зачетн. 1 Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. И записывается формулой r U i 2
 Скачать 3.97 Mb.
|
|
1)Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. И записывается формулой: R = U/ I 2)Идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, то есть подобное устройство не может существовать. Если допустить существование такого устройства, то электрический ток I, протекающий через него, стремился бы к бесконечности при подключении нагрузки, сопротивление RH которой стремится к нулю. Но при этом получается, что мощность источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как  . Но это невозможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна.На практике такой системы достичь невозможно, поэтому рассмотрим материальную вариацию. напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как внешнее управляющее воздействие.В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно. Реальный источник тока, так же как и источник ЭДС, в линейном приближении может быть описан таким параметром, как внутреннее сопротивление  . Отличие состоит в том, что чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, чем ближе к идеальному, тем меньше его внутреннее сопротивление). Реальный источник тока с внутренним сопротивлением эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление и ЭДС  .   идеального источника напряжения (источника ЭДС) (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).   — падение напряжения на внутреннем сопротивлении; — падение напряжения на нагрузке.При коротком замыкании (  )  , то есть вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток  будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:3) В режиме холостого хода внешняя цепь разомкнута и ток равен нулю. Так как ток равен нулю, то падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника так же равно нулю (rI = 0) и напряжение на выводах источника равно ЭДС (e = U). Из этих соотношений вытекает метод измерения ЭДС (2.7) источника: при разомкнутой внешней цепи вольтметром, сопротивление которого можно считать бесконечно большим, измеряют напряжение на его выводах. В режиме короткого замыкания выводы источника соединены между собой, например, сопротивление нагрузки замкнуто проводником с нулевым сопротивлением. Напряжение на приемнике при этом равно нулю. Сопротивление всей цепи равно внутреннему сопротивлению источника, и ток короткого замыкания в цепи равен: Iк.з. = e / r. 4)      Основная схема включения стабилитрона – последовательно с резистором, который задает ток через полупроводниковый прибор и берет на себя излишек напряжения. Два элемента составляют обычный делитель. При изменении входного напряжения падение на стабилитроне остается постоянным, а на резисторе изменяется.Такая схема может использоваться самостоятельно и называется параметрическим стабилизатором. Он поддерживает напряжение на нагрузке постоянным, несмотря на колебания входного напряжения или потребляемого тока (в определенных пределах). Подобный блок ещё используют в качестве вспомогательной схемы там, где нужен источник образцового напряжения. Подобное включение также применяется в качестве защиты чувствительного оборудования (датчиков и т.п.) от нештатного появления высокого напряжения в линии питания или измерения (постоянного или случайных импульсов). Все, что выше напряжения стабилизации полупроводникового прибора, «срезается». Такая схема называется «барьером Зенера». 5) 1)На первом графике показана зависимость напряжения от сопротивления. Такая схема называется однополупериодным выпрямителем. В этом случае диод пропускает ток в течение половины периода и не пропускает в следующие полпериода. Получается, что каждую половину периода ток через резистор не течет. 2)На втором графике показаны значения напряжения на диоде. 3)График напряжения источника питания. 6) По мере увеличения прямого напряжения Uпр, начинает возрастать и прямой ток Iпр. Но пока это возрастание незначительно, линия графика имеет незначительный подъем, напряжение растет значительно быстрее, чем ток. Другими словами, несмотря на то, что диод включен в прямом направлении, ток через него не идет, диод практически заперт. При достижении определенного уровня напряжения на характеристике появляется излом: напряжение практически не меняется, а ток стремительно растет. Это напряжение называется прямым падением напряжения на диоде, на характеристике обозначено как Uд. Для большинства современных диодов это напряжение находится в пределах 0,5…1В.    7) Статическое сопротивление связывает U и I. Оно определяет: какой ток (I) потечет через элемент при приложении к нему напряжения (U): Rстат = U/I (1) Динамическое сопротивление связывает изменения напряжения и тока (ΔU и ΔI). Оно определяет на сколько меняется ток при изменении приложенного напряжения.: Rдин = ΔU/ΔI (2) Т.е. статическое сопротивление определяется точкой на ВАХ, а динамическое наклоном ВАХ в этой точке. Статистическое сопротивление характеризует поведение НЭ в режиме неизменно тока и в заданной точке ВАХ, определяется отношением напряжения к току. В ряде применений на существенную постоянную составляющую тока диода накладывается небольшая переменная составляющая (обычно при этом говорят, что элемент работает в режиме малых сигналов). В этом случае интерес представляет дифференциальное (или динамическое) сопротивление Rдиф= dU/dI. Величина динамического сопротивления зависит от постоянной составляющей тока диода, определяющей рабочую точку на характеристике. Отсюда следует, что с ростом прямого тока rдбыстро уменьшается, так как при прямом включении диодаI>>IS.На линейном участке ВАХ при прямом включении диода статическое сопротивление всегда больше динамического сопротивления: Rст>rд. При обратном включении диодаRст 8) Дифференцирующая цепь - RC цепь, в которой напряжение снимается с сопротивления R и соблюдается соотношение tц<  Дифференцирующая цепь предназначена для формирования импульсов малой длительности. Поэтому дифференцирующую цепь по другому называют укорачивающей.  9) Интегрирующая цепь - RC цепь, в которой напряжение снимается с конденсатора C и соблюдается соотношение t ц >>t и. Назначение интегрирующих цепей. Интегрирующая цепь предназначена для формирования импульсов большой длительности. Т.е. для удлинения или расширения импульсов, преобразования импульсов по интегральному закону, получения линейно изменяющегося напряжения. Отсюда другое название интегрирующей цепи - удлиняющая цепь.  10)АЧХ И ФЧХ ДИФФ И ИНТЕГР.  Анализ графиков АЧХ цепей показывает, что интегрирующая цепь пропускает нижние частоты и задерживает верхние, т.е. является фильтром нижних частот (ФНЧ). Дифференцирующая цепь наоборот пропускает верхние частоты и тем самым является фильтром верхних частот (ФВЧ). Форма временных (переходной и импульсной) характеристик определяет характер переходных процессов. Для рассматриваемых цепей переходные характеристики представляют собой монотонно возрастающую (для интегрирующей цепи) и монотонно убывающую (для дифференцирующей цепи) функции. Это определило название цепей как апериодических. 12) Биполярный транзистор имеет области: эмиттер, база и коллектор – два p-n-перехода. Эмиттерный переход (на границе областей эмиттер-база) и коллекторный (на границе областей база-коллектор). Базовая область (база Б) – область, в которую инжектируются неосновные для этой области носители заряда. Эмиттерная область (эмиттер Э) – область, назначение которой – инжекция носителей в базовую область. Коллекторная область (коллектор К) предназначена для экстракции носителей из базовой области. Принцип работы транзисторов p-n-p и n-p-n-типов одинаков, но в транзисторе со структурой типа p-n-p основной ток, текущий через базу, создается дырками, инжектируемыми из эмиттера, а в транзисторах со структурой n-p-n-типа - электронами.      13) Статические характеристики биполярного транзистора позволяют определить его основные параметры, такие как входное и выходное сопротивление, статический коэффициент усиления. В ряде случаев по ним можно определить рабочую точку усилительного каскада. Статические характеристики зависят от схемы включения транзистора (схема с общей базой или схема с общим эмиттером).   Входные характеристики позволяют оценить нелинейность транзистора. Входные и выходные характеристики позволяют определить входное и выходное сопротивления транзистора. На выходных характеристиках транзистора видны области отсечки, насыщения и его рабочая область. 14) Для проведения непосредственных измерений сигналов используются два измерительных маркера. Например, на кривых, полученных в результате выполнения анализа переходных процессов, можно измерить время и уровень сигнала, а на частотных характеристиках, полученных в результате малосигнального анализа, можно оценить полосу пропускания устройства по уровню. Позволяет исследовать частотные свойства схемы при малом уровне входного воздействия для ряда частот и значений параметров схемы. В малосигнальном режиме в узлах отображается значение коэффициента передачи (модуль и фаза), являющегося отношением напряжения в произвольном узле к напряжению во входном узле исследуемой схемы. Эти сведения могут быть дополнены коэффициентами передачи по току и мощности для различных частот и значений температуры при вариации значений компонентов.    |