Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи (1996) (1092093), страница 91
Текст из файла (страница 91)
ф 15.41. Связь между малыми приращениями входных и выходных величин электронной лампы. Как упоминалось в Э 15.40„анодный ток) является функцией не только анодного, но и сеточного напряжения: 1,=1,(и„и,). 1сли по отношению к некоторому исходному состоянию (У~, (гс) сеточное напряжение получит небольшое 'приращение Лис, то оно вызовет приращение анодного напряжения Ли, н анодного -тока Ма Проделав выкладки, аналогичные выкладкам $ 15.32, получим Ь|а = д,Аи +5Ьи,, (15.46) гдето,= — внутренняя проводимость лампи(проводимость между анодом и катодом).
Уа+,йа Рис. 15.29 Рис. 15.30 489 Величину, обратную дл называют внутренним сопротивлением лампы (сопротивление между анодом и катодом): И;= 1/д;. (15.47) Крутизна характеристики лампы Я имеет размерность проводимости: (15А8) =Р Проводимость д; и крутизна характеристики 5 зависят от вида характеристик лампы и исходных напряжений !/ и (/с Отношение 5 кд;называют коэффициентом усиления лампы: (15.49) (15.51) Ли,+Ли„= О, где Ьиа — приращение напряжения на нагрузке Йн. В уравнение (15.5! ) вместо Ли„подставим й„А1, и вместо Аи, в соответствии с уравнением (15.50) Я;И,— 1ьЛи,. В результате получим (/~а+%)/~!а = 1~Мис' (15.52) Уравнению (15.52) отвечает схема на рис.
15.30, б. В этой схеме к управляемому источнику ЭДС ИЛи, присоединены нагрузка Я„и внутреннее сопротивление электронной лампы Яг Таким образом, для малых приращений анодную цепь электронной лампы замещают (имитируют) источником ЭДС рЛи, и последовательно с ним включенным резистором сопротивлением Я;. ЭДС этого источника пропорциональна изменению напряжения на сетке лампы (т. е. это зависимый источник ЭДС; ср. с ф 15.35). На рис. 15.30, в изображена другая часто используемая схема замещения. В ней вместо источника ЭДС включены управляемый источник тока зЛи, и шунтирующий его резистор Я (напомним, что переход от источника ЭДС к источнику тока рассмот-, 1 рен в ф 2.2).
В схемах на рис. 15.30, б, в не учтены межэлектродные емкости, поэтому такие схемы применимы для относительно низких частот. Схема замещения для высоких частот изображена на рис. 9.3, б. Пример 154. Между сеткой и катодом триода 6С2С приложено напряжение (/,+Ли, = (/ +(/, з!пЫ = — 2+0,05з!пЫ(рис. 15.30, а).
Зависимость 1,=Ди,) при Коэффициент ц показывает, во сколько раз приращение напряжения между сеткой и катодом Лис оказывается более эффективным, чем приращение напряжения между анодом и катодом Ьи, в отношении получения одинакового приращения анодного тока И . С учетом сказанного имеем /~иа = /~1А!а Р'~ис' (15.50) $15А2. Схема замещения электронной лампы для малых приращений. На схеме (рис. 15.30, а) через (/„, (/~, (/„! обозначены постоянные составляющие напряжений и тока, соответствующие исходному состоянию схемы.
Положительные направления для приращений Лис, Лиа, М те же, что и для исходных напряжений и токов. Запишем уравнение для приращений напряжений в анодной цепи, вызванных приращением напряжения Ьи, на сетке лампы. С этой целью составим два уравнения по второму закону Кирхгофа для вводной цепи. Одно из них — для режима до получения приращений: (/,+ с/ =Е; другое — для режима после получения приращении: (/ +авиа+(/„+Ь(/„= Е. Если в последнем уравнении (/,+(/„ заменить на Е, то окажется, что а."" 1В И г!! Ю ап м и!й ид,8 Рис. 15.31 параметре и изображена на рис. 15 31, где Е =150 В; Я„=15 кОм. Найти параметры схемы замещения триода и определить с помощью этои схемы амплитуду синусоидальной составляющей тока в анодной цепи. Р е ш е н и е. Определим положение рабочей точки на характеристиках лампы по постоянному току.
На рис. 15.3! наносим прямую, характеризующую нагрузочное сопротивление анодной цепи. Ее часто называют нагрузочной прямой. Прямая проходит через гочки 1 =О, и,=150 В и ~,=Е /К„=10 мА; и,=О. Рабочей точкой в рассмотренном режиме будет точка пересечения прямой с той кривой семейства, для которой параметр (/,= — 2 В. Координаты этой точки: и =94 В; Ю По определению 1см.
формулу (15.46)], для нахождения д,- следует, считая за исходное положение найденную рабочую точку, при неизменном (7,= — 2 В дать приращение анодному напряжению Ли„найти соответствующее ему приращение вводного тока Ша и раздели~~ Ыа на Аиа . д,- = д~,/ди,тйл /Аи, = 5 мА/50 В=10 ~ См.„!г,- = ! /д,=10 Ом. Проводимость д,. пропорциональна тая~ енсу угла наклона касательной в рабочей точке к кривой! =Ди,), для которой (/,= — 2 В. Для определенйя крутизны характерйстики .э при и,=94 В даем приращение сеточному напряжению Ли = — ! — ( — 2)~1 В и из рисунка находим соответствующее ему приращение М,=4,67 — 3,67=! мА. Следовательно, 5 = дг,/ди,т жЖ,/Аи, = 1О з А/В.
Коэффициент усиления р = 5/й; = 10. Амплитуда синусоидалыгой составляющей тока в анодной цепи, согласно (15.52), 7 ! ~'ч — З ! = =2.10 А. Анодный ток ! = 3,67+0,02э1пь| мА. ф 15.43. Тиристор — управляемым полупроводниковый диод. На рис. 15.32, а изображена простейшая схема включения тиристора. Тиристор — это четырехслойный полупроводниковый прибор с тремя р-и-переходами (/, 2, 8). Напряжения на них обозначены и„ и,, из, ВАХ р-и-переходов 1 и 3 изображены на рис. 15.32, б, ВАХ перехода 2 — на рис.
15.32, в(включен встречно р-и-переходам / и 3). При и~=и„в переходе 2 происходит лавинная ионизация (пунктир 491 ~пра5ляющт" злетпро3 Рис. 15.32 на рис. 15.32, в). Суммарная ВАХ трех переходов г=~(и), т. е. ВАХ всего тиристора, изображена на рис.
15.32, г. Она получена сложением абсцисс (рис. 15.32, в) и двух абсцисс (рис. 15.32, б). Участок 1 — 2 на ней соответствует участку лавинной ионизации второго р-п-перехода. Если при замкнутом ключе К(рис. 15.32, а) ЗДС Е станет немного больше и„, тиристор зажжется, т, е. перейдет в открытое состояние. Ток в цепи станет равным току 1, на рис. 15.32, д. Прямую! (рис.
15.32, д) называют нагрузочной. Для погашения тиристора необходимо, чтобы ток через него уменьшился до г~с, (рис. 15.32, г). До сих пор рассматривалась работа тиристора при отсутствии управляющего сигнала (так работает динистор). При воздействии управляющего сигнала (импульса тока или напряжения) на управляющий электрод (расположенный вблизи р-п-перехода 2 на рис..; 15.32, а) от вспомогательной цепи, не показанной на рис. 15.32, а, происходит лавинная ионизация р-п-перехода 2.
Подавая импульсы управления, можно снижать напряжение зажигания (т. е. зажигать прибор при более низком и,,„). Пунктиром на рис. 15.32, д показано положение нагрузочной прямой 2 в управляемом тиристоре. Переход от закрытого состоя- ~ ния к открытому происходит за доли микросекунды. Тиристорыв выполняют на токи от долей миллиам пер до нескольких килоампер. ~ На рис. 15.32, е, ж показано условное изображение тиристора на 1 схемах: рис.
15.32, е соответствует управлению тиристором со стороны анода, рис. 15.32, ж — со стороны катода. ф 15.44. Общая характеристика методов анализа и расчета нели" нейных электрических цепей переменного тока. Анализ нелиней- ных явлений и получение числовых соотношений в нелинейных цепях переменного тока является более сложным и трудоемким, чем анализ и расчет линейных электрических цепей. Как правило, в нелинейных электрических цепях содержатся либо нелинейные индуктивные катушки, либо нелинейные конденсаторы, либо безынерционные в тепловом отношении нелинейные резисторы. Токи и напряжения в таких цепях в той или иной степени несинусоидальны.
Токи и напряжения в большей степени синусоидальны в цепях, содержащих только инерционные в тепловом отношении нелинейные резисторы. Все методы анализа нелинейных цепей можно подразделить на две большие группы: аналитическую и графическую. Аналитические методы в отличие от графических дают возможность проводить анализ в общем виде, а не только для частных значений параметров. Недостатком аналитических методов является то, что приходится выражать аналитически характеристики нелинейных элементов, а это всегда связано с некоторой погрешностью. Расчет сколько-нибудь сложных нелинейных электрических цепей переменного тока можно произвести лишь с известной степенью приближения.
Наиболее широко распространены следующие методы анализа и расчета нелинейных цепей переменного тока: 1) графический при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений; 2) аналитический при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений при их кусочно-линейной аппроксимации; 3) аналитический или графический при использовании ВАХ по первым гармоникам; 4) аналитический или графический при использовании ВАХ по действующим значениям несинусоидальных величин; 5) аналитический путем расчета по первой и одной или нескольким высшим или низшим гармоникам; 6) с помощью линейных схем замещения; 7) малого параметра; 8) интегральных уравнений; 9) моделирования. В дальнейшем кратко охарактеризован каждый метод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
