Приложенного напряжения

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на поверхности твердого тела под действием механических напряжений. Обратный пьезоэффект проявляется в изменении.. геометрических размеров тела под действием приложенного электрического напряжения. Эти эффекты очень ярко проявляются в кварцевом резонаторе.

В любой системе, содержащей вещество в двух фазах, одна из которых заряжена положительно, а другая — отрицательно, с приложением электрического поля фазы начинают двигаться относительно друг друга, причем положительная — к отрицательному полюсу, а отрицательная — к положительному. Такое движение называется электрокинетическим. Скорость относительного движения двух -фаз пропорциональна напряженности приложенного электрического поля и зависит от размеров и формы тела, структуры двойного электрического слоя, а также свойств жидкости или газа. На основе электрокинетических явлений построены такие приборы, как виброметры, аксельро-метры, приборы для измерения скорости подъема самолета и др.

3. Индикаторы на жидких кристаллах используют вещества, оптические свойства (прозрачность) которых зависят от напряженности приложенного электрического поля. Жидкий кристалл помещается в плоском миниатюрном прозрачном сосуде с системой электродов определенной формы. При отсутствии поля благодаря упорядоченности структуры вещества жидкий кристалл прозрачен. При подаче напряжения на электроды начинается переориентация молекул под действием электрического поля и прозрачность исчезает вблизи электродов. Основные параметры жидкокристаллических индикаторов приведены в табл. 4.18. Отметим, что эти приборы наиболее экономичные, что позволяет использовать их в устройствах с очень маломощным питанием (например, в наручных часах). Однако жидкокристаллический индикатор не является излучателем света и для получения изображения необходима подсветка: либо источник света располагается за индикатором и его свет проникает через прозрачные части кристалла и стенки сосуда, либо на одной из стенок выполняется зеркальный слой, отражающий свет, проникающий со стороны наблюдателя.

Пьезоэлектрики — диэлектрики с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют явление поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. При обратном пьезоэффекте происходит изменение размеров диэлектрика под действием приложенного электрического поля. Хотя в настоящее время известно более тысячи веществ, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, в пьезо-технике применяется ограниченное количество материалов. Важное место среди них занимает монокристаллический кварц, из которого вырезают пластины с нужной для получения высоких характеристик кристаллографической ориентацией. Кварцевые резонаторы, представляющие собой полированные кварцевые пластинки с с электродами и держателем, имеют очень малый tg б и высокую механическую добротность (т. е. малые механические потери). Механическая добротность (величина, обратная tg б) в кварцевых резонаторах может достигать 10е — 107. Кроме кварца в различных пьезопреобразователях используют кристаллы сульфата лития, сегнетовой соли, ниобата и танталата лития. Широко применяете^ для изготовления пьезопреобразователей пьезоэлектрическая керамика, изготовляемая в основном из твердых растворов цирконата-титаната свинца PbZrO3—РЬТЮ3 (ЦТС). Преимущество пьезо-керамики перед монокристаллами — возможность изготовления активных элементов сложной формы и любого размера. Пьезокерами-ка применяется для изготовления малогабаритных микрофонов, те-1 лефонов, детонаторов, датчиков давлений, деформаций, ускорений, вибраций, пьезорезонансных фильтров, линий задержки, пьезо-трансформаторов и др.

ет энергию, достаточную для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости, то возможна ударная ионизация. Ионизирующий электрон при этом остается в зоне проводимости. На 8.6 приведена зависимость удельной проводимости от приложенного электрического поля, где участок / соответствует выполнению линейности закона Ома, 2 — термоэлектронной ионизации, 3 — электростатической и ударной, 4 — пробою.

Электрохромные индикаторы (ЗХИ). В ЭХИ используется явление изменения цвета под действием приложенного электрического поля. В настоящее время разработаны ЭХИ на основе реакции восстановления металлических оксидов \\Юз и реакции восстановления органических соединений — виологенов (компаундов и других соединений) на поверхности электродов. Конструктивное исполнение электрохромных индикаторов во многом подобно ЖКИ.

При использовании обоих способов осаждения окисла обычно необходимо стабилизировать окисел, выполняя для этого операцию геттерирования, которая заключается в дополнительном введении в окисный слой атомов фосфора. Эти атомы собирают и захватывают подвижные загрязняющие ионы, которыми обычно являются положительные ионы щелочных металлов. Без такого связывания ионов характеристики МДП-транзисторов могут зависеть от температуры и напряженности приложенного электрического поля. Поэтому предпочтительнее окислы, выращенные термически одновременно с операцией загонки бора. В этом случае окисел содержит незначительную концентрацию посторонних примесей и необходимость в его стабилизации путем введения атомов фосфора отпадает. Независимо от способа осаждения окисла его толщина над р-областями истока и стока и над пассивными областями обычно составляет соответственно 1 и 1,5 мкм. Структура подложки иосле операции разгонки и окисления показана на 3.16,6.

движение называется электрокинетическим. Скорость относительного движения двух фаз пропорциональна напряженности приложенного электрического поля и зависит от размеров и формы тел, структуры двойного электрического слоя, а также свойств жидкости или газа. На основе электрокинетических явлений построены такие приборы, как виброметры, аксельромет-ры, приборы для измерения скорости подъема самолета и др.

Если в последнем случае в качестве основания применить р — п — /j-структуру (см. 4.7, б), то электрическое поле, приложенное к поверхности участка с «-проводимостью, вызывает инверсию типа проводимости на поверхности полупроводника, т. е. на поверхности центральной части появляются носители /7-т:нпа (дырки), и вся система основания станет проводящей. Величина приложенного электрического поля управляет количеством носителей заряда на поверхности и, тем самым, величиной проводимости прибора.

3. Индикаторы на жидких кристаллах используют вещества, оптические свойства (прозрачность) которых зависят от напряженности приложенного электрического поля. Жидкий кристалл помещается в плоском миниатюрном прозрачном сосуде с системой электродов определенной формы. При отсутствии поля благодаря упорядоченности структуры вещества жидкий кристалл прозрачен. При подаче напряжения на электроды начинается переориентация молекул под действием электрического поля и прозрачность исчезает вблизи электродов. Основные параметры жидкокристаллических индикаторов приведены в табл. 4.18. Отметим, что эти приборы наиболее экономичные, что позволяет использовать их в устройствах с очень маломощным питанием (например, в наручных часах). Однако жидкокристаллический индикатор не является излучателем света и для получения изображения необходима подсветка: либо источник света располагается за индикатором и его свет проникает через прозрачные части кристалла и стенки сосуда, либо на одной из стенок выполняется зеркальный слой, отражающий свет, проникающий со стороны наблюдателя.

Электрофорез применяют при нанесении порошка MgO на ленту из магнитных сплавов во время намотки сердечников трансформаторов и дросселей с целью изолирования витков друг от друга. Осаждение 'порошка протекает из устойчивой суспензии, в которой частицы находятся во взвешенном состоянии в диэлектрической жидкости, плотность которой близка к значению плотности четы-реххлористого углерода. Частицы перемещаются под действием приложенного электрического поля.

торов приложенного напряжения U, активного тока короткого замыкания 1КГ = = L//r, индуктивного тока короткого замыкания /K*L = V/jxL и емкостного тока короткого замыкания 1кхс = U/ — jxc . Направление вектора U считаем совпадающим с осью действительных величин комплексной плоскости.

Если резистор имеет сопротивление гь большее, чем сопротивление TL индуктивной катушки, то напряжение на нем в начальный момент после коммутации будет больше приложенного напряжения. Так, при гх = пг^ напряжение на резисторе

Начальное значение свободной составляющей тока будет максимальным при ф, = =^е — <р = 90°. При этом 'св(О) = 1т- Если постоянная времени т = Иг значительно больше периода приложенного напряжения, то свободная составляющая за половину периода принужденной составляющей тока не успевает существенно уменьшиться. Поэ-

Таким образом, наиболее неблагоприятным, является включение индуктивной нагрузки (г « 0, ф « 90°) в моменты, когда мгновенное значение приложенного напряжения близко к нулю.

Все эти источники напряжений создают в электрических цепях периодические несинусоидальные токи, форма которых может отличаться от формы приложенного напряжения.

9.3. Форма кривых приложенного напряжения (а), выпрямленного тока и напряжения (б) однополупериодного выпрямителя

Для устранения этого недостатка применяют двухполупе-риодные выпрямители. В одном из таких выпрямителей используется включение диодов в четырехплечный мост ( 9.4). Когда зажим А цепи выпрямителя имеет положительный по отношению к зажиму В потенциал, в цепи установится ток, направленный через диод Дь нагрузочный резистор гн и диодД3. В эти моменты времени ток в диодах Д2 и Д4 отсутствует. В другой полупериод, когда зажим В имеет положительный по отношению к зажиму А потенциал, ток в цепи направлен (пунктирные стрелки на 9.4) через диод Д2, нагрузочный резистор гн и диод Д4. Направление тока в нагрузочном резисторе будет таким же, как и в предыдущий полупериод. Формы кривых приложенного напряжения ыь напряжения «н и тока гн в нагрузочном резисторе мостового двухполупериодного выпрямителя показаны на 9.5. Мостовые выпрямители широко применяются во многих электротехнических устройствах в качестве преобразователя переменного напряжения в напряжение неизменной полярности.

9.5. Форма кривых приложенного напряжения (а), напряжения и -тока в нагрузочном резисторе (б) мостового двухполупериодного выпрямителя

Четырехполюсник состоит из трех ветвей. В одной из них включен ограничительный резистор с сопротивлением гогр. В каждой из двух других параллельных ветвей последовательно включены диод и источник постоянной э.д.с. Ко входу четырехполюсника подключается источник синусоидального напряжения «вх, а к выходу — резистор с сопротивлением гн. В положительный полупериод приложенного напряжения, когда потенциал точки а выше потенциала точки Ъ (см. 9.6), выходное напряжение ывьц[ на резисторе лн вначале возрастает в соответствии с ростом входного напряжения мвх.

не только от приложенного напряжения и и сопротивления г обмотки (как это было при питании катушки от источника постоянного тока), но также от характеристик магнитной цепи, влияющих на потоко-сцепления ? и Уа, которые в свою очередь влияют на э. д. с. ей е„. В линейных цепях э. д. с. BL заменялась падением напряжения на индуктивности, которое равно по величине и противоположно по фазе э. д. с. BL • Аналогичную операцию можно проделать с э. д. с. поля рассеяния е„ , так как практически она является результатом воздействия поля в немагнитной среде:

на входе катушки рабочий поток ее сердечника изменяется также синусоидально. Амплитуда этого потока зависит от действующего значения и частоты приложенного напряжения: