- 2. Закон Ома для участка и полной цепи
- 3. Последовательное и параллельное соединение проводников
- Последовательное соединение
- Что такое неполная цепь
- 1.4%0D%0AСоглашение о направлениях напряжений и токов и%0D%0Aос»);u(«новные%20законы электротехники %0D%0A
- 1.4.1.1 Пример решения задачи%20№53
- Ход реше»);u(«ния задачи (вычисление тока I ) %0D%0A 1) Найти эквивалентное сопротивление элементов цепи справа от указанных %0D%0Aточек. Назовём это сопротивление R 0314%20%3C/%73ub>по составу резисторов, %0D%0Aвходящих в%20него (рис. 1). 2)%20Преобразуем звезду в%20треугольник (рис. 2)%20и %0D%0Aпопутно объединяем параллелные сопротивления R7 и R62 в R7%36%32 (рис.3). Можно и %0D%0Aнаоборот, треугольник%20в звезду, но тогда ход решения&nb%73p; немного изменится. %0D%0A%33%29 Находим эквивалент%20%52520314 параллельным%20сопротивлениям R52 и%20%520314 (рис.4).%0D%0A %3C%2F%73pan> ВАЖНО: %3C%73pan cla%73%73=%22auto-%73ty%6C%655%22> %0D%0Aна этом этапе%20запоминаем (записываем) значения R65, R76%32%20и R520314. 4) %0D%0AСкладываем два последовательных сопротивления R762 и R520314 и результат %0D%0Aобъединяем%20с параллельным сопротивлением R65. На этом этапе вычислено значение %0D%0Aэквивалентного сопротивления (сопротивления замещения)%20нашего двухполюсника%20%52 экв %0D%0A= %52%365_762_520314 (рис.5%29%2E 5) Находим ответ%20на первый вопрос: I = U / %0D%0AR65_%37%362_520314
- 1.5.1%0D%0AМетод%20с использованием законов Кирхгофа %0D%0A%3C%2Fh4>%0D%0A%0D%0A
- %0D%0A1.5%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>6 %0D%0AПредельно допустимые%20значения токов, напряжений%0D%0Aи мощностей
- %0D%0A6 %0D%0AПрактические примеры
- %0D%0A1. . 1 %0D%0AРасчёт преобразователя кода в напряжение (ПКН) %0D%0A %0D%0A%0D%0A
- %0D%0A %0D%0A%3Ca name=%221.7 Tip»);u(«y_r%65%7Ai%73torov%22>1. 7 %20%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>%0D%0AНекоторые типы резисторов, используемых%20в электротехнике %0D%0A(ГОСТ 2.7%32%38-74)
- 7 . 1 %0D%0A Варисторы &nb%73p;&nb%73p;%0D%0A%3C%69mg cla%73%73=%22auto-%73ty%6C%6520%22 height=%2235%22 %73r%63%3D%22Vari%73tor.gif%22 wid%74%68=%2273%22>
- %0D%0A 1. 7 . 2 %0D%0A Терморезисторы (термисторы%29%26nb%73p;&nb%73p;%0D%0A &nb%73p; или&nb%73p;%0D%0A %3C%2Fh4>%0D%0A%0D%0A
- %0D%0A Кстати , %0D%0Aпочему 310В, а%20не 220 * √2 = %33%311 ?
- %0D%0A%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>&n%62%73p; 1%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>7%3C%2F%73pan>. 4 %0D%0A Фоторезисторы &nb%73p;%26%6Eb%73p;%0D%0A &nb%73p;&nb%73p%3B%20%0D%0AГОСТ 2.730-73
- %0D%0A &nb%73p%3B%3C/%73pan>1%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>7%3C%2F%73pan>. 5 %0D%0A Схемы подключения «);u(«резистивных датчиков к генератору тока %3C%2F%684>%0D%0A
2. Закон Ома для участка и полной цепи
Закон Ома для участка цепи: сила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.
Формула закона: I=. Отсюда запишем формулыU= IR и R =.
Рис.1. Участок цепи Рис.2. Полная цепь
Закон Ома для полной цепи: сила тока I полной электрической цепи равна ЭДС (электродвижущей силе) источника тока Е, деленной на полное сопротивление цепи (R + r). Полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней цепи R и внутреннего r источника тока. Формула закона I = . На рис. 1 и 2 приведены схемы электрических цепей.
3. Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно. Смешанное соединение сочетает оба эти соединения.
Сопротивление, при включении которого вместо всех других проводников, находящихся между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называют эквивалентным сопротивлением этих проводников.
Последовательное соединение
Последовательным называется соединение, при котором каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводниками.
Как следует из первого правила Кирхгофа, при последовательном соединении проводников сила электрического тока, протекающего по всем проводникам, одинакова (на основании закона сохранения заряда).
Рис. 1. Последовательное соединение двух проводников.
Напряжение при последовательном соединении проводников равно сумме напряжений на отдельных участках (проводниках) электрической цепи.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
Из закона Ома следует: при равенстве сил тока при последовательном соединении:
I = ,I = . Отсюда = или =, т. е. напряжения на отдельных участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям участков.
При последовательном соединении n одинаковых проводников общее напряжение равно произведению напряжению одного U1 на их количество n:
При размыкании цепи одного из последовательно соединенных потребителей ток исчезает во всей цепи, поэтому последовательное соединение на практике не всегда удобно.
Источник
Что такое неполная цепь
На%20рисунке ниже предст»);u(«авлены внешние%0D%0Aхарактеристики для источников ЭДС и тока. Резистивный%0D%0Aэлемент %0D%0A(резистор) — преобразует электическую энергию в тепло ,%0D%0Aно его предназначение далеко не только в этом.%0D%0AОбозначается на схемах%20и в тексте буквой %52%2Cr -%0D%0Aсопротивление%2E%20Единица измерения %2D%20ом&nb%73p; [Ом, Ohm]%2E%0D%0AИспользуется и обратная величина, которая%0D%0Aназывается проводимостью g,G = 1/R%20и измеряется в%0D%0Aсименсах [См, %53].
%0D%0A%3C%73trong>&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&n%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;Емкостной элемент%20%3C/%73trong> (конденсатор)%0D%0Aнакапливает энергию электрического поля . Обоначается%20на схемах %0D%0Aи в тексте буквой С — ёмкость. Единица измерения ёмкости — фарад [Ф%2C F] (старое %0D%0Aнаименование ‘фарада’). %31%20фарад равен ёмкости%20конденсатора, при которой заряд 1 %0D%0Aкулон создаёт между его%20обкладками напряжение 1 вольт (1 Ф = 1%20Кл / 1 В), т.е. %0D%0A q %0D%0A= C * u . В литературе%20встречается наименование ‘ёмкость’ вместо слова %0D%0Aконденсатор, но по контексту%20нетрудно отделить физическую характеристику от %0D%0Aнаименования.
%0D%0A &nb%73%70;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p%3B%26nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&%6E%62%73p;Индуктивный%0D%0Aэлемент %28катушка%0D%0Aиндуктивности) накапливает энергию магнитного%0D%0Aполя . Обоначается на схемах%20и в тексте%0D%0Aбуквой%20%4C — индуктивность. Единица измерения -%0D%0Aгенри [Гн, H]. Цепь%20имеет индуктивность%20%31 Гн, если%0D%0Aизменение тока со скоростью%20один ампер в секунду%0D%0Aсоздаёт ЭДС индукции, равную одному вольту (1 V(t)%0D%0A&nb%73p%3B%20= 1 Гн * (dI по dt%29%29. Катушки индуктивности применяются в:%20%0D%0Aтрансформаторах, электромагнитных реле%2C грузоподъемных электромагнитах, %0D%0Aдросселях, индукционных%20печах и «);u(«индукционных%20плитах, фильтрах ВЧ%2Dпомех и частот, %0D%0Aсоставе колебательного контура, роторах и%20статорах двигателей%20и генераторов, %0D%0Aдатчиках перемещения и%20положения, развёртке луча в ЭЛТ, катушках магнитного %0D%0Aудержания плазмы, электроклапанах, электрозамках, втягивающих реле .
%0D%0A
%0D%0A%3C%21— vvvvvvvvvvvvvvv%76%76vvvvvvvvvvvvvvvvvv%76%76vvvvvvvv zadacha1 %76%76vvvvvvvvvvvvvvvvvv%76%76vvvvvvvvvvv—>%0D%0A%0D%0A%3C%64iv align= %22center%22%20%73tyle=%22cur%73or:point%65%72%22 >%0D%0A %0D%0A
%0D%0A%20%0D%0A
%0D%0A
—>%0D%0A %0D%0A
&nb%73p;&nb%73p;&%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70;&nb%73p;&nb%73p;Ниже на%0D%0Aрисунке приведены%20способы представления электических%0D%0Aцепей. Этот рисунок включает: 1. источник ЭДС, в%0D%0Aкачестве которого использован аккумулятор ‘Ac’, 2.%0D%0Aприбор для измерения%20силы тока — амперметр ‘A -%0D%0AAmpermeter’%2C%203. прибор для измерения значения%0D%0Aнапряжения — вольтметр ‘%56%20- Voltmeter’, 4. переключатель%0D%0A(в обычной терминологии просто выключатель) ‘%53%20%2D%0D%0A%53witch’ и 5. нагрузку ‘L — Load’ в качестве, которой%0D%0Aиспользуется обыкновенная лампа накаливания%20’L -%0D%0ALamp’.
%0D%0A%0D%0A
* Принципиальная%0D%0A схема%20%3C/%73trong>содержит условные графические%0D%0A%20 обозначения элементов ( УГО ) в%0D%0A соответствии с ГОСТ’ами%20и включается в состав%0D%0A конструкторской документации. используются обозначения%0D%0A %20%20физических моделей%20элементов, включающих%0D%0A графическое представление их внутренних%0D%0A параметров, например&nb%73p; %72%2C Ra, Rv — эквивалентные%0D%0A внутренние%20сопротивления источника ЭДС,%0D%0A амперметра и вольтметра.%3C%2Ftd>%0D%0A %0D%0A Идеализированная%0D%0A схема%20замещения %20не включает параметры,%0D%0A значениями которых можно пренебречь, например%0D%0A %26%6Eb%73p; r, Ra стемятся%20к ‘0’, а Rv стремится к ∞. Схемы%20замещения позволяют%0D%0A проводить математический анализ и расчёт%0D%0A реальных%20объектов. |
%0D%0A%0D%0A
%0D%0A1%2E%33 Топология электрических цепей
%0D%0A
Подразумевает, что любые неразрывные%0D%0Aгеометрические преобразования%20электрических%0D%0Aцепей не нарушат их свойств. Основными%0D%0Aтопологическими характеристики цепей являются:
%0D%0A%0D%0A
* Узел %3C%2F%73trong>(Node %0D%0A N)%3C%73trong> — место соединения 3-х%20и более%0D%0A элементов цепи. | |
* Ветвь %0D%0A | |
* Закон%20Ома I = U%0D%0A / R.%3C%2F%73trong> Сила тока через резистор прямо%0D%0A%20%20 пропорциональна приложенному напряжения%20и%0D%0A обратно пропорциональна его сопротивлению. Выше%0D%0A на%20рисунке Iнагрузки =%20%55 / Rнагрузки. | |
*%0D%0A последовательный | |
*%0D%0A%20%20 параллельный %0D%0A | %0D%0A |
* треугольник |
%0D%0A%3C%64iv align=%22center%22> %0D%0A%0D%0A
%0D%0A | %3C%2Ftd>%0D%0A |
0 | 1 -1 | ||
0 0%3C%2F%74%64>%0D%0A | 0 | 50 | 0 | 0 | 0 | 1 %0D%0A |
%0D%0A%20%20%20
&nb%73p;B&%6E%62%73%70;=&nb%73p; изв. %0D%0A |
0 |
300 |
%0D%0A%20%20%20 |
%0D%0A
%0D%0A
%0D%0A %20%20%20
%0D%0A %20%20%3Ctr>%0D%0A
%0D%0A I3 &nb%73p; = &nb%73p; I4 &nb%73p; = &nb%73p;
%0D%0A%20%20%20
%0D%0A
%0D%0A%20%20
%0D%0A %20%20%20
%0D%0A
%0D%0A %20%20%20
%0D%0A %20%20%20
%0D%0A
Завершаем заполнение таблиц A и B %0D%0Aи открываем матричный калькулятор на странице%0D%0A’%53olving %73y%73tem%73%20%6F%66 linear equation%73′ -%20%3C%61 href=%22http%73://matri%78%63%61lc.org/%73lu.html%22%0D%0Ata%72%67%65t=%22_blank%22>http%73://m%61%74%72ixcalc.org/%73lu.html ). Добавляем%0D%0Aнеобходимое число ячеек, заполняем их и выбираем%0D%0Aспособ решения ‘%53olve %75%73%69ng the inver%73e matri%78%27%2E Можно выбрать и%0D%0Aлюбой другой — ответы естественно будут%0D%0Aодинаковыми. Вот так будет выглядеть решение:%3C%2F%73trong>
%0D%0A %0D%0A%0D%0A%0D%0A смотреть
—>%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A %0D%0A
%0D%0A%3Ctable %73tyle=%22font-%73i%7A%65%3A18px%22 width=%22100%%22 b%6F%72%64er=%220%22 cell%73pacing=%22%38%22%20cellpadding=%228%22 %0D%0A —>%0D%0A%20%20 смотреть результаты%20решения здесь %3C%2F%74d>%0D%0A
%0D%0A
%0D%0A %0D%0A %0D%0A %0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A
%0D%0A%0D%0A Отрицательные значения тока I3 и напряжения Uj%0D%0Aсвидетельствуют о противоположных выбранным%0D%0Aнаправлениях (всего не предусмотришь, но метод%0D%0Aнас поправляет).
%0D%0A%26nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70;Проверка правильности%0D%0Aвычислений производится сравнением суммарной%0D%0Aмощности источников энергии (Ei и J) и суммарной%0D%0Aмощности рассеиваемой (потребляемой)%0D%0Aприёмниками (резисторами%29%3A Pист ==%0D%0APпрм%3C%2F%73trong> ,&nb%73p;%20%3Cimg %73rc=%22Balance_i%73to%63%68.png%22 width=%22255%22 hei%67%68t=%2231%22%0D%0Aalign=%22bottom%22%3E&nb%73p; и&nb%73p; &nb%73p; здесь k — номер ветви. Данное%0D%0Aравенство называется балансом мощностей .%0D%0A Pист =%0D%0AE%31%2AI1 + E2*I2 + Uj*J = 1%30%30*5,695 + 200*5,793 -1%30%32,034*2 = 569,5 + 1158%2C%36 — 204,068 = %31%3524,032%0D%0A[Вт] %3C%62r>%0D%0A Pпрм = I 2 2 *R2 + I%3C%73up>2 3%0D%0A *R3 + I 2 4 *R4 + I 5 *R%35%20= 33,559*20 +%0D%0A0,005*%33%30 + 4,28*40 + 13,65*50%20%3D 671,18 + 0,15 + 171,%32%20+ 682,65 = 15%32%35,18 [Вт]
%0D%0A %50ист == Pпрм %0D%0A с точностью 0,06%35%25&nb%73p; (погрешность округления).
%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A%0D%0A&nb%73p;&%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p; ВЫВОД: &nb%73%70%3B%0D%0AПравильность расчётов подтверждена балансом%0D%0Aмощностей.
%0D%0A%0D%0A обозначив на ней три%0D%0Aпроизвольных независимых контурных тока IC1%2C%20%49%43%32 и%0D%0AIC3.
&nb%73p;&nb%73%70%3B%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B%20%49C2(R4 + R2 + R3) + %49%43%31%2A%522 = E2 %0D%0A- IC3*R4 =%20%49%43%31%2A20 + IC2*90 = 200 -%20%38%30%20%3D 120
%0D%0AАналогично находим уравнение%20для контура C1:
&nb%73%70%3B%3C%73%74rong>
&nb%73p;&nb%73%70%3B%26%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B%26%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B%20%49%431(R2 + R5) + IC2*R2%20%3D%0D%0A%452 +E1 + IC3*R5&nb%73p%3B%20%3D%20%49C1*70 + IC2*20 = 30%30%20%2B%20%3100 = 400 %49%43%33%3D%4A=2[A], находим%20контурные токи и затем%0D%0Aвычисляем токи ветвей%20через контурные токи%2E%20Или вычисляем с помощью%0D%0A%3Ca href=%22http%73://mat%72%69%78%63%61lc.org/%73lu.html%22>онлайн%20калькулятора. %3C%63%65%6E%74er>%0D%0A%0D%0A
IC1 | 90%3C%2F%74%64%3E%0D%0A | 70 | 20 |
&nb%73p;B%26%6E%62%73p;=&nb%73p; изв. |
120 |
%0D%0A
%0D%0A
= &nb%73p; |
I%43%32%3C%2Ffont>&nb%73p; = &nb%73p; |
%0D%0A1.5%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>6 %0D%0AПредельно допустимые%20значения токов, напряжений%0D%0Aи мощностей
%0D%0A6 %0D%0AПрактические примеры
%0D%0A1. . 1 %0D%0AРасчёт преобразователя кода в напряжение (ПКН)
%0D%0A %0D%0A%0D%0A
%26%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;ПКН%0D%0Aприменяется везде, где нужно оцифрованные данные%0D%0Aпреобразовать в аналоговый сигнал, обычно%20в%0D%0Aнапряжение или ток (генерация напряжений заданной формы, управление манипулятором%0D%0Aробота, регулирование потока света%2C%20поддержка%0D%0Aзаданной температуры в термостате,%20в%20Hi-Fi%0D%0Aобработке звука%20и т. д.). ПКН имеет и другое%0D%0Aназвание — цифроаналоговый преобразователь%20ЦАП.%0D%0AИз большого числа%20схемных решений ЦАП%0D%0Aостановимся на варианте с%20матрицей резисторов%0D%0AR%2D%32%52 (рис.1.6.1.1) , которая часто встраивается в%0D%0Aмикрок»);u(«онтроллеры. B Ц%41П этого типа иcпoльзyeт%63я мeтoд%0D%0Acyммиpoвaния т%6Fкoв, пpoпopциoнaльныx в%65coвым кoэффициeнтaм n , гдe n — чиcлo звeньeв%0D%0Aмaтpицы (paзpядoв Ц%41П).
%0D%0A Рис.1.6.1.1 %3C%2Fp>%0D%0A%0D%0A
%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;Расчёт%0D%0Aматрицы осложнён%20неопределённым числом ‘%6E%27 её%0D%0Aзвеньев, поэтому анализ начнём с последнего%0D%0Aправого звена. Эквив%61лeнтнoe coпpoтивлeниe ц%65пи cпpaвa%0D%0Aoт «ceч%65ния 0″ paвнo Rэ0 =%20%32R. Coпpoтивлeниe цeпи %63пpaвa oт%0D%0A»ceчeния%20%31» paвнo Rэ1 = R +%20%32R||Rэ0 = 2R. Знaчкoм |%7C%0D%0Aoбoзнaчeнo пapaллeльнoe c%6F%65динeниe двyx%0D%0Acoпp%6Fтивлeний. Paccyждaя тaким oбpaзoм нaйдeм, чтo Rэ%6E-1 = R +%0D%0A2R||Rэn-2 = %32%52 и пoлнoe coпpoтивлeни%65%20цeпи co cтopoны вxoдa,%20нa%0D%0Aкoтopый пoдaeтcя нaп%70яжeниe Eo, paвнo Rэ = 2R||Rэn-1 = R ,%0D%0Aт.e. paвнo нoмин%61лy R нeзaвиcим%6F%3C/%73trong> oт чиcлa звeнь%65в%0D%0Aмaтpицы. Teпepь мoжн%6F нaйти вeличинy тoкa Io*2 n %20%3D Eo/R [1] %3C%2Fp>%0D%0A
Heт%70yднo пoдcчитaть, чтo т%6Fк в yзлe n-1 дeлитcя пoп%6Fлaм, oднa%0D%0Aпoлoвинa oтв%65твляeтcя в coпpoтивлeни%65 2R, a дpyгaя в%0D%0Acoпpoтивлeниe Rэn-1 тoжe paвн%6F%65 2R. Пoлoвинa пoпaдaющ%61я в yзeл%0D%0An-2 тaкжe дeлитcя пoпoлaм и т.д. Cлeд%6Fвaтeльнo вeличинa тoкa%0D%0Aв кaждoй «вeткe&qu%6F%74; paвнa Io*2 i , т.e%2E%0D%0Aпpoпopциoнaльнa вecoв%6Fмy кoэффициeнтy 2 i%3C%2F%73up> i-гo paзpядa%0D%0Aдвоичного кода. Cyммиpoвaни%65%20тoкoв ocyщecтвляeтcя c%0D%0Aпoмoщью oпepaциoннoгo %79%63илитeля (OУ), включeнн%6Fгo пo cxeмe%0D%0A cyммaтopa токов (%63м. pиc. 1.6.1.2 ). На рисунке%0D%0Aприведена схема ПКН с матрицей R-«);u(«2R и его%0D%0Aусловное обозначение.%3C%2F%70%3E%0D%0A%0D%0A
%0D%0AПoдcтaвляя в п%6F%63л%65днee выpaжeниe знaчeни%65%20%49o из фopмyлы [1]%0D%0Aп%6Fл%79чим: Ioc = (Eo/(R * 2%3C%73%75%70%3En )%29%20%2A%20%28&%53igma;(di*2 i — Ioc * Roc %5B%33%5D%3C%2Fbig>
Пoдcтaвляя cюдa зн%61ч%65ниe Ioc из [2] и yчитыв%61я, чтo Roc = R%0D%0Aпoлyчим%20%6Fкoнчaтeльнyю фopмyл%79%20н%61пpяжeния нa выxoдe Ц%41П%0D%0A%55цaп:
гдe D = cyммa(2%3C»);u(«%73up>i * di) -%20дecятичный%0D%0Aэквивaл%65нт цифpoвoгo (двоичного) кoдa нa вxoдax%20ЦAП. Пycть%0D%0Aчиcлo p%61зpядoв n = 10 и Eo %3D%20-10.24B, тoгдa Uцaп%20= (10.24/1024)*D и%0D%0Aнaxoдитcя в пpeдeл%61%78 (0, 0.01, 0.02 ..%2E%2010.22, 10.23)B. Таким образом%0D%0Aпроизведён не только расчёт%20токов и напряжений,%0D%0Aно и получена формула передаточной%0D%0Aхарактеристики (на рисунке 1.6.1.3 ).%3C%62r>%0D%0A
&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p%3B%26nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&%6E%62%73p;&nb%73p;Во многих%0D%0Aсхемах выход элемента- источника%3C/%73trong>%0D%0Aподключён%20к нескольким элементам- приёмникам .%0D%0AПри этом нужно следить, чтобы выходной%3C/%73trong>%0D%0Aток источника был не меньше суммарных %0D%0Aвходных токов%20(токов нагрузки) приёмников. В%0D%0Aпротивном случае перегруженный выход источника%0D%0Aможет выйти из строя и/или не обеспечить%0D%0Aправильное функционирование приёмников. В%0D%0Aкачестве нагрузки могут выступать%20дискретные%0D%0Aэлементы%20(резисторы, диоды,%20транзисторы), а также%0D%0Aмикросхемы и многие другие устройства%2E Для токов%0D%0Aпротекающих через узел справедлив 1-й закон%0D%0AКирхгофа.
%0D%0A%0D%0A%3C%70 align=%22left%22>&nb%73%70%3B&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&n%62%73p;На рисунке, в%0D%0Aкачестве примера приведены цифровые%0D%0Aмикросхемы , одна из которых%20является%0D%0Aисточником%20сигнала (j-й выход%29%2C а остальные%0D%0Aприёмники — с суммарным количеством входов N%2E%20Как%0D%0Aизвестно, выходы цифровых микросхем могут%0D%0Aнаходиться%20только в двух состояниях (помимо%0D%0Aспецифического третьего):%20высокий уровень%0D%0Aсигнала (близкий к E питания ‘Eп’) и низкий%20уровень%0D%0A(близкий к%20нулю ‘земля’). Эти%20состояния называются%0D%0Aтакже ‘логической%20%31-цей’ и ‘логическим%200-ём’. «);u(«В%0D%0Aпервом случае выходной ток будет протекать по%0D%0A’маршруту’ от +Eп до выхода ‘j’. А во втором — по%0D%0A’маршруту’%20от ‘j’ выхода до ‘земли’. В%0D%0Aмикросхемотехние вытекающие токи%0D%0Aзаписывются со знаком ‘-‘, а втекающие со%0D%0Aзнаном ‘+’. Естественно, что для%20выхода вытекаюший ток%0D%0A’логической единицы’ на схеме обоначен ,%0D%0Aа втекающий ток ‘логического нуля’ +Iвых(0) %2B%49вх(1) , а%0D%0Aвытекающий ток ‘логического нуля’ %0D%0A%0D%0A
&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;Рассмотрим%0D%0Aдва случая:
%0D%0A&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&n%62%73p;&nb%73p;1. , например%20все микросхемы одной%0D%0Aсерии. Отдельно подсчитываем суммы входных токов%0D%0Aдля логической единицы и отдельно для нуля, до%0D%0Aтех пор пока ещё выполняется неравенство%2C%0D%0Aжелательно с подстраховкой, например%20%380%-ной.%0D%0AПолучаем два неравенства.
В первом неравеннстве можно подключить%0D%0A’n’ — входов, во%20втором ‘m’. Выбираем наихудшее, т.е.%0D%0Aминимальное значение%2C%20которое называется%20%3C%73trong>коэффициентом%0D%0Aразветвления и обозначается%3C%73trong> Краз (отечественное%0D%0Aобозначение по ГОСТ) или%20%3C%73trong>N %28зарубежное).
%0D%0A&%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73p%3B%26nb%73p;2. Разнородная%0D%0Aнагрузка , например микросхемы и различные%0D%0Aдискретные элементы. В этом случае просто%0D%0Aпроверяются неравенства, без вычисления n, m и N.
%0D%0A
%0D%0A%3Ca name=%221.7 Tip»);u(«y_r%65%7Ai%73torov%22>1. 7 %20%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>%0D%0AНекоторые типы резисторов, используемых%20в электротехнике %0D%0A(ГОСТ 2.7%32%38-74)
7 . 1 %0D%0A Варисторы &nb%73p;&nb%73p;%0D%0A%3C%69mg cla%73%73=%22auto-%73ty%6C%6520%22 height=%2235%22 %73r%63%3D%22Vari%73tor.gif%22 wid%74%68=%2273%22>
%0D%0A &nb%73p;&nb%73p;&n%62%73p; Варистор%20–&nb%73p; выполненный%20из полупроводникового материала резистор%2C изменя ющий %0D%0Aсвое электрическое%20сопротивление в зависимости от приложенного к нему %0D%0Aнапряжения. Типовыми материалами из которых изготовляют %0D%0Aваристоры%20являются %0D%0A карбид %0D%0A кремния %0D%0A %0D%0A(%53%69%43) или окиси цинка %0D%0A (ZnO). обладает %0D%0Aсимметричн ой, нелинейн вольт-амперная характеристика %0D%0A(вторая ветвь располагается в 3-м квадранте)%2C%20и о»);u(«н может применяться в цепях %0D%0Aпостоянного и переменного%20тока. Варисторы обладают очень полезным%20для электрических цепей качеством. %0D%0A Они %0D%0Aспособны резко менять своё сопротивление%20при превышении напряжением %0D%0Aопределённого порога срабатывания. В случае возникновения импульса напряжения %0D%0Aспособного%20вывести из строя электронное устройство%2C варистор практически %0D%0Aмгновенно изменяет своё сопротивление от сотен%20МОм до десятков Ом,%3C%2F%73trong> то есть %0D%0Aзакорачивает цепь питания, поэтому перед%20варистором всегда ставится обычный %0D%0Aплавкий предохранитель%2E%20Время срабатывания%20варисторов не превышающее нескольких %0D%0Aнаносекунд.
Варистор%20подключается параллельно цепи питания. %3C%2F%73pan>В штатном %0D%0Aрежиме, когда напряжение на вристоре не превышает порогового значения, т.е. п ри отсутствии %0D%0A высоковольтн ых импульсов%20напряжения ток, протекающий через него%2C%20имеет %0D%0Aкрайне %0D%0Aнебольшую %0D%0Aвеличину и варистор не%20влияет на работу схемы, и по сути%0D%0A &nb%73p;&nb%73p;&n%62%73p; %0D%0AЕсли импульс перенапряжения был слишком большой и мощный, то варистор %0D%0Aперегревается и выходит из строя и тогда вторая линия защиты %2D%20плавкий %0D%0Aпредохранитель тоже жертвет собой и оба они спасают дорогостоящую аппаратуру. %0D%0AЕстественно после этого потребуется замена варистора и предохранителя%2E Так как %0D%0Aперегрев%20варистора приводит%20к его выходу из строя, выпускаются экземпляры и с %0D%0Aособыми%20свойствами, например%2C с температурной защитой — в корпус к варистору %0D%0Aп»);u(«омещают%20размыкающий механический контакт в защищаемой цепи, что значительно %0D%0Aповышает надежность работы устройства.
&nb%73p;&%6E%62%73p;&nb%73p;&nb%73p; Ниже на %0D%0Aрисунке справа показан процесс ‘срезания’ импульса амплитудой 550 вольт до %0D%0Aприемлемых 250.%2E%2E180 вольт. На рисунке слева показана схема качественного %0D%0Aсетевого фильтра с тремя варисторами RU%20и плавкими предохранителями FU. Часть %0D%0Aсхемы справа от рамки пока %0D%0Aне комментируется. Слева%20на рисунке%0D%0A %2D%20трёхконтактная вилка. L — линейный вход%20(фаза) на %0D%0A220..2%33%30 вольт. N — нейтральный провод (нейтраль) также называемый%20нулевым %0D%0Aпроводом и%20PE — Protect Earth%20%28защитная земля), защитное заземление, вход для %0D%0Aзаземления%2EУвы, есть не во всех розетках. PE не путать с PEN %3C%2F%73trong>- Protect E%61%72th + Neutral (провода %0D%0Aзаземления и нейтрали объединены).%3C%62r>&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B%0D%0AСетевой фильтр защищён тремя варисторами. При этом гарантированно предотвращается%0D%0Aпоявление импульса на выходе фильтра (правая розетка%0D%0A%4C, N, PE ) %0D%0Aне только по фазовой цепи (L),%20но и по цепи нулевого провода (N). Варистор RU1 %0D%0Aстоит между фазой и нейтралью%2E%20Он осуществляет основную защиту. Варисторы RU2 и %0D%0ARU3 включаются между фазой %28%4C) и землёй (PE) и между нулём (N) и землёй (PE). В %0D%0Aнекоторых случаях, при авариях на линии электроснабжения или при неправильном её %0D%0Aобслуживании, на нейтральном проводе сети может появиться недопустимое %0D%0Aнапряжение%2E В результате незащищённая бытовая аппаратура, непредусмотренная для %0D%0Aработы в%20таком режиме гарантированно выйдеь из строя. То есть между%20проводами N %0D%0Aи PE в%20штатном режиме работы, напряжение должно отсутствовать. В случае %0D%0Aпоявления фазы на проводе N варистор RU2 благополучно зашунтирует защищаемый %0D%0Aблок. &nb%73p;%52%553 — дополнительная%20защита по фазе (L).%20%3Cbr> %0D%0A
%0D%0A |
%0D%0A |
%0D%0A
%0D%0A Кстати , %0D%0Aпочему 310В, а%20не 220 * √2 = %33%311 ?
%0D%0A&nb%73p;%26%6Eb%73p;&nb%73p;%0D%0A &nb%73p; Тензорез и стор%20резистор, сопротивление которого %0D%0Aизменяется в зависимости от%20его деформации (растяжение, сжатие, %0D%0Aскручивание и др.) %2E%20С помощью %0D%0Aтензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними%20элементов %0D%0AТензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся %0D%0Aдля косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих %0D%0Aмоментов и пр%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22> Тензодатчик прикрепляется к испытуемой %0D%0Aповерхности и своими выводами подключается к%20мостовой схеме с источником %0D%0Aвысокостабильного эталонного напряжения Uo. На рисунке используется один %0D%0Aтензорезистор (‘четверть моста’).
&nb%73%70;&nb%73p;&nb%73p; Отно»);u(«сительная %0D%0Aдеформация%20%28удлинение или сжатие%29 ΔL/L и изменение сопротивления &#%39%316;R/R связаны коэффициентом %0D%0Aтензочувствительности k%20%3D (ΔR/R G )/(ΔL/L) = (%26%23916;R/R G %29%2Fε, где ε %3D%20ΔL/L %0D%0A- относительная деформация (изменение длины датчика — Gauge) .&nb%73p; Коэффициент тензочувствительности является %0D%0Aпараметром тензодатчика.
%0D%0A%3Cp cla%73%73=%22auto-%73tyle%32%34%22>%0D%0A %3C%2Fp>%0D%0A
%0D%0A Пары резисторов R G /R4 и R2/%52%33 образуют два %0D%0Aделителя напряжения Uа = Uo*%52%3C%73trong> G %3C%2F%73trong>/(R1+R4) и&n%62%73p; Uб = Uo*R2/(R2+R3). Если сопротивления равны, то %0D%0AUвых = Uа -%20%0D%0AUб = 0. При деформации тензодатчика его%20сопротивление G изменяется на %0D%0AR G и напряжение Uвых = Uo*(R G ‘/(R %47%3C/%73ub> ‘+R4)%29%20- Uo*(R2/(R2+R3)) =%20%0D%0A
%0D%0A%3C%69mg height=%2255%22 %73rc=%22%54enzo_mo%73t_formula.g%69%66%22 width=%22292%22>
%0D%0A%3Cp cla%73%73=%22auto-%73tyle%34%22>%0D%0A Перепишем эту формулу, учитывая, что R G =R2=R3=R4=R и%0D%0A%3C%73trong>R G G +&#%39%316;R = R+ΔR , а также Δ%52%20 Uвых = Uo*((R+Δ%3B%52)/2R — 1/2)) = %0D%0AUo* 1/2 * Δ%3B%52/R %0D%0A
%0D%0A %3C%73pan cla%73%73=%22auto-%73ty%6C%6525%22> = %0D%0AUo * 1/2 *%20%26#916;R/R G Uo/2 * k * %26%23949;
%0D%0A%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>&n%62%73p; 1%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>7%3C%2F%73pan>. 4 %0D%0A Фоторезисторы &nb%73p;%26%6Eb%73p;%0D%0A &nb%73p;&nb%73p%3B%20%0D%0AГОСТ 2.730-73
%0D%0A И зменяет величину своего%20сопротивления при облучении %0D%0Aсветом. Ниже%20приведена типовая характеристика зависимости %0D%0Aсопротивления от%20освещённости. %0D%0A
%0D%0A Далее%20на рисунке (результат моделирования) фоторезистор выполняет функцию датчика %0D%0Aосвещённости, который включает осветительный прибор ‘лампочку’ при высоком %0D%0Aзначении своего сопротивления R G и выключет при%20%0D%0Aнизком. Резисторы%20%52 G и R5 образуют делитель %0D%0Aнапряжения, в котором верхнее сопротивление — переменное. При ‘наступлении %0D%0Aтемноты’ т.е.%20в условиях низкой освещённости&nb%73p; %0D%0AR G >> R5 («);u(«см. график вверху) и потенциал базы %0D%0Aтранзистора VT1 близок к нулю. Транзистор работает в режиме о разомкнутого ключа — коллектор VT1 ‘отключён’ от%20резисторов R3, R4). Ток базы I бVT2%0D%0A%3C%2F%73ub>транзистора VT2%20в этом случае равен %28%312В- 0,6В)/(R3+R4) =%20%35,7мА, чего %0D%0Aдостаточно для перевода VT2%20в режим насышения (ключ замкнут) . %0D%0AРазность потенциалов 11,4В на обмотке реле замкнёт контакт, который ‘включит %0D%0Aлампочку’. Далее — при достаточной освещённости теперь уже VT1 перейдёт в режим насыщения %0D%0A(ключ замкнут) и замкнёт верхний контакт резистора R4 на ‘землю’. При%20этом %0D%0Aблизкий к нулю%20потенциал на базе V%54%32 переведёт его в режим отсечки тока (ключ%20%0D%0Aразомкнут). Реле обесточится и светильник выключится. %26%6Eb%73p;&nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70; На что следует обратить внимание%3A%3C/%73pan> 1) %0D%0AПодбором%20сопротивления потенциометра R5 задаётся порог переключения транзистора %0D%0AVT1 и соответственно порог срабатывания нашего фотореле. 2) Диод D1 %0D%0Aпринудительно обесточивает обмотку реле (индуктивность всё таки !%29%20при отсечке %0D%0Aтока %56%542, во %0D%0Aизбежание аварийных и чреватых случаев!. 3%29%20При разборе схемы часто %0D%0Aиспользовались%20термины ‘ключ замкнут%27 и ‘ключ разомкнут’%2C%20что свидетельствует%20о %0D%0Aработе транзисторов в этой схеме не в%20%3C%73trong>активном режиме , %0D%0Aхарактерном для усилительных устройств , а в ключевом%20- %0D%0Aхарактерном для%20%3C%73trong>логических устройств. Так%20оно и есть — %0D%0Aустройство функционирует в%20режиме ‘Да’%20%3C/%73trong>и ‘Нет’. %3C%2Fp>%0D%0A%0D%0A
%0D%0A &nb%73p%3B%3C/%73pan>1%2E%3C%73pan lang=%22en-u%73%22>7%3C%2F%73pan>. 5 %0D%0A Схемы подключения «);u(«резистивных датчиков к генератору тока %3C%2F%684>%0D%0A
%0D%0A &nb%73p;&nb%73p;&nb%73%70%3B&nb%73p; В обеих схемах%20используется n-p-n %0D%0Aтранзистор, работающий%20в режиме эмиттерного%20повторителя, причём между %0D%0Aколлектором и источником питания +E включён резтстивный датчик R G . В первой схеме %0D%0Aпостоянный потенциал Uст на базе транзистора обеспечен стабилизатором %0D%0Aнапряжения, выполненном на стабилитроне VD1 и резисторе Rогр, задающим положение %0D%0Aрабочей точки%20на нагрузочной прямой%20ВАХ стабилитрона. Напряжение Uэ на резисторе %0D%0ARэ эмиттерного повторителя повторяет Uст%20за вычетом падения напряжения на %0D%0Aпереходе%20база-эмиттер Uбэ. Таким образом ток через%20резистор Rэ равен&nb%73%70%3B%20Iэ&nb%73p; %0D%0A= -%45%20%2D (Uст — Uбэ) %29%2F%52э %0D%0Aравен Iк = Iэ — Iб%20%3D%20I, где Iб ток базы.%20Так, %0D%0Aкак все значения%20в двух приведённых выражениях — константы%20%28без учёта %0D%0Aтемпературных дрейфов), то ток I =%0D%0A Iк тоже будет%20постоянным, независмо%20от сопротивления %0D%0Aдатчика R G . Ограничением, как%20всегда будет справочное допустимое %0D%0Aмаксимальное значение тока%20коллектора и фиксированный диапазон падения%20%0D%0Aнапряжения E — Uк на%20сопротивлении датчика%20%52 G . %0D%0AНаличие источниа питания%20%2D%45 (опорного напряжения%29 пояснено далее.
%0D%0A &nb%73p;&n%62%73%70;&nb%73p;&nb%73p; Во втораой схеме между катодом %0D%0Aстабилитрона и базой транзистора включён%20операционный усилитель (ОУ), у которого %0D%0Aна инвертирующий вход%20заведена отрицательная%20обратная связь (ООС)%20с%20резистора %0D%0ARэ. Очень%20полезное свойство по»);u(«лностью исключается %3C%2F%70>%0D%0A
%0D%0A%3C%69%6Dg height=%22510%22 %73rc=%22%69%73tochnik_toka_U%73tabi%6C%5F%35.1V.gif%22 width=%22121%36%22%3E
%0D%0A На этих двух рисунках приведён результат моделирования. Резисторы %0D%0AR2 и R5 играют роль резистивных датчиков.
%20%3C%2F%73trong>&nb%73p;Верхняя%20пара — напр яжение
%0D%0A . Влияние %0D%0Aстабилитрона и операционного%20усилителя на точноcть%20работы резистивного датчика %0D%0Aсводится к подбору их оптимальных характеристик и/или дополнительными схемными%20%0D%0Aрешениями. Полностью отказаться от%20источника питания -E невозможно, т.к. %0D%0Aон требуется для питания операционного усилителя%2E%3C/p>%0D%0A
Источник