 |
9.18. Трансформаторы ля преобразования частоты
|
|
|
|
9. 18. Трансформаторы ля преобразования частоты
В практике часто возникает необходимость создания источника переменного тока повышенной частоты. С помощью трансформаторов легко построить удвоитель или утроитель частоты.
Утроитель частоты состоит из трех однофазных трансформаторов, работающих при сильно насыщенном сердечнике.
Первичные обмотки соединены «звездой», а вторичные - последовательно. Как известно, намагничивающий ток имеет сложную форму кривой и помимо основной гармонической составляющей имеет третью, изменяющуюся с частотой f3 = 3f1.
При соединении первичной обмотки " звездой" токи основной гармоники уравновешиваются, и под действием третьей гармоники магнитный поток наводит во вторичной обмотке напряжение, изменяющееся с тройной частотой.
Лекция 10. Нелинейные элементы электрических цепей
Элементы цепей, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения или протекающего тока, называются нелинейными. На участке цепи, содержащем нелинейный элемент, не выполняется закон Ома. Кривая, изображающая зависимость тока от приложенного напряжения, называется волътамперной характеристикой. Характер нелинейности вольтамперной характеристики зависит от природы нелинейного элемента.
Строго говоря, все реальные электрические цепи в какой-то мере нелинейны. Так, сопротивление резистора изменяется потому, что при изменении тока изменяется его температура. Если магнитная проницаемость вещества сердечника катушки зависит от напряженности магнитного поля, то индуктивность этой катушки также зависит от тока. Наконец, емкость конденсатора зависит от напряжения, если диэлектрическая проницаемость его диэлектрика зависит от напряженности электрического поля.
|
|
|
Особенности нелинейных цепей позволяют осуществлять целый ряд важных для практики процессов: выпрямление переменного тока, преобразование постоянного тока в переменный, преобразование частоты переменного тока, стабилизацию тока и напряжения и др. Нелинейные цепи широко используются в устройствах автоматики, электроизмерительной технике и радиоэлектронике.
К нелинейным элементам, применяемым на практике, относятся, в частности, лампы накаливания, полупроводниковые и вакуумные диоды, триоды и тиристоры, ионные приборы (неоновые лампы, бареттеры, тиратроны и др. ).
Например, вольтамперная характеристика p-n перехода отражает ярко выраженную одностороннюю проводимость (рис. 10. 1).
Рис. 10. 1
Когда к р-п переходу приложено прямое напряжение, то ток быстро возрастает с ростом напряжения. Когда же к р-n переходу приложено обратное напряжение, ток очень мал, быстро достигает насыщения и не изменяется до некоторого предельного значения обратного напряжения U^, после чего резко возрастает. Это так называемое напряжение пробоя, при котором наступает пробой р-n перехода и он разрушается.
10. 1. Диоды, стабилитроны
Р-n переход является основой полупроводниковых диодов рис. 10. 2, которые применяются для выпрямления переменного тока и для других нелинейных преобразований электрических сигналов.
а б
Рис. 10. 2
Диод можно проверить путем измерения с помощью омметра прямого и обратного сопротивлений. Величина этих сопротивлений характеризует способность диода пропускать ток в одном направлении и не пропускать ток в другом. Специальные диоды, которые называются стабилитронами, предназначены для работы при напряжениях, превышающих напряжение пробоя. Эта область называется областью стабилизации.
|
|
|
Маломощные стабилитроны выпускаются в корпусах из стекла или эпоксидной смолы, а мощные в металлическом корпусе с винтом рис. 10. 3, а, б. Схематическое обозначение стабилитрона показано на рис. 10. 3, с.
а б с
Рис. 10. 3
Основными параметрами стабилитронов являются максимальный ток стабилизации, обратный ток и обратное напряжение.
На рис. 10. 4 показана типичная регулирующая цепь со стабилитроном. Стабилитрон соединен последовательно с резистором R. Резистор обуславливает прохождение через стабилитрон такого тока, чтобы он работал в режиме пробоя (стабилизации). Входное постоянное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона. Падение напряжения на стабилитроне равно напряжению стабилизации стабилитрона. Стабилитроны выпускают с определенным напряжением пробоя, которое называют напряжением стабилизации. Падение напряжения на резисторе равно разности входного напряжения и напряжения стабилизации.
Рис. 10. 4
|
|
|
