- •Часть 1.
- •Новосибирск
- •Ф.Э.Лаппи
- •Ч.1 Основные элементы электротехники и электроники /учебное пособие / ф.Э.Лаппи.-Новосибирск: Изд-во нгту,2012.
- •Введение
- •По всем элементам протекает один и тот же ток.
- •Ко всем элементам приложено одно и тоже напряжение.
- •Глава 1. Основные резистивные элементы электротехники и электроники .Электрические цепи с резистивными элементами.
- •Резистор с линейной вольтамперной характеристикой
- •Использование понятия резистор для анализа простых электрических цепей.
- •Анализ простых резистивных цепей с использованием законов Кирхгофа.
- •Анализ простых резистивных цепей с использованием понятия входного сопротивления.
- •Нелинейные резистивные элементы .
- •Нелинейные трехполюсные резистивные элементы .
- •Полевые транзисторы
- •Емкость
- •Индуктивность
- •1.4 Анализ схем с диодами при использовании вентильной характеристики.
- •1.6 Задачи к главе 1.
Емкость
Основные сведения о резисторе приведены в таб.1.2
Таб.1.2
1 |
Обозначение емкости |
1 2 |
2 |
Связь между зарядом на обкладках конденсатора (q) и током (i) |
|
3 |
Напряжение на резисторе (u) –это разность потенциалов точек 1 и 2 |
|
4 |
Кулонвольтная характеристика емкости это связь между зарядом и напряжением , определяемая выражением q=Cu |
q
u |
Так как напряжение на конденсаторе определяется как интеграл от тока, то, очевидно, что для всякого изменения напряжения на конденсаторе требуется время. Другими словами напряжение на конденсаторе не может меняться скачком.
В свою очередь, ток в емкости может меняться сколь угодно быстро.
При последовательном соединении емкостей, напряжения на них обратно пропорциональны величине емкости. Это утверждение вытекает из того обстоятельства, что через них протекал один и тот же ток, а следовательно на всех конденсаторах один и тот же заряд.
Индуктивность
Основные сведения об индуктивности приведены в таб.1.3
1 |
Обозначение индуктивности |
1
L
i
u |
2 |
Связь между зарядом на обкладках конденсатора (q) и током (i) |
|
3 |
Напряжение на резисторе (u) –это разность потенциалов точек 1 и 2 |
|
4 |
Кулонвольтная характеристика емкости это связь между зарядом и напряжением , определяемая выражением q=Cu |
q
u |
Примечания к таб.1.2:
1.Так как напряжение на конденсаторе определяется как интеграл от тока, то, очевидно, что для всякого изменения напряжения на конденсаторе требуется время. Другими словами напряжение на конденсаторе не может меняться скачком.
Участок |
Модель |
0-b |
|
0-c |
|
Таб.1.2
№ точки |
Ток |
Напряжение |
Статическое сопротивление |
Дифференциальное сопротивление |
1 |
|
|
|
|
2 |
от мА до кА |
* |
|
|
3 |
Аналогично точке 2. |
|||
4 |
микроамперы |
десятки вольт |
|
|
5 |
Ограничен внешним сопротивлением |
Пробивное напряжение в десятки, сотни, тысячи вольт |
|
|
Тот факт, что при прямом включении (рис.1.11, т.2,3) сопротивление диода значительно (на порядки) меньше, чем при обратном включении (т.3), используют для выпрямления переменного тока и в диодных ключах. При прямом включении важнейшим параметром является максимально допустимый ток, а при обратном- величина пробивного напряжения. В таб.1.3 описаны основные параметры выпрямительных диодов, которые приводятся в справочной литературе, и в соответствии с которыми выбирают диоды при проектировании электронных схем.
Таб.1.3
№ |
Параметр |
Краткая характеристика параметра |
1 |
|
Максимально допустимое обратное напряжение, которое диод может выдерживать в течение длительного времени без нарушения работоспособности диода. |
2 |
|
Средний выпрямленный ток диода - среднее за период значение выпрямленного тока. |
3 |
|
Средний обратный ток диода - среднее за период значение обратного тока. |
4 |
|
Средняя рассеиваемая мощность диода - средняя за период мощность, рассеиваемая диодом. |
5 |
|
Дифференциальное сопротивление |
Нелинейный характер вольтамперной характеристики диода, существенно затрудняет расчет схем. По этой причине чаще используют графический метод (если в схеме один диод) или компьютерное моделирование.
При качественном анализе (при так называемом «чтении» схем), в случае, если напряжение приложенное к схеме при прямом включении значительно больше, чем (рис.1.11), а также если, при обратном питании токами через диод можно пренебречь, то вольтамперную характеристику диода идеализируют и представляют двумя отрезками прямых (рис.1.12).
|
Рис.1.12 Идеализированная (вентильная) вольтамперная характеристика диода |
Исходя из вида вентильной характеристики идеального диода, можно считать, что если рабочая точка находится на участке , то диод можно заменить короткозамкнутым участком, а если на участке , то диод представляют как разрыв. В граничной точке 0 ( ), ток, и напряжение равны нулю. В этот момент времени происходит переход рабочей точки с одного участка на другой. Такое представление характеристики позволяет серьезно упростить анализ схем с диодами.