Проводимости электроны

Для ненасыщенных магнитных систем с сосредоточенными или распределенными обмотками на гладком шихтованном магнитопроводе ( 6.12, а) индуктивности обмоток L1>2 практически не зависят от угла 0, поэтому сумма магнитных проводимостей рассеяния и потока взаимной индукции постоянна: Ali2 + Am = const. В то же время коэффициент связи обмоток при их взаимном перемещении меняется от максимального значения до нуля и далее до максимального отрицательного значения. Следовательно, для гладкого магнитопровода магнитная проводимость взаимной индукции Аш меняется от максимального значения Ат0 при 9, равном О, т: и 2тс, до нуля при 0, равном я/2 и Зя/2 ( 6.12, б). Отсюда вытекает характер изменения магнитной проводимости потока рассеяния \1: от минимального А10 до максимального Л10-г-Лт0. Пунктирными линиями отмечены L{ и М. Отрицательное значение зависимости М=/(6) соответствует встречному включению обмоток статора и ротора, возникающему в ЭДН при взаимном повороте ротора и статора.

время при неизменной окружной скорости ротора с уменьшением р увеличивается длительность импульса тока в нагрузке. В настоящее время рассматриваются три основных типа активных зон ЭДН: с гладким магнитопроводом, в пазах которого уложена однофазная или многофазная обмотка, с зубчатым (явнополюсным) магнитопроводом и с беспазовым гладким магнитопроводом, на поверхности которого закреплена обмотка ( 6.17, а—в соответственно). Здесь же для этих случаев показан характер изменения магнитных проводимостей рассеяния и взаимной индукции от 9. При неизменных габаритах активных зон наибольшая магнитная проводимость рассеяния при 0 = 0 имеет место в пазовой конструкции магнитопровода ( 6.17, а). Наибольший поток рассеяния замыкается по пазам и с головок зубцов. Для уменьшения пазового потока рассеяния в пазах магнитопровода размещают пластины из высокоэлектропроводного материала, например меди ( 6.18, а). В переходном режиме в пластинах наводятся вихревые токи, препятствующие проникновению через них магнитного потока. Допускается полное экранирование проводников в пазу ( 6.18, 5) с тем условием, что экран, окружающий проводники, должен иметь ограниченную длину, например в пределах осевой длины ЭДН. Однако оба решения задачи являются частичными, так как приводят к существенному уменьшению коэффициента заполнения паза, увеличению тепла,

в между их магнитными осями, а для системы (6.6)—дополнительно их первые производные. С учетом (6.9) задача сводится к нахождению магнитных проводимостей рассеяния Л1-2 и взаимной индукции Лт обмоток статора и ротора от 0.

Сумма проводимостей рассеяния

Сумма проводимостей рассеяния ?XS = 5,52.

Сумма проводимостей рассеяния

Сумма проводимостей рассеяния обмотки статора

Сумма проводимостей рассеяния обмотки ротора

Расчетные формулы для определения коэффициентов магнитной проводимости пазового, лобового и дифференциального рассеяния непосредственно связаны с формой и размерами пазов, типом и конструкцией обмоток и размерными соотношениями зубцовой зоны. Эти факторы для различных типов машин различны. Расчет коэффициентов магнитных проводимостей рассеяния асинхронных и синхронных машин, а также машин постоянного тока приводится в соответствующих главах.

Расчетные формулы для определения коэффициентов магнитных проводимостей пазового, лобового и дифференциального рассеяний непосредственно связаны с формой и размерами пазов, типом и конструкцией обмоток и размерными соотношениями зубцовой зоны. Эти факторы для разных типов машин различны. Расчет коэффициентов магнитных проводимостей рассеяния асинхронных и синхронных машин, а также машин постоянного тока приводится в соответствующих главах.

Для построения эквивалентной схемы можно использовать понятие так называемых собственных двухполюсников, являющихся отрезками линии передачи с определенными граничными условиями на концах. Электрические длины этих отрезков и граничные условия на концах таковы, что входные сопротивления и проводимости (а также коэффициенты отражения) этих двухполюсников равны соответствующим собственным значениям матриц сопротивлений и проводимостей (рассеяния).

7. Определяют проводимость рассеяния арматуры Gp аь Gp.a2, ..., Gp.am, проводимость рабочего зазора G3 и новые значения проводимостей рассеяния между боковыми поверхностями магнита G'p.Mi, G'P.M2, .. ., G'p.Mn (если присоединение арматуры существенно изменяет поле рассеяния с боковых поверхностей магнита).

Проводимость, создаваемая движением дырок, называется дырочной или проводимостью р-типа (positive — положительный). Дырочную проводимость не следует отождествлять с ионной, так как носителями тока по-прежнему являются электроны. При электронной проводимости свободный электрон проходит весь путь в кристалле, а при дырочной проводимости электроны поочередно заменяют друг друга в связях.

рые наиболее часто используются в электронике, ?3(эВ) равна: для германия—0,7, для кремния —1,1 и для арсенида галлия—1,4. Верхняя разрешенная зона называется зоной проводимости. Электроны, находящиеся в этой зоне, обладают довольно большой энергией и могут ее изменять под действием электрического поля, перемещаясь в объеме полупроводника. Этими электронами и определяется электропроводность полупроводника.

С точки зрения электропроводности наибольший интерес представляет валентная зона III, т. е. зона энергетических уровней валентных электронов SW72. Валентные электроны, входящие в состав внешней электронной оболочки атома, обладают наибольшей энергией по сравнению со всеми остальными электронами атома и под действием внешних факторов (температуры, освещенности) могут переходить на еще более высокие энергетические уровни, соответствующие зоне проводимости /. Обладая энергией, соответствующей зоне проводимости, электроны становятся свободными, т. е. теряют связь с ядром атома. Направленное перемещение свободных электронов между атомами вещества называется током электронной электропроводности.

Металлы отличаются полным отсутствием запрещенной зоны ( 3.3, а) между валентной зоной /// и зоной проводимости / и поэтому имеют хорошую электропроводность. В узлах кристаллической решетки металлов находятся положительные ионы, а валентные электроны образуют так называемый электронный газ.

В диэлектриках ширина запрещенной зоны // между валентной зоной /// и зоной проводимости / наибольшая ( 3.3, б). Электроны не переходят проводимости, атомы кристаллической решетки остаются т. е. валентные электроны остаются на своих ор-

Характерной особенностью полупроводника является то, что его электропроводность является активированной, т. е. вызванной воздействием внешних факторов — температуры, сильного электрического поля, излучения и т. д. Перешедшие в зону проводимости электроны занимают преимущественно наиболее низкие энергетические уровни вблизи дна зоны проводимости &с.

Характерной особенностью полупроводника является то, что его электропроводность является активированной, т. е. вызванной воздействием внешних факторов - температуры, сильного электрического поля, излучения и т. д. Перешедшие в зону проводимости электроны занимают преимущественно наиболее низкие энергетические уровни вблизи дна зоны проводимости Wc-

-нагреве или другим путем. Переходя в зону проводимости, электроны становятся свободными и могут участвовать в процессе электропроводности ( 6).

При температуре —273° С все энергетические уровни валентной зоны полностью заняты электронами. В зоне проводимости электроны отсутствуют. В таком кристалле все валентные электроны создают ковалентные связи атомов (см. 2), и свободные электроны отсутствуют. Поэтому при температуре —273° С идеальный кристалл кремния является диэлектриком. По мере-нагревания полупроводника часть электронов под действием теплового механизма возбуждения (добавочной тепловой энергии) разрывает ковалентные связи и переходит из валентной зоны в зону проводимости. Этот процесс носит вероятностный характер.

дыркой. Дырка в электрическом и магнитном полях ведет себя подобно частице с элементарным положительным зарядом, равным по абсолютному значению заряду электрона. В зоне проводимости электроны будут стремиться занять более низкие уровни энергии, а дырки в валентной зоне, наоборот, будут занимать самые высокие уровни.

Проводимость, создаваемая движени-• ем дырок, называется дырочной или проводимостью р-типа (positive — положительный). Дырочную проводимость не следует отождествлять с ионной, так как носителями тока по-прежнему являются, электроны. При электронной проводимости; свободный электрон проходит весь путь в кристалле, а при дырочной проводимости электроны поочередно заменяют друг друга в связях.