Расчёт электрических фильтров Типовые задачи с решениями Магнитные полупроводники LC-генератор с обратной связью Расчеты трансформаторов Триггер Шмидта

Расчеты трансформаторов

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Обычно напряжения первичной и вторичной обмоток неодинаковы. Если первичное напряжение меньше вторичного, то трансформатор называется повышающим, если же больше − понижающим. Любой может быть использован как повышающий, понижающий.

Протекающий по первичной обмотке переменный ток создает в магнитопроводе сердечника магнитный поток Ф. Этот сцеплен с обеими обмотками и вызывает каждой из них переменную ЭДС. Поэтому вторичная обмотка может рассматриваться как источник переменного напряжения. Если цепь будет замкнута, то по ней потечет ток. Первичная активная мощность, потребляемая трансформатором сети:

P1 = U1 · I1 cos φ1.

Вторичная активная мощность, отдаваемая потребителю:

P2 = PН = U2 · I2 cos φ2.

Если не учитывать потери в трансформаторе (КПД трансформаторов большой мощности 97-99%), то приближенно можно считать:

Р1 = Р2.

При обычной работе трансформаторов фазовые сдвиги первичной и вторичной цепей равны φ1 ≈ φ2, а напряжения обмоток мало отличаются от ЭДС этих обмоток, поэтому можно записать:

U1 · I1 ≈ U2 I2 и I2 Е1 / Е2 = >w1/ w2 = К,

где К - коэффициент трансформации трансформатора, показывает во сколько раз трансформатор повышает или понижает напряжение.

На каждом трансформаторе помещается табличка с указанием на них номинальных значений величин. К ним относятся: а) полная мощность, ВА или кВА; б) линейные напряжения, В или кВ; в) линейные токи при номинальной мощности; г) частота, Гц; д) число фаз; е) схема и группа соединений. Для однофазных трансформаторов ряд величин не указывается (в, д, е).

Рассмотрим конструктивное выполнение однофазных трансформаторов наиболее используемых в практике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схемы электронных устройств на биполярных и полевых транзисторах

Усилитель, собранный по схеме с общим эмиттером, на биполярном p-n-p-транзисторе

Рис. 5. Усилитель, собранный по схеме с общим эмиттером

Рис. 6. Осциллограмма напряжений

 

Каскад усилителя, собранный по схеме с общим эмиттером (ОЭ), дает усиление мощности, напряжению и току. Это одна из самых часто применяемых схем во многих базовых элементах электроники. Усилитель собран на биполярном транзисторе обратной проводимости.

Для получения параметров схемы, близких к оптимальным, необходимо задать транзистору режим работы по постоянному току, выбрать рабочую точку.

Нормальный активный режим может быть задан выбором рабочей точки на середине линейного участка ВАХ. Этот также называется усилительным. 

В нашем случае это реализуется подачей напряжения смещения на транзистор (задается режим работы по постоянному току) с делителя R2-R3 и источника питания постоянного тока V1. 

Снимается выходное напряжение с нагрузки, которой в данном случае является резистор R4 , включенный цепь коллектора.

Для стабилизации режима работы транзистора к эмиттеру подключена цепочка отрицательной обратной связи (резистор R1 и конденсатор C2), её ещё часто называют цепью эмиттерной термостабилизации. 

Конденсатор C2 включен для устранения отрицательной обратной связи по переменному току (препятствует снижению коэффициента усиления).

Особенностью работы каскада является то, что переменные входной и выходной импульсы напряжения сдвинуты по фазе на 180 градусов, находятся в противофазе.

Эту картину можно наблюдать на осциллограмме, снятой при работе усилителя в электронной лаборатории IBM PC в автоматизированной среде N1.Multisim 10.1.1.

Осциллограмма напряжений представлена на рис. 6.

Усилитель с общим коллектором (ОК) или эмиттерный повторитель

Рис. 7. Усилитель с общим коллектором

Схема с общим коллектором (ОК) или, как ее еще называют, эмиттерный повторитель имеет высокий коэффициент усиления по току и не дает напряжению. Это связано действием 100%-й отрицательной обратной связи через резистор R3. В усилителе ОК фазы входного и выходного сигналов совпадают. Здесь C1 C2 – входной выходной разделительные конденсаторы, резисторы R1 R2 образуют цепь смещения постоянному току. Коллекторный отсутствует, так сигнал снимается резистора

Рис. 8. Осциллограмма напряжений

Достоинством схемы является высокое входное сопротивление (десятки кОм) и низкое выходное (единицы кОм – сотни Ом), поэтому эту схему используют для согласования различных устройств по входному сопротивлению, а недостатком - схема не усиливает напряжение.

Усилитель с общей базой

Рис. 9. Усилитель с общей базой

. Разделительный конденсатор C1 обеспечивает передачу переменного входного сигнала на эмиттер транзистора (входное напряжение прикладывается между эмиттером базой). Резистор R3 включен в цепь эмиттера для обеспечения обратной связи. Делителем напряжения R1-R2 задается режим работы усилителя. Выходной сигнал снимается нагрузочного резистора R4.

Рис. 10. Осциллограмма напряжений


На главную