ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 159
Скачиваний: 0
а переменная составляющая анодного напряжения
Коэффициент усиления по напряжению для усилительного кас када равен отношению выходного сигнала ко входному:
p R а |
(25) |
|
Ri + /?а |
||
|
и определяется коэффициентом усиления триода и анодной нагруз кой.
Усилительный каскад на полупроводниковом триоде. Рассмот рим усилительный каскад, в котором триод включен по схеме с об щим эмиттером (рис. 52, а). На схеме: Е б~ источник постоянного тока, питающий цепь база —эмиттер (напряжение смещения); цб~ — источник переменного напряжения (входной сигнал); Е к—источник
постоянного тока, питающий цепь |
коллектор — эмиттер; |
ик — кол |
||
лекторное напряжение (выходной сигнал); R K—сопротивление нагруз |
||||
ки в цепи коллектора. В выходной |
цепи |
включен |
разделительный |
|
конденсатор СР для выделения переменной |
составляющей напряже |
|||
ния Wkcv. |
и электронного |
триодов раз |
||
Устройство полупроводникового |
||||
лично, различны и происходящие в них физические |
процессы, но |
|||
при использовании их в усилительных каскадах можно |
провести |
|||
некоторые аналогии. Аналогия между схемами усилительных каска дов (см. рис. 50, а и 52, а) состоит в том, что эмиттер выполняет функции катода, коллектор — функции анода, база — роль сетки.
Анализ работы усилительного каскада проведем упрощенно. На несем на выходные характеристики транзистора / к = f { U K) при / б =
= |
const линию нагрузки |
/, проведя ее из точки UK= E Kпод углом а |
к |
вертикали (рис. 52, б). |
Тангенс этого угла пропорционален R K\ |
где /я# — масштаб сопротивления.
а — схема; б — работа полупроводникового триода в режиме усиления напряжения
80
Пусть, например, при отсутствии входного сигнала («б~ = 0) ток базы гб = I &2 и положение рабочей точки на линии нагрузки опреде ляется точкой А. Входное напряжение Мб~ вызовет изменение во времени тока базы ie в пределах от / б\ до / вз. изменение положения рабочей точки на линии нагрузки в пределах от точки В до точки С, а соответственно и изменение выходного сигнала ик. Переменная составляющая выходного сигнала ик~ поступит к выходу усилитель ного каскада через разделительный конденсатор СР. Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада равен отношению выходного сигнала к входному:
|
k u = - ^ - . |
(26) |
|
11вы |
|
Для получения |
больших значений коэффициента |
усиления и |
в электронных, и в |
полупроводниковых усилителях |
применяют |
схемы с обратной связью, а также многокаскадные схемы, где вы ходной сигнал одного каскада является входным для следующего каскада.
По характеру воздействия на вход усилительного каскада раз личают усилители постоянного тока и переменного.
Усилители постоянного тока усиливают напряжение, ток или мощность медленно изменяющегося во времени тока. Усилители переменного тока делят на усилители низкой (звуковые), проме жуточной (полосовые) и высокой частоты (резонансные) и широко полосные усилители.
Усилители низкой частоты усиливают напряжение, ток или мощность на частотах от десятков до десятков тысяч герц. Они на ходят широкое применение в схемах электроавтоматики. В зави симости от вида нагрузок усилители бывают на активных сопротив лениях, на дросселях и на трансформаторах. Усилители на транс форматорах применяются как усилители мощности.
Усилители высокой частоты (от 20 кГц до 3000 мГц) применя ются в радиотехнических схемах. Широкополосные усилители уси ливают напряжение в пределах широкой полосы частот порядка 15 Гц—6 мГц и применяются в телевизионных установках.
По сравнению с полупроводниковыми усилителями электронные имеют следующие основные недостатки: большие габариты, не стойкость к вибрациям, значительное потребление энергии за счет накала, продолжительный нагрев ламп.
В то же время электронные усилители характеризуются очень высокими значениями коэффициента усиления и стабильностью характеристик и параметров.
Глава V
Специальные электрические машины
§ 15. Специальные трансформаторы
Автотрансформатор. Автотрансформатор представляет собой трансформатор, имеющий только одну обмотку, часть которой явля ется общей для первичной и вторичной цепей. Автотрансформато
ры могут быть повышающими |
и понижающими, |
однофазными и |
|
трехфазными. |
|
|
|
Рассмотрим работу однофазного понижающего трансформатора |
|||
(рис. 53). Первичная обмотка |
включает в себя число |
витков w\ |
|
между зажимами А и А, а вторичной обмоткой служит |
часть пер |
||
вичной с числом витков w2 между зажимами а и х , |
причем зажим |
||
х совмещен с зажимом X. При подключении первичной обмотки к |
|||
сети переменного тока с напряжением Ui в сердечнике автотранс |
|||
форматора создается магнитный поток, который |
индуктирует в |
||
каждом витке обмоток э. д. с., практически не зависящий от вели
чины тока, проходящего по обмотке. |
индуктируется |
В первичной обмотке между зажимами А я X |
|
э. д. с. |
|
Е х= 4,44f w 1Фт, |
(27) |
а в ее части между зажимами а и х — э. д. с. |
|
Е 2 = 4,44/о>2 Фп . |
(28) |
Рис. 53. Принципиальная схема однофазного пони жающего автотрансфор матора
При пренебрежении падением напряже ния на активных сопротивлениях обмоток коэффициент трансформации автотрансфор матора определяется следующими соотно шениями:
у _ w l _ |
£i |
E i |
(29) |
^1 ^ |
Ь | |
|
|
w2~ |
Е^2 ~ |
U” г ' |
|
откуда напряжение на вторичной обмотке
и %= и х |
W2 |
|
аГ, |
k • |
При w2 = О U2 — 0, а при w2= w l k = 1, и
напряжение на выходе автотрансформатора равно напряжению сети U2= U X. Таким обра зом, автотрансформатор позволяет регулиро вать напряжение от нуля до полного напря жения сети.
82
Мощность автотрансформатора, если пренебречь потерями в нем,
откуда |
5 = UJi = U2I2, |
|
h |
||
|
||
|
Л |
|
Согласно I |
закону Кирхгофа для мгновенных значений токов |
|
в автотрансформаторе будет справедливо соотношение |
||
• |
/[2 = г'г — hi |
|
а так как токи i\ и i2 находятся почти в противофазе, то для дей ствующих значений можно записать:
/ 1 2 = / 2 - / 1 = Л А - Л = Л ( Л - 1 ) .
Коэффициент трансформации автотрансформатора обычно не бывает больше двух, а ток Iи поэтому всегда меньше тока 1г. Это позволяет выполнить часть а — х обмотки из провода меньшего сечения.
Мощность, подводимая к автотрансформатору от питающей се ти, передается во вторичную цепь не только трансформаторным путем, но и электрическим. В самом деле,
5 2 = U2 I2 — U2 1i JrU2 112 = 5 Э+ 5Т, |
(30) |
|
где 5 2 = U2 / 2 — мощность, |
передаваемая автотрансформатором |
во |
вторичную цепь; |
|
|
5 Э= U2/i —- мощность, |
получаемая вторичной цепью непосред |
|
ственно из первичной электрическим путем; |
|
|
5Т= U2112 — мощность, |
трансформируемая, как в обычных транс |
|
форматорах, во вторичную цепь.
Это позволяет уменьшить сечение магнитопровода, а соответст венно и потери в нем. Кроме того, уменьшается средняя длина витка в обмотке, что приводит к уменьшению расхода меди на вы полнение обмотки и электрических потерь в ней.
По сравнению с обычным трансформатором одинаковой но минальной мощности автотрансформатор имеет более высокий к. п. д., меньшие размеры и вес, меньшую стоимость. Все эти досто инства имеют значение при коэффициенте трансформации меньше двух и особенно сказываются при коэффициенте трансформации, близком к единице. При большей величине коэффициента трансфор мации преобладающее значение имеют уже недостатки автотранс форматора, к которым относятся прежде всего возможность попа дания высокого напряжения в сеть низкого напряжения из-за электрической связи первичной и вторичной цепей, а также боль шая величина токов короткого замыкания в случае понижающего автотрансформатора.
По этим причинам применение автотрансформаторов особенно выгодно в тех установках, где требуется иметь коэффициент тран сформации в_пределах 1 —2 .
83