Протекает лавинообразно

Работа электромагнитных измерительных механизмов основана на взаимодействии магнитного поля, созданного неподвижной катушкой, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, эксцентрично укрепленными на оси. Наибольшее распространение получили измери-

и легкой подвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток ( 3-6, с). Катушка и форме прямоугольной рамки помещена в кольцевом зазоре между полюсными наконечниками магнита и цилиндрическим сердечником, т. е. в радиальном магнитном п:оле. Принцип работы магнитоэлектрических приборов заключается во взаимодействии поля постоянного магнита с проводником (катушкой)у по которому протекает измеряемый ток. При этом возникает пара сил F ( 3-6, б), создающая вращающий момент.

Преобразователь ( 3-15, б) представляет собой нагреватель У, по которому протекает измеряемый ток /, и свя-

Электромагнитные измерительные механизмы. Вращающий момент в электромагнитных измерительных механизмах возникает в результате взаимодействия магнитного поля катушки, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, обычно составляющими подвижную часть механизма. В настоящее время наибольшее применение получили три конструкции измерительных механизмов: а) с плоской катушкой; б) с круглой катушкой; в) с ~~" замкнутым магнитопроводом.

Сердечники / и //, одинаковые по своим размерам, изготовляют из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью. Первичные обмотки этих сердечников соединяют последовательно, и по ним протекает измеряемый постоянный ток /j. Вторичные обмотки соединяют параллельно или последовательно (на 3.20 осуществлено последовательное соединение) и через выпрямители подключают к вспомогательному источнику переменного тока {/_.

Электромагнитные измерительные механизмы. Вращающий момент в электромагнитных измерительных механизмах возникает в результате взаимодействия магнитного поля катушки, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, обычно составляющими подвижную часть механизма. В настоящее время наибольшее применение получили три конструкции измерительных механизмов: а) с плоской катушкой; б) с круглой катушкой; в) с замкнутым магнитопроводом.

Ща^Ие^чГГИ/Т/> трРанс&™рРов:-со5В4ёршенно одинаковые по своим размерам, изготовляют из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (например, из пермаллоя). Первичные обмотки этих сердечников соединяют последовательно, и по ним протекает измеряемый постоянный ток/,. Вторичные обмотки соединяют параллельно или последовательно (последний случай показан на схеме 54) и через выпрямители приключают к вспомогательному источнику переменного тока U~.

Амперметры и вольтмефы — приборы магнитоэлектрической системы. Основное отличие амперметра от вольтметра состоит в том, что измерительная катушка амперметра подключена к шунту, установленному в приборе или вне его, по которому протекает измеряемый ток, измерительная же цепь вольтметра включается непосредственно в место измерения напряжения, Шкала вольтметра в системе электрооборудования напряжением 12 В

Термоэлектрическая система — приборы состоят из термоэлектрического преобразователя и магнитоэлектрического микроамперметра. Термопреобразователь включает в себя нагреватель, по которому протекает измеряемый ток, и термопару, на концах которой возникает термоЭДС. В цепь термопары включен микроамперметр, измеряющий термоток. Поскольку переменный ток преобразуется в постоянный путем превращения электрической энергии в тепло, прибор будет показывать действующее значение измеряемого тока.

Поскольку катушка, по обмотке которой протекает измеряемый ток, неподвижна, обмотку можно выполнять из проволоки относительно большого сечения и, следовательно, изготовлять амперметры этой системы для непосредственного включения на довольно значительные токи. Отечественная промышленность выпускает электромагнитные амперметры для непосредственного включения на токи до 150 а и более.

Схема устройства и включения трансформатора тока показана на 84. Первичная обмотка состоит из малого числа витков w, медного провода сечением, соответствующим номинальному первичному току. Трансформаторы тока изготовляют на номинальные первичные токи от долей ампера до десятков тысяч ампер. Зажимами Л\ и Л2 (линия) первичная обмотка включается последовательно в цепь и по ней протекает измеряемый переменный ток 1\.

По сравнению с одиночными эти тепломеры имеют более высокую чувствительность. В зависимости от конкретных условий применения в качестве вспомогательной стенки используют резину с вмонтированной в ее тело термобатареей (пояс Шмидта), паронит, асбестовый картон, стеклоткань и др. Для уменьшения вносимых тепломером искажений материал вспомогательной стенки выбирают по теплопроводности близким к веществу, через которое протекает измеряемый тепловой поток. Например, при измерении тепловых потоков со дна водоемов в районах вечной мерзлоты использована тепловая стенка из пол и мет ил мета кр ил ата, теплопроводность которой близка к теплопроводности льда; для этой же цели при измерениях на поверхности грунта применяется пропитанная аралдитом стеклоткань. При измерениях в условиях мас-сообмена (например, при изменении влажности) вспомогательная стенка изготовляется из пористого материала.

телыюго потенциала. Поскольку напряжение на конденсаторе Cei мгновенно измениться не может, то это приращение прикладывается к базе транзистора Т^, подзапирая его. Коллекторный ток /К2 при этом уменьшится, напряжение на коллекторе транзистора Ту станет более отрицательным и, передаваясь через конденсатор С6-2 на базу транзистора Т\, еще более отпирает его, увеличивая ток /К. Этот процесс протекает лавинообразно и заканчивается тем, что транзистор Т\ входит в режим насыщения, а транзистор Тч — в режим отсечки. Схема переходит в о/но из своих временных устойчивых состояний (квазиустойчивое состояние). При этом открытое состояние транзистора Т\ обеспечивается смещением от источника Ек через резистор /?в, а запертое состояние транзистора Г2 — положительным напряжением на конденсаторе С(,\ (Uс.,,, — ^62 > 0), который через открытый транзистор Т\ включен в промежутке база — эмиттер транзистора 7Y На временных графиках ( 6.24,6) описанные процессы соответствуют моменту времени / = 0. Теперь конденсатор С62 быстро заряжается по цепи + ?к — эмиттер — база Т\ — С62 — RK2 — Е*. до напряжения ?к. Конденсатор Cai, заряженный в предыдущий период, перезаряжается через резистор /?в2 и открытый транзистор Т\ током источника питания ?к, и напряжение на нем стремится уменьшиться до — ?к ( 6.24, б). В момент времени t\ напряжение UCe, = Uuv меняет знак, что вызывает отпирание транзистора Тч и появление тока /К2. Увеличение тока /К2 приводит к процессу, аналогичному описанному при увеличении тока /К. В результате транзистор 7*2 войдет в режим насыщения, а транзистор Т\ — в режим отсечки (второе временно устойчивое состояние). В промежуток времени t\ — ti происходит зарядка конденсатора Cei и перезарядка

Это состояние будет сохраняться при подаче на эмиттер напряжения Ua, которое меньше падения напряжения С/ЭБЬ Когда же напряжение на эмиттере I/э превысит напряжение f/з BI (точка А на кривой 1 62), р—л-переход откроется, и начнется инжекция дырок из эмиттера в нижнюю часть базы (отпирается диод Д) (см. 61, в), образуя эмиттерный ток. Сопротивление участка базы длиной /t уменьшится, что приведет к уменьшению внутреннего падения напряжения ?/ЭБЬ к дальнейшему открытию р—л-перехода и увеличению тока эмиттера. Процесс протекает лавинообразно. Сопротивление эмиттерного перехода уменьшается быстрее, чем увеличивается ток, проходящий через

Процесс отпирания тиристора обусловлен наличием внутренней положительной обратной связи и протекает лавинообразно (регенеративный процесс). Рассмотрим процесс включения тиристора при подаче управляющего тока /У. При этом увеличивается ток через переход Я3 и его составляющая ал(/а+/у), которая для р-п-р транзистора является током базы, поэтому возрастает доля тока коллектора «р/а. Общий ток /к возрастает, при этом в базу п-р-п транзистора поступает из слоя п\ больший ток, что вновь вызывает увеличение коллекторного тока транзистора п-р-n-типа. При увеличении тока /а значения коэффициентов передачи ар и «„ растут и знаменатель в выражении (1.9) обращается в нуль. За счет резкого нарастания тока /а увеличивается падение напряжения на резисторе R» ( 1.13, в), а падение напряжения на тиристоре уменьшается.

1.12, Почему процесс отпирания тиристора при подаче тока управления протекает лавинообразно?

В момент t — ts напряжение на конденсаторе ис достигает значения С/0 и происходит срабатывание компаратора. Его переключение протекает лавинообразно (регенеративный процесс) и завершается при нвых= — f/вых max- Напряжение на конденсаторе не может измениться скачком и, начиная с момента ^, происходит перезаряд конденсатора через резистор R2 напряжением и= — 1/вых тах с постоянной времени T: = R2C (на диоде V2 прямое напряжение — минус на катоде). Мы отмечаем, что, воздействуя на диод VI и V2, компаратор осуществляет переключение цепей заряда (VI, R\) и разряда (V2, R2) конденсатора С, При ^<^<^з напряжение на прямом входе ОУ

конденсаторе С6{ не может мгновенно измениться, это приращение прикладывается к базе транзистора Т2, подзапирая его. Коллекторный ток /к2 при этом уменьшается, напряжение на коллекторе транзистора Т2 становится более отрицательным и, передаваясь через конденсатор С62 на базу транзистора Ть еще более открывает его, увеличивая ток 1К[. Этот процесс протекает лавинообразно и заканчивается тем, что транзистор Г, входит в режим насыщения, а транзистор Тг - в режим отсечки. Схема переходит в одно из своих временно устойчивых состояний равновесия (квазиустойчивое состояние). При этом открытое состояние транзистора Т, обеспечивается смещением от источника питания ?, через резистор Я61, а закрытое состояние транзистора Т2 — положительным напряжением на конденсаторе C6i (1/с61 = ^62 > 0). который через открытый транзистор T! включен в промежутке база - эмиттер транзистора Т2. На временных диаграммах 10.23, б описанные процессы соответствуют моменту времени t = 0. Теперь конденсатор Сб2 быстро заряжается по цепи + ?к — эмиттер — база транзистора Т{ - С52 - Кк2-----?к до напряжения ?к. Конденсатор С61, заряженный в предыдущий период, перезаряжается через резистор R62 и открытый транзистор Ti током источника питания ?к и напряжение на нем стремится уменьшиться до —Ef (см. график для и62). В момент времени t{ напряжение «сб1 = и меняет знак, что вызывает отпирание транзистора Т2 и появление тока /К2. Увеличение этого тока приводит к процессу, аналогичному описанному ранее при увеличении тока /к,. В результате транзистор Т2 входит в режим насыщения, а транзистор Г, — в режим отсечки (второе временно устойчивое состояние равновесия). В промежуток времени tl - t2 происходит заряд конденсатора С6, и перезаряд конденсатора С62.

Допустим, что в некоторый момент времени открыт транзистор VТ1, тогда напряжение Е (за вычетом небольшого падения напряжения на участке эмиттер — коллектор открытого транзистора) окажется приложенным к половине коллекторной обмотки WK. и будет создавать на ней и на других обмотках э. д. с. с полярностью, указанной на схеме 20.13 (знаки даны без скобок). При этом э. д. с. базовой обмотки Ws создает на базе транзистора VT1 отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру, а э. д. с. обмотки WB в этот момент создает на базе транзистора VT2 положительное напряжение по отношению к эмиттеру. Следовательно, в то время, когда транзистор VT1 открыт, транзистор VT2 заперт. Транзистор VT1 будет открыт до тех пор, пока магнитный поток в сердечнике трансформатора не достигнет величины насыщения. Так как в этот момент скорость изменения магнитного потока становится равной нулю (или очень малой), то э. д. с. во всех обмотках трансформатора также станет близкой к нулю. Происходящее при этом резкое уменьшение токов в обмотках вызывает появление в обмотках э. д. с. с противоположной полярностью (знаки в скобках на 20.13). Теперь базовая обмотка WE создает на базе транзистора VT2 отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру, что приводит к отпиранию этого транзистора и возникновению тока в коллекторной обмотке WK. в направлении, указанном пунктирной стрелкой. При этом возрастает э. д. с. базовой обмотки Wg, что приводит к дальнейшему увеличению коллекторного тока и т. д. Процесс протекает лавинообразно и очень быстро приводит транзистор VT2 в режим насыщения. В результате этого процесса почти все напряжение Е окажется приложенным к половине коллекторной обмотки WK- Таким образом, с помощью двух транзисторов осуществляется коммутация тока в коллекторной обмотке трансформатора, а напряжение на каждой половине обмотки имеет практически прямоугольную форму.

Так как сопротивление Rc шунтирует выходную цепь предыдущей лампы, для получения наибольшего усиления се=0,3 Мом и при катодном смещении R.c Макс = 1 Мом.

Так как сопротивление Кс шунтирует выходную цепь предыдущей лампы, для получения наибольшего усиления Rr желательно брать возможно больше. Однако при слишком большом Rc у ламп средней и большой мощности возникает следующее явление. Ток эмиссии с управляющей сетки, вызванный её нагревом от катода и анода или электронной бомбардировкой, создаёт на Rc падение напряжения, обращённое плюсом к сетке ( 5.12). В результате отрицательное смещение на сетке падает, ток анода растет, анод греется сильнее и эмиссия с сетки увеличивается. При слишком большом Rc этот процесс протекает лавинообразно и лампа выходит из строя. Указанное явление сильнее проявляется при фиксированном смещении (смещении от отдельного источника); при катодном смещении рост анодного тока увеличивает смещение, что тормозит развитее процесса. По этой причине в справочных данных лампы указывают максимально допустимое для неё значение Rc ; для фиксированного смещения это значение обычно ниже, чем для катодного смешения. Например, для пентода 6П14П при фиксированном смещении RCMa~:c = 0.3 Мом и при катодном смещении R с Ладс =1 Мом.

Процесс отпирания тиристора обусловлен наличием внутренней положительной обратной связи и протекает лавинообразно (регенеративный процесс). Рассмотрим процесс включения тиристора при подаче управляющего тока /у. При этом увеличивается ток через переход Я3 и его составляющая ал(/а+/у), которая для р-п-р транзистора является током базы, поэтому возрастает доля тока коллектора ар/а. Общий ток /к возрастает, при этом в базу п-р-п транзистора поступает из слоя п\ больший ток, что вновь вызывает увеличение коллекторного тока транзистора п-р-n-типа. При увеличении тока /а значения коэффициентов передачи ав и а„ растут и знаменатель в выражении (1.9) обращается в нуль. За счет резкого нарастания тока /а увеличивается падение напряжения на резисторе RH ( 1.13, б), а падение напряжения на тиристоре уменьшается.

1.12, Почему процесс отпирания тиристора при подаче тока управления протекает лавинообразно?

В момент t=t2 напряжение на конденсаторе ис достигает значения Uo и происходит срабатывание компаратора. Его переключение протекает лавинообразно (регенеративный процесс) и завершается при иВых =—UBbix max. Напряжение на конденсаторе не может измениться скачком и, начиная с момента t2, происходит перезаряд конденсатора через резистор R2 напряжением U~ — f/Bb,x max с постоянной времени т=/?гС (на диоде V2 прямое напряжение— минус на катоде). Мы отмечаем, что, воздействуя на диод VI и V2, компаратор осуществляет переключение цепей заряда (VI, Ri) и разряда (1/2, R2) конденсатора С. При t2<.t<.tz напряжение на прямом входе ОУ