Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Крутизну характеристики можно рассматривать как дифференциальную или внутреннюю проводимость диода при переменном токе, следовательно, если известно дифференциальное сопротивление диода, то тем самым известна н дифференциальная проводимость, таким образом, крутизна не является независимым параметром диода. Вследствие нелинейности анодной характеристики диода крутизна характеристики, так же как и дифференциальное сопротивление диода, на различных участках характеристики не одинакова. /(ля нахождения крутизны по данной характеристике диода выбирают участок ее аб (рис. 13-18), находят для него приращения Л/, (отрезок бв) и Л(/, (отрезок ав) и, определяя их отношение, получают крутизну для участка аб или для средней точки г этого участка.
Иногда пользуются понятием максимальной крутизны, соответствующей прямолинейной части характеристики. Падая на анод, электроны отдают ему свою кинетическую энергию то'/2, которая выделяется в виде тепла. Если мо:цность Р„полученная анодом, превосходит мощность, 339 которую анод отдает в окружающее пространство, то температура анода повышается. Это может вызвать перегрев, деформацию анода и разрушение катода, находящегося вблизи анода.
Электрон на пути от катода к аноду приобретает энергию тР!2 = еУ,. Если на анод падает и электронов в секунду, то энергия, получаемая анодом за это время, т. е. мощность анода, (13-17) Р, = птаз/2 = пеУ, = 1,У, В рабочем режиме вследствие нагрева анода возможно выделение из него остатков газа. Для уменьшения газовыделения анодом его при изготовлении лампы в процессе откачки газа (воздуха) интенсивно прогревают. При работе лампы температура анода должна быть меньше, чем при откачке, и меньше температуры катода- во избежание перегрева катода. Допустимая температура нагрева анода определяет величину допустимой мощности, передаваемой аноду электронным потоком. Мощность Р„развиваемая на аноде при работе лампы, должна быть меньше допустимой: Р« = 1«У«( Р «, «о« = 1«, «««У« а а допустимая величина вводного тока 1,„„=Р,„„Я,.
(! 3-18) Аноды электронных ламп изготовляются из никеля, молибдена, тантала или графита. Для увеличения мощности, рассеиваемой анодом, применяют аноды с добавочными ребрами или радиаторами. Применяется также чернение анода и покрытие его цирконием для повышения лучеиспускания и для поглощения остаточных газов. Для каждой лампы указывается предельное значение еыдеачемой на аноде мощности Р, „,„, при которой температура анода не превышает допустимой. Если приложить отрицательное (обратное) аподное напряжение, превышающее запирающее, то может развиться самостоятельный электрический разряд и наступить пробой.
Для каждой лампы указывается наибольшее допустимое обратное напряжение У,ер „„. К параметрам лампы относятся также номинальное напряжение (У„) и номинальный ток (1«) накала лампы. 340 в) тнвы н «н«томв ооознйчонна лионов По назначению двухэлектродные лампы делятся на кенотроны и высокочастотные диоды. К е и о т р о н о м называется двухэлрктродная лампа, предназначенная для выпрямленна переменного тока промышленной частоты, т. е. для преобразования переменного тока в постоянный ток. В ы с о к о ч а с т о т н ы м д и о д о м называется двух- электродная лампа, предназначенная для преобразования высокочастотных колебаний (детектирование, модулирование, преобразование частоты).
д) ' е1 яту ау Рис. 13-20. Оформление электронных ламп. о — двуканоднмй инаковольтнмй кенотрон а стеклянном баллоне. 'б — вмсоновольтимй кеиотрои с неркним выводом анода, в стеклянном баллоне; и — лампа в металлическом баллоне: е — миниатюрная пальчиковая лампа,' д — лачин типа желудь». По конструкции диоды бывают одноамодными и деуханадными. Двуханодный диод, как показывает название, представляет собой сочетание двух одинаковых диодов в одном баллоне.
Такой диод может илйеть один общий или два изолированных катода. Размеры баллона лампы зависят от ее мощности, так как чем больше мощность лампы, тем больше тепла излучают электроды. Для ограничения температуры баллона увеличивают его поверхность. По габаритным размерам, кроме обычных стеклянных и металлических ламп, снабженных цоколем, различают широко применяемые миниатюрные — пальчиуауеые и лампы типа «желудь» (рис.
13-20), которые не имеют цоколя. У. последних выводы от электродов выполняются гибкими проводами, которые прнпаиваются к соответствующим точкам схемы, нли выводы от электродов выполняются из 34! более толстых проводов, которые в то же время служат штырьками для соединения с гнездами ламповой панели. Некоторые нормальные стеклянные н металлические лампы имеют восьмиштырьковьш (октальный) цоколь. В цоколе по периферии симметрично укреплены восемь металлических штырьков, соединенных с электродами лампы, а в центре расположен пластмассовый удлиненный еитырьключ с выступом (рис. 13-21, а), обеспечивающим правильную установку лампы.
Штырьки цоколя вставляются в лолтповую панельку (рис. 13-21, б). Штырьки нумеруются 9©аФ е() Рис. 13-21. Октальный цоколь (а); ламповая панель (В); нумерация штырьков (в); цоколевка кенотрона оЦ4С (г). от выступа ключа по часовой стрелке (рис. 13-21, в). Часть штырьков у некоторых ламп отсутствует. Схема соединения электродов лампы со штырьками называется ц о к о л е в к о й л а и п ы. Она обычно приводится в справочниках по электровакуумным приборам. Система обозначений электровакуумных приборов установлена ГОСТ 13393-67. Согласно этому стандарту обозначение электронной лампы состоит нз четырех элементов: 1-й элемент обозначения — -число, указывающее округленно напряжение накала в вольтах.
2-й элемент обозначения — буква, указывающая тнп лампы: Д вЂ” диод; Х вЂ” двойной диод; Ц вЂ” кенотрон. 3-й элемент обозначения — число, указывающее порядковый номер данного типа прибора. 4-й элемент обозначения — буква, указывающая конструктивное оформление: С вЂ” а стеклянной оболочке, диаметром больше 22,5 мм; К вЂ” в керамической оболочке; 342 П вЂ” стеклянная, миниатюрная, диаметром 19 и 22,5 мм; à — стеклянная сверхминнатюриая, диаметром свыше 10,2 мм; Б — стеклянная сверхминиатюрная, диаметром до 10,2 мм; А — стеклянная сверхминиатюрная, диаметром до 8 мм; Р— стеклянная сверхмнниатюрная, диаметром не более 5 мм; Н вЂ” металлокерамическая.
Отсутствие четвертого элемента обозначения указывает, что лампа имеет металлическую оболочку. В качестве примера рассмотрим условные обозначения нескольких электронных ламп: 5Ц4С вЂ” кенотрон (Ц), напряжение накала 5 В (5), в стеклянной колбе нормальных размеров (С), тип № 4 (4). 6Д6А — высокочастотный диод (Д), напряжение накала 6,3 В (6), сверхмипиатюрный в стеклянной колбе диаметром до 8 мм (А), тип № 6 (6). 6Х6С вЂ” двойной диод (Х), напряжение накала 6,3 В (6), в стекляшюй колбе нормальных размеров (С), тип № 6 (6]. 43-7.
Применение двухэлеитредных ламп а) Однопоптпернодное аыпрампенне переменного тона Выпрямление переменного ток а, т. е. преобразование его в постоянный (пульсирующий) ток, производится при помощи устройств, которые обладают весьма малым сопротивлением в прямом направлении и очень большим сопротивлением в обратном направлении. Устройства, обладающие таким свойством, называются электрическими вентилями. К ним относятся, в частности, рассмотренные двухэлектродные лампы. На рис. 13-22 показана вольт-амперная характеристика и д е а л ь и о г о в е н т н л я, сопротивление которого в прямом направлении )с, равно нулю, а в обратном )с,ар— равно бесконечности.
Вольт-амперная характеристика йдеального вентиля представляет собой отрезок Оа — положительной полуоси тока и отрезок Об — отрицательной полуоси напряжения (обратное напряжение). На рис. 13-23, а дана приближенная кусочно-линейная аппроксимации вольтамперной характеристики диода (отрезками бО и Оа). Этой характеристике соответствует схема замещения, состоящая 343 нз идеального вентиля н последовательно соединенного его прямого сопротивления )с, (рнс. 13-23, б).
Прн включеннн идеального вентиля ()х), = 0), соеднненного последовательно с резистором (нагрузкой) тта а) Рис. !3-22. Вольт-ам. Рис. !3-23. Вольт-амперная характеристика верная характеристи- вентиля (о) и его схема камеи!ения (6). ка идеального вентиля. (рнс.
13-24, а) на сннусондальное напряжение и = У„х хз)п оМ в течение положительного полупернода (и ) 0), ток в цепи (рнс. 13-24, б) определится выражением ив+ а '%к В течение отрицательного полупернода напряжения и ( 0 ток в цепи не проходит, так как обратное сопротивление лампы равно бесконечности, т. е. и и (13-19а) Следовательно, в цепи в течение периода проходит одна полуволна сннусондального тока (рнс. 13-24, б). В течение положительного полупернода напряжение на нагрузке равно напряжению, приложенному к цепн Яа = иа = и, а напряжение на вентиле равно нулю, так как его сопротивление )с, = 0 (рнс. 13-24, и).
В течение отрицательного полупернода напряжение на нагрузке равно нулю (рнс. 27, б), так как ток в цепи 1 = О, а напряжение на вентиле (рнс. 13-24, в) равно напряжению н на зажимах цели. Из сказанного следует, что кривая напряжения на нагрузке подобна кривой тока. Как видно нз графика, напряженке на нагрузке и, н ток в цепи вентиля 1 являются пульсирующими, При рассмотрении явлений в электрических цепях с несинусоидальными, и в частности пульсирующими, напряжениями и токами обычно пользуются теоремой Фурье. Согласно этой теореме периодически изменяющаяся величина может рассматриваться как сумма некоторой постоянной (независимой от времени) величины и ряда синусои. дальных величин, имеющих разные амплитуды, частоты и начальные фазы, Синусоидальная величина, имеющая ту же частоту, что и заданная несинусоидальная величина, называется о с- Рис.
!3-24. Послелоаательное соединение нентнля и резистора (а); графики иапрпжениа и, и„и ( (б) и график ' наприжении иа неити. ле и,(е). нов ной илии е р во й с и н уса идой, а график еев п е р в о й г а р м о н и к о й. Синусоидальная величина, имеющая двойную частоту, — в т о р о й с и н у с о н д о й ,(второй гармоникой) и т.д. В результате разложения в ряд Фурье однополупериод, ного выпрямленяого тока получим: 1„ 1„ , 2!„ 2(„ 1 = — "+ —" з(п оз1 — —" сов 2в1 — —" соз 4М вЂ”... н 2 Зл 3 5п ...=1,+1гиз(псе( — 1е„соз2нз1 — 1,„соз4оз1 —... (13-20) Из приведенного ряда следует, что он содержит постоянную составляющую 1е = 1а1п (13-21) первую (основную) гармонику тока, имеющую амплитуду 1„„= 1„12 и частоту 1, равную частоте .подведенного к цепи напряжения, и все четные гармоники с частотами 21, 41.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
