Bessonov2 (Бессонов Л.А. - Теоретические основы электротехники), страница 13

Если на участках 1 н 2 будут включены ЭДС Е, и Е~(рис. 13.24, в), то У = — (11, + 11 ) + Е, + Е . БАХ 1~ — — 1(У «) вэтом случае получаем параллельным переносом кривойд(рис. 13.24, д) на (Е~ + Е~) — кривая 4. ф 13.15. Диакоптмка нелинейных цепей, Под диакоптикой понимают расчет сложных цепей по частям, с учетом влияния частей друг на друга, Проиллюстрируем идею метода на примере схемы (рнс.

13.25, а). Это мостовая схема с шестью ветвями и шестью НР. Всю схему, за исключением ветви 5 с током 1«, представим на рис. 13.25, б некоторым нелинейным двухполюсником 1, а ветвь б — двухполюсником 2. Общим для них является ветвь аЬ с током 1«. Если на рис.

13.25, в построить кривую 1« — — 1(0 «) — кривую 1 — для двухполюсника 1 и кривую 1« — — 1(У «) — кривую 2 — для двухполюсника 2, то точка пересечения кривых 1 и 2 удовлетворяет работе обеих частей схемы, т. е. является решением задачи. ь 1 1 и ° ш 1~ Ю Рис. 13.25 419 Рис. 13.26 1,икА 1,нА 1% 700 1,% 700 40 0 10 10 ЦВ О) 0 500 ЮОО Ф,лк 0 0,75 Л,нни д 0) 0 4 д 1кГц 8) Рис. 13.27 420 Для получения кривой 1 необходимо в соответствии с $13.14 сначала построить семейство ВАХ ветвеи 1 и 2 1 = ДУ,к), ВАХ ветвей 3 и 4 1з = Д1/, ) прн различных 1з.

Затем учесть, что 1~ + 1з + 1в — — О для каждого 1з. Из этого условия определить (/,к, 1п 1з для каждого фиксированного 1з и по ннм построить! = ДУ„ь). $13.16. Терморезисторы. Терморезисторы представляют собой НР, сопротнвле. ние которых сильно зависит от температуры 7' тела терморезистора.

Так как эта температура зависит не только от тока, проходящего по терморезистору, но и ск температуры окружающей среды 6, то они представляют собой температурно управ-' ляемые НР. Другими словами, один и тот же терморезнстор обладает различнымн' ВАХ при различных 6. Ток, нагревающий терморезистор, может проходить по самому терморезнстору либо по нагревательной обмотке, электрически изолированнои, от него. Терморезисторы подразделяют на два класса: термисторы (с отрицательным температурным коэффициентам) и позисторы 1с положительным температурным коэффициентом).

Термисторы изготовляют из оксидов меди и марганца, позисторвг — из титаната бария, легированного редкоземельными металлами. Постоянная времени нагрева терморезисторов составляет обычно несколько десятков секунд- Обозначают терморезисторы в соответствии с рис. 13.26, а, ставя соответственно букву 7 или П. На рис. 13.26, б изображены ВАХ термистора типа ММТ-4, а на рис. 13.26, в— позистора СТ5-1. % 13.17. Фоторезистор н фотодиод.

Фоторезистор — это резистор, управляемый световым потоком Ф. Действие его основано на внутреннем фотоэффекте. ВАХ при неизменном потоке показана на рис. 13.27, а, люкс-амперная характеристика при неизменном напряжении — на рис. !3.27, б, спектральная характеристика! = 11)) (ток — в относительных единицах, Х вЂ” длина волны) при неизменном У и Ф вЂ” на рис. 13.27, в, частотная характеристика 1 = ~р(1) при неизменном Ф и У вЂ” на рис. 13.27, г. о грамов й Рис. 13.28 0 О,пгз О,~ ф,ли в) а) Рис. 13.29 Фотодиод (ФД) — это герм аниевый нли кремниевый диод, обратный ток р-а-пс рехода которого зависит от освещенности перехода.

Работа его основана на вентильаом отоэффекте. Д могут работать с внешним источником (схема на рис. 13.28, а) и без него(рис. 13.29, а). ВАХ одного из типов серно-таллиевого ФД при различных Ф изображена иа рис. 13.28, б. При работе без внешнего источника питания фотогальваническая ЭДС достигает 0,1 — 0 2 В и более. Схема замещения для рис. 13 29, а изображена на рис.

13 29, б. ФД на нем представлен источником ЭДС холостого хода Е„и внутренним сопротивлением И . ЭДС Е„вЂ” нелинейная функция светового потока Ф. ВАХ И вЂ” кривая 1 на рис.»13.29, в, а прямая 2 — ВАХ Я„прн Е„= 0,2 В и Я„= 250 ОмЪересечение кривой 1 с прямой 2 определяет рабочии режим. 8 13.18. Передача максимальной мощности линейной нагрузке от источника с нелинейным внутренним сопротивлением. В схеме на рис. 13.29, б линейной нагрузке сопротивлением Р„передается мощность от источника ЭДС через резистор Р„ имеющий нелинеййую ВАХ (кривая 1 на рис. 13.29, в). Обозначим через (г напряжение на нелинейном резисторе. Мощность, выделяющаяся в нагрузке, 6Р» Р» = 1йн! = (ń— Уя,)У.

ВОЗЬМЕМ ПрОИЗВОдНуЮ вЂ” И ПрнраВНяЕМ ЕЕ НУЛЮ: (1Р н (1 У~, би„, = Š— с(' — / — =О. Учтем, что Š— 1(' =1й а — = (т пред- » ка 11 х Йв н' <у днф стзвляет собой дифференциальное сопротивление нелинейного резистора, Следовательно, максимальная мощность передается нагрузке, когда в рабочей точке А( = ° н »нф. Если в схеме рис. 13.29, б нелинейным будет не только внутреннее сопротивле- источника питания, но и сопротивление нагрузки, то нагрузке будет "ередаваться максимальная мощность(энергия), когда в рабочей точке статическое опротнвление нагрузки равно дифференциальному сопротивлению источника пиа "ня (доказывается аналогично).

$13.! Э. й1агииторезисторы и магиитодиоды. Магииторезисторы — это резисторы, сопротивлением которых управляют внешним магнитным полем индукции В направленным перпендикулярно направлению протекания тока через резистор. Электроны в теле магниторезистора находятся в перекрестных магнитном поле индукции~и электрическом поле напряженностью Еи движутся не по напряженно сти поля Е, а по кривой, напоминающей циклоиду (см. $26.7), за счет чего путь их, а следовательно, и сопротивление увеличиваются. Выполняют их в виде дисков или пленок.

На рис. 13.30, а изображена ВАХ магниторезистора из антимонида индия, а на рис. 1З.ЗО, б — из арсенида индия. Магиигодиоды — это диоды, в которых магнитное поле изменяет подвижность и направление движения электронов и дырок. На рис. 13.30, а изображена ВАХ магиитодиода КД301Ж при В = 0(кривая 1) и при В = О,З Тл (кривая 2). Вепресм двя самепроварми 1. Дайте определения следующим понятиям: нелинейный резистор, нелинейная электрическая цепь, статическое и дифференциальное сопротивления. 2.

Дайте определение неуправляемых НР. 3. Качественно изобразите ВАХ известных вам типов неуправляемых и управляемых НР. 4. Для каких известных вам типов НР дифференциальное сопротивление может быть отрицательным? 5. Может ли для реальных НР статическое сопротивление быть отрицательным? 6. В чем заключается препятствие, затрудняющее применять метод контурных токов или метод узловых потенциалов для расчета сложных разветвленных нелинейных цепей? 7. Как заменить несколько параллельных ветвей с НР и источниками ЭДС на одну эквивалентную? Определите характеристики элементов эквивалентной ветви. 8.

Перечислите этапы расчета нелинейных цепей (НЦ) методом двух узлов и методом эквивалентного генератора. 9. В чем ограниченность метода замены НР эквивалентным линейным сопротивлением и источником ЭДС? 1О. Перечислите свойства, которыми при определенных условиях могут обладать НЦ и не обладают линейные цепи. 11. Охарактеризуйте свойства термисторов и позисторов, фото- и магниторезисторов. 12. Поясните идею расчета схем с применением диакоптики.

13. В чем отличие условий передачи активной мощности нагрузке от источника с нелинейным внутренним сопротивлением и от источника с'линейным сопротивлением? 14. Решите задачи 2.4, 2.8, 2.13, 2.14, 2.15, 2.20, 2.22. и,в Ю 7,м4 м4 0 Ю РР УР Р) 0 40 00 а) 0 40 00 Е) Рис. 13.30 Глава четырнадцатая МАГНИ'1'НЫ~ Ц~ПИ ф 14.1. Подразделение веществ на сильномагнитные и слабомагнитные. Из курса физики известно, что все вещества по их магнитным свойствам подразделяют на диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные, ферримагнитные и антиферромагнитные. У диамагнитных веществ относительная магнитная проницаемость р,(1, например для висмута р,,= 0,99983, у парамагнитных веществ р,«1, например для платины р, = 1,00036. У ферромагнитных веществ (железо, кобальт и их сплавы) р, много больше единицы (например, 104, а у некоторых материалов даже до 106).

У ферримаг"нитныхвеществ р,,того же порядка, что и у ферромагнитных, ау , антиферромагнитных веществ р., того же порядка, что и у пара- магнитных. При решении большинства электротехнических задач достаточ! но подразделять все вещества не на перечисленные группы, а на сильномагнитные, у которых р, ««1, и на слабомагнитные (практически немагнитные), у которых р,, т 1. ф 14.2. Основные величины, характеризующие магнитное поле. Основными векторными величинами, характеризующими магнитное поле, являются магнитная индукция В и намагниченность У'.

УИагнитная индукция  — это векторная величина, определяемая по силовому воздействию магнитного поля на ток (см. гл. 21). Намагниченность У вЂ” магнитный момент единицы объема вещества. Кроме этих двух величин магнитное поле характеризуется напряженностью магнитн огополя Н. Три величины — В, У, Н вЂ” связаны друг с другом следующей зависимостью: В = МН+ У). (14.1) В СИ единица индукции  — тесла (Тл): 1 Тл = 1 В.с/м = 1 Вб/м или в кратных единицах Вб/см', а в системе СГСМ вЂ” гаусс (1 Гс = 10 ' Вб/см').