgrzewanie bowiem jest tu ujemna pętla sprzężenia zwrotnego elektrotermicznego. Zatem redukcja prądu /napięcia przy wysokich temperaturach może / powinna być mocniejsza niż wynika to z zadanej utraty żywotności. Sprawę chłodzenia akumulatora pomijamy tu.
Według wykresu trwałość w temperaturze pokojowej i prądzie ładowania 3C spada do ca 850 cykli. Ten sam spadek trwałości otrzymany gdy w temperaturze 70 stopni prąd ładowania zmniejszymy do 1C. Ten sam spadek otrzymany gdy w temperaturze -10 stopni prąd zmniejszymy do 1C.
Informacje o prądzie ładowania, napięciu akumulatora i rzeczywistej temperaturze (sensor NTC 10 KOhm) podano na wejścia ADC systemu uruchomieniowego mikrokontrolera PIC32. Odfiltrowane sygnały PWM z mikrokontrolera zadają prąd ładowania i napięcie ładowania zasilacza krzyżowego dla akumulatora. Prąd ładowania dla temperatury pokojowej zadaje się komputerem i jest on redukowany przy T odchylonej od temperatury pokojowej. Jednak alternatywnie (jumper) zamiast NTC do symulacji (szczególnie obniżonej temperatury ) dano też potencjometr 22K.
-Zaproponuj redukcje ładowanie akumulatora powyżej 80% jego pojemności drogą obniżenia napięcia w fazie CV.
-Określ o ile trzeba obniżać napięcie ładowania w fazie CV (należy korzystać z WWW, dokumentacji akumulatora i planowo eksperymentować aby zmieścić się w czasie ) przy odchyleniu od temperatury pokojowej.
-Stwórz ekstremalnie prosty algorytm do redukcji prądu i napięcia ładowania ładowania i przy zmianie T potencjometrem zamiast NTC porównaj efekty z wykresem w dokumentacji
-Stwórz dokładniejszy algorytm do redukcji prądu i napięcia ładowania i przy symulowanej zmianie T potencjometrem zamiast NTC porównaj efekty z wykresem w dokumentacji
Przy pracach z akumulatorami litowymi zawsze pod ręką musi być dostępna gaśnica. Nawet akumulator z Laptopa potrafi być niebezpieczny.









