Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи (1996) (1092093), страница 76
Текст из файла (страница 76)
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'). Единица намагниченности У и напряженности поля Н вЂ” ампер на метр (А/м), а в системе СГСМ вЂ” эрстед (Э). Стрелка над буквой характеризует вектор в пространстве.
Пояснения к формуле (14.11см. в $!4.24, ф 14.3. Основные характеристики ферромагнитных материалов. Свойства ферромагнитных материалов принято характеризовать зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. Различают два основных типа этих зависимостей: кривые намагничивания и гистерезисные петли.
Под кривыми намагничивания понимают однозначную зависимость между В и Н. Кривые намагничивания подразделяют на начальную, основную и безгистерезисную (что будет пояснено далее). Из курса физики известно, что ферромагнитным материалам присуще явление гистерезиса — отставание изменения магнитной индукции В от изменения напряженности магнитного поля Н. Он обусловлен необратимыми изменениями энергетического состояния поддействием внешнего поля Н.
При периодическом изменении напряженности поля зависимость между В и Н приобретает петле- ' вой характер. Различают несколько типов гистерезисных петель — симметричную, предельную и несимметричную (частный цикл). На рис. 14.1 изображено семейство симметричных гистерезисных петель. Для каждой симметричной петли максимальное положительное значение В равно максимальному отрицательному значению В и соответственно Н,„=~ — Н,„~ Геометрическое место вершин симметричных гистерезисных петель называют основной кривой намагничивания. При очень больших Н вблизи -ьН,„восходящая и нисходящая ветви гистерезисной петли практически сливаются.
Предельной гистерезисной петлей или предельным циклом называют симметричную гистерезисную петлю, снятую при очень больших Н,„. Индукцию при Н = О называют остаточной индукцией и обозначают В,. Рис. 14.1 Фесиммстри галерии с ссаси или юсина ци Рис. $4.2 Напряженность поля при В = О называют задерживающей или коэрцитивной силой и обозначают Н,. Участок предельного цикла В,Н, (рис. 14.1) принято называть кривой размагничивания или аспинкои» гистерезисной петли.
Этот участок используют при расчетах магнитных цепей с постоянными магнитами и магнитных элементов запоминающих устройств вычислительной техники. Если изменять Н периодически и так, что +Н,„~Ч вЂ” Н,~ то зависимость между В и Н будет иметь вид петли, но центр петли не совпадает с началом координат (рис. 14.2). Такие гистерезисные петли называют частными петлями гистерезиса или частными циклами. Когда предварительно размагниченный ферромагнитный материал (В = О, Н = О) намагничивают, монотонно увеличивая Н, получаемую зависимость между В и Н называют начальной кривой намагничивания. Начальная и основная кривые намагничивания настолько близ- ц ко расположены друг к другу, что практически во многих случаях,п их можно считать совпадающими ~рис. 14.2).
;". М Безгистерезисной кривой намагничивания называют зависимость между В и Н, возникающую, когда при намагничивании ферромагнитного материала его периодически постукивают или воз- " действуют на него полем, имеющим кроме постоянной составляющей еще и затухающую по амплитуде синусоидальную составляющую. При этом гистерезис как бы снимается. ~,П Безгистерезисная кривая намагничивания резко отличается от основной кривой. .3 „ В различных справочниках, а также в ГОСТе в качестве одно- ч значной зависимости между В и Н дается основная кривая намаг- ~ ,,Г ничивания. ф 14.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
