Главная ->  Теоретические основы электротехнологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89

При пфеходе от одной точки я. а. х. к сосеанеЙ статическое сопротивление изменяется.

Под дифференциальным сопротивлением R принято понимать отно-щшие малого (теоретически бесконечно малого) приращения напряжения di/ на НС к соответствующему приращению тока dl:

R = dU/dI. (13.6)

Дифференциальное сощютявлаше числейно равно тангенсу угла р (риа 13.16, а) наклона касательной к в. а. х. в рабочей точке, умноженному иа mu/mi. Оно характеризует поведЕяне НС при достаточно малых откижениях от предшествующего состояния, т. е. приращение напряжения на НС связано с приращением тока, проходящим через него, соотнинеинш dU = RdI.

Если в. а. X. НС имеет падающий участок, т. е. такой участок, иа котором увеличению напрялжння на AU соответствует убыль тока на Д/, что имеет мигго, например, для влектрической дуги (см. ее я. а. X. на рис. 13.1, д), то днфференциальноесощхпивлеяне на этом участке отрицательно.

Из двух сопротивлений (i? и R,) чаще применяют R. Его используют, наоример, при замене НС .жвивалыпным линейным српротивле иием и источником э.д.с. (см. § 13.1Ц, а также при исследовании устойчивости режимов работы нелинейных цепей (см. § 17.3).

Пршер 132. Построить кривые зааисимосги i? и i?, в функции тока / для нелинейного ашротнвлення, в. а. х, которого изоажша

i рис. 13.16, е. Решен

е. Кривые построены на рис. 13.16,6.

§ 13.11. Замена нелинейнснт) сопротивления эквивалентным линейным сопротивлением и э. д. с. Если занее известно, что изоажа-ющая точка будет першшиться лишь по определенному участку я. а. х. НС и этот участш может быть с известной степенью приближения заменен орямой линией, то НС 1фн расчете может быть заменено жвивалипныл линейным сопротивлением и источником э. д. с.

Положим, что рабочая- точна перемещается лишь по участку -аЬ (рис. 13.16, о, а также рнс. 13.17). Для этого участка

Рйс. 13.17 -Рис. 13.18 t/ = t/ +/tgp = t/o-!-№.. (13.7)

Уравнению (13.7) удовлетворяет участок цепи рк. 13.18. На нем E = - Un и линейное (юпротивлеиие RRg.

Замена НС линейным амфотнвлением и источником э. д. с. удобна тем, что после нее вся схема стмкжигся лнншной и ее рта может быть исследЕжана методами, разработанными для линейных цепей. Однако при этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы трг&си. чая точка ие выходила за пределы лннейжжо участка я. а. х.

Вршикр Ш. Выразить аналитичеосн участок я. а. к. рис. 13.16, а в интервале между точками о и с.

Решение. Из рис. 13.16, с находим U = - 4S В и i?j, = tgP = = 220 Ом. Следовательно, 1/-45+220/.

Нелинейные сопротивления в ряде случаев придают электрическим цепям свойства, принципиально недостижимые в линейных цепях, например, стабилизация тока, стабилизапия напрял ния, усиление постоянного напряжения и др.

§ 13.12. Стабилизатор тока. Стабилизатором тока называют устр<*ство, которое cnocofeo поддерживать в нагрузке ншяленный ток прн азмениши сопротивления нагрузки и напряжения на входе всей схемы.


J0 W OS Рис. 13.20

Стабилизацию постоянного тока можно производить с помощью различных схш. Простейшей схшой стабилизатора тока является схема рис. 13.19. В ней последователбво с нагрузксй R включено НС типа бареттфа Б. На рис. 13.ЙЗ приведена в. а, х. бареттера 0,ЗБ17 -35. Первая цифра означает ток в амперах, кот(ый бареттер способен поддерживать постоянным, цифры 17-35 показывают область изменения напряжения на бареттере в вольтах на участке бареттирования (поддержания постоянства тока).

Пример 134. Бареттер 0.3Б17~35 используется для стабилизации тока накала влектрониой лампы. Номинальный ток накала О.ЗА, напряжение 6 В. Определить, в каких пределах можно изменять наяряжение U иа входе схемы, чтобы ток витн накала лампы оставался неизменным и равным 0.3 А.

Решение. Сопротивление витн иакала лампы

Rj,=6/0.3 =20 Ом.

Проводимчерез точки а в Ь (рис. 13.20). ограничиваюшие veacroK бапргги-рования. две прямые под углом а (tga с учетов равен 20) к иертикали. По рнс, нять в интервале 23-=-41 В.

ыесштабов по осям численно го наяряжение U можно изме-

Пример 135. В схеиу предыдущей задачи вено последовательное сопротивление Полагая напряжение на входе схемы неизменным н равным 41 В. найти. - чения J? S схеме имеет место стабилизация тока. :



е. Еслн J?i v l/=4i В, то рабочий режим амрвстернзуетм эчни b (рис- 13.20). С увеличением сопротивления рабочая точи вмещается ео направлению к точке о. В граничной режиме (т*

Смярвательно,

О Ом. =80- 20=


§ 13.13. Стабилизатор напряжения. Стабилизатором напряшния назьшают устройство, -напряжение на еыходе которого U поддерживается постоянным или почти постоянным при изменении сопротивления нагрузки Я или на--пряжения (/, на входе устройства.

Схема простейшего стабилизатора напряжения показана на рис. 13,21, В качестве НС используется стабилитрон; /?б - балластное сопротивление. На рис. 13,22 изображена в. а. х. стабилитрона.

Прн анализе работы стабилизатора определяют пределы допустимых изменйтнй t/j при -const, а также исследуют работу стабилизатора прн одновременном ияла!шии t/, н R . Для оценки качества работы стабилизатора иногда пользуются стабилитции. Под ним понимают отношение

Рве. 13.21

отноштельного приращения напряжения на входе стабилизатора (AUi/Vj) к относительному приращению напряжения на выходе стабилизатора

Лртпкр 1 в. В иеме рнс, 13.21 Дн=5 кОм; Rb=2 вОм. В.а.х. сгайилмтрона соответствует рнс. 13.22. Определить границы допустимого мэыенения (/ при которых на выходе стабнл1Проиа поддерживается стабилизированное напряжение 150 В.

Решение. Воспользуемся иетодом эквивалентного генератора. Разомкнем ветвь стабилнтро!


т 150 гоо 250 зоо и,в

Рнс. 13.22

найдем иапряженне яолосгого хода

[влеше линейной части i

г (см. рнс. 13.21

На рис. 13.22 проведем две прямые (сплошные) линии через точки i и. а. и, стабилитрона так. чтобы татенс угла (образованного инн с вертикалыо умноженный иа m n равнялся r =1427 Ом.

Отрезки, отсекаемые этими прямыми на оси абсцисс, равны У,.,- Из рисунк находим0.713и, , 157 В, или V=2-Si в. Авалоглчло, 0,713 UL\h 1

ИЛИ У1 =2(

В, Сле

, напряжение [/ может нзмеипъся от 220 до

Пример 137. Для схемы рнс. 13.21 Rt2 кОм (в. е. х. стабилитрона см. на рве. 13.22) и (/,=250 В определить, в каких пределах можно изменять сопротивление нагрузки R , чтобы сталнзатор мог выполнять свои функции по аебилнзацнн выходного напряжеивя.

Решение. Вйсистьзааавшйсьютодомшвввалемтногогенмтора, о

Задача сводится


е /г 1, будут прохадять через

Дд, Ои

1200

1500

1330

1600

BOM примере неизвестны ии тангенсы углов а, ни исходные точка на ося абсцисс, нз ижчилх должны быть проведены прямые, поэтому решаем вадачу путем пробных построений. С этой целыо эя-дэеися значениями Ra в подсчитываем соответствующие ин t/,., и (таСя. 13.1).

По данным таблицы проводим несколько Л>-чей. Графически находим, что прямые (Е>нк1нрные яримые на рнс. ..13.22) пройдут через точки тип соответственно при R niin=3.3 кОм н ия. =8 кОм.

§ 13.14. Усилитель постоянного напряжения. Уситтелем постояшюго напряжения называют устройство, приращение напряжения на выходе когоро- jg,

то больше приращения напряжения на входе. Усилители постоянного напряжения часто вьшолнякэт- на управляемых НС-трех-электродных лампах или транзисторах. На рнс. 13.23 изображены анодные (по существу, вольт-амперные) характеристики трехэлектрод-нон лампы 6СХ. Под ними понимают зависимость анодного тока лампы I, от анодного напряжения U, при сеточном напряжении в качестве параметра.

Схема усилителя постоянного напряжения изображена иа рис. 13.24,

в W so т 160 гооггзо



Входное (усш1ИВ£еиое) напряжение подается на сетку лампы,- На выходе усилителя (зажимы а и Ь) включена нагрузка /?

Wnta триода. расположеиа ближе к катоду, чем анод. Влияние поля сетки на поток апсасгриида с катода на анод значительно больше влияния поля анода. Поэтому сравнительно незначительные изменен ния напряжения на сетке приводят к резкому изменению ансщисто . тока и напряжения на выходе усилителя. Составим уравнение по втт>-


Влед (j.

рому закону Кирхгофа для анодной сети: f.+ = Это уравнение Б координатах U Д описывает прямую, проходапцую через точки = /, = 0 м t;. = 0, Л = Прямая составляет с вертикалью

угол а {ig<wivlmi=R. Точки nq)ece4eHHf! прямой с кривыми семейства в. а, X. лампы (см. рис. 13.23) дают возможность опрепелить значение прн выбранном U.

R.=& ЛИЖЛрГ

Решение. Иа точки /,=0, через точку U,=0. I,=E/R проводим

прямую, 1очки нересечения ее с анодными характеристиками дают соответствующие аиачения /. и 1/. Зависи-1.мА\ л мость /iibii=/(f/j отличается от

-I.MA 1\ зависамостн /3=/(fj (рис. 13.25)

только иасипабои (1/.=/, =consi).


I IS.15.

Жхзистори представляют собой , сопротивление которых сильно зависит от температуры Г тела тер-морезмстора.

Тик кви эта температура ав-висит не только от тока, проходящего но тер11орезнстч)у. но и ог температуры опружающеВ среды то онн представляют обой темпе-ратурво управляемые НС. Друг . i обладает различными в. а. х. пря

Е * Tf - я-Раающнй терморезисгор. может проходить по самому тер-моринстору либо по нагревательной обмотке, электрнческн изолированной от него Термореэнсгоры подразделяют на-два класса: термиопоры (с отрицательны1; те*шд пурным коэффициентом) н позисторы (с положительным температурным кгаффицватж). Термнсторы изготавливают из окислов меди и маргаща, позисторы-из тнтаната бнрня. легированного редкоземельными металлами. Постоян-

временя нагрева терморезистщров----------- -

На рнс. 13.26. о изображены

рис. 13.26, б-позистора CT5-I.

в, а, x, термнстора

Вопросы дм евм

I. Дайте определения следующим понятаям; нелинейное сопротивление, ве- линейная злектрическан цепь, статическое и дифферищнальное сопротавлыгая, 2. Качественно изобразите в. а. х. известных Вам -типоп неуправляемых и управляемых НС, 3. Как заменить несколько параллельных ветвей с НС н нсточ-никйми s. д. -с. на одну эквивалентную? Определите характеристики элемшпв здвивалентной ветъв. 4. Перечислите втапы расчета НБлннейных цепев (НЦ) метолом двух узлов и метолом skБивалентного генератсфа. 5. Перечислите свойства, которыми при определенных условиях могут обладать НЦ и не обладают лмюй-1!ые ueiTH. 6. Решите задача 2.4: 2.8: 2.13; 2,14;,2.15-, 2.20; 2.22.

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ

МАШИТНЫЕ ЦЕПИ

§ 14.1. Подразделение веществ иа две группы-ферромагнитные и иеф)рст1агиип1Ые. Из курса физики известно, что все вещества по магнитным свойствам подразделяют иа три основные группы: диамагнитные, парамагнитные и ферромапшшые. У диамашитных веществ магнитная пршшцаагость р немного меньше единицы, например у висмута она равна 0,99983. У парамагнитных веществ р немного больше единицы, например р. платины равно 1,00036. У феомаг-ннтных веществ (железо никель, кобальт и их сплазы, ферриты и др.) р лшого больше единицы (например, 10*), а у некоторых материалов даже до Ш ),

При рещении болыиипства элворотехиичеаснх задач практически достаточно пощшзденять веч; вещества ие на дна-, пара- и ферромагнитные, а яа ферро- и неферромагнигные, У ферромагнитных веществ р много больше единицы, у всех неферрсаигнитных р, практически равно единице.

§ 14.2. Основные величины, характерищне магнитное поле. Основными векторными величинами, характзизующими магнитное поле, являются магайтнвя ищдукция В и вамагничытость / ,

Магнитная индукция В-это векторная величина, определяемая по силовому воздействию магнитного поля на ток (см. гл. 21).

Намагниченность /-магнитный момент единицы обта вещества.

Кроме этих двух величин магнитное поле характеризуется напряженностью магнитного поля Н.

Тра величины-Я, J, Я-связаны друг с дфугом следующей зависимостью**:

В = Ро(Я-Ь7). (14.1)

в СИ вцдукция В измеряется в теслах (Ту.

I T-I В.с/м =1 Вб/м

о речь идет о вект<фе s про-

Пояснения к формуле (14,1) см. в § 14.24,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89