Постоянных напряжений

§ 11.2. ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОСТОЯННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

постоянных магнитных полях .......... 224

Технически чистое железо является дешевым и технологичным материалом: оно хорошо штампуется и обрабатывается на всех металлорежущих станках. Железо обладает высокими магнитными свойствами з постоянных полях. Вследствие низкого удельного электрического ^противления железо используют при изготовлении изделий, предназ-шченных для работы только в постоянных магнитных полях. Техни-[ески чистое железо применяют как шихтовый материал для получения ючти всех ферромагнитных сплавов.

Кроме большого значения индукции насыщения пермендюр обладает значительной обратимой проницаемостью, что делает его особенно ценным в качестве материала для телефонных мембран. Недостатки пермендюра: малое удельное электрическое сопротивление р, высокая стоимость и дефицитность кобальта и ванадия. Пермендюр применяют в постоянных магнитных полях или в слабых переменных полях с сильным подмагничиванием постоянным полем.

магнитных полях, а также в постоянных магнитных полях, когда желательна возможность регулирования В посредством изменения Н.

териалы — низкоуглеродистые стали, чугун, которые применяют для магнитопроводов, работающих в постоянных магнитных полях; листовые электротехнические стали с повышенным содержанием кремния (до 4 %), которые идут для изготовления магнитопроводов устройств переменного тока (трансформаторов, электрических машин и аппаратов).

Для магнитопроводов, работающих в постоянных магнитных полях,

ваши постоянных магнитных полей следует

Статические характеристики магнитных материалов определяют в постоянных магнитных полях и используют как для расчета устройств, где эти материалы работают в таких же условиях, так и для сравнения одних материалов с другими.

По описанной схеме выполнен выпускаемый промышленностью тесламетр типа Ш1-8, который предназначен для измерения индукции постоянных магнитных полей в диапазоне от 0,01 до 1,6 Тл. Основная погрешность прибора не превышает ±2%.

При измерении параметров постоянных магнитных полей изменение магнитного потока может быть осуществлено путем удаления катушки от исследуемого поля или внесением в поле при сохранении ее ориентации по отношению к исследуемому потоку, или же созданием прямолинейных колебаний катушки, при которых она выходит за пределы поля частично. Что же касается изменения а (или cos а), то применяются такие варианты: его осуществления: скачкообразное изменение а, например, от 0 до 90° или от 0 до 180° по отношению к положительному направлению нормали к поверхности катушки либо непрерывное вращение. Изменение магнитной проницаемости может быть реализовано в индукционных преобразователях с ферромагнитным маг-нитопроводом, т. е. в так называемых ферроиндукционных преобразователях.

Дифференциальный усилитель относится к разряду усилителей постоянного тока (УПТ), которые имеют специфический недостаток, затрудняющий усиление малых постоянных напряжений и токов и называемый дрейфом нуля. Дрейф нуля заключается в том, что с течением времени могут изменяться токи транзисторов и напряжение на их электродах. При этом нарушается, например, баланс моста в дифференциальном усилителе по постоянным составляющим коллекторных напряжений и на выходе появляется напряжение в отсутствие входного сигнала. Поскольку УПТ должен усиливать напряжение вплоть до самых низких частот, всякое изменение постоянных составляю-

Путем последовательного соединения в процессе изготовления р-л-переходов с различными по знаку TKt/ удается получить стабилитроны с очень низким температурным коэффициентом напряжения. Так, у прецизионного стабилитрона КС196В ТК?/ = = ±0,0005%/°С в диапазоне температур от —60 до +60°С. Такие стабилитроны применяют в стабилизаторах напряжения, например в автоматических потенциометрах, предназначенных для измерения постоянных напряжений и токов.

Дрейф в УПТ. Усилители постоянного тока имеют специфический недостаток, затрудняющий усиление очень малых постоянных напряжений и токов. В УПТ существует так называемый дрейф нуля, который определяет нижний предел усиливаемых напряжений. Дрейф нуля заключается в том, что с течением времени изменяются токи транзисторов и напряжения на их электродах. При этом нарушается компенсация постоянной составляющей напряжения и на выходе усилителя появляется напряжение в отсутствие входного сигнала. Поскольку УПТ должен усиливать напряжения вплоть до самых низких частот, всякое изменение постоянных составляющих напряжения UM, t/So из-за нестабильности источников питания, старения транзисторов, изменения температуры окружающей среды и т. д. принципиально не отличается от полезного сигнала.

Схема 8.58, а может быть использована в качестве преобразователя «напряжение — частота». Преобразование уровня напряжения в частоту импульсов применяют для точных измерений постоянных напряжений, так как измерение частоты может быть реализовано с наивысшей возможной точностью. Действительно, из (8.4) следует, что частота / пропорциональна величине Е, которую можно считать измеряемой.

Для нормального функционирования устройств промышленной электроники при их питании от первичных источников, вырабатывающих энергию постоянного тока только одного напряжения, требуются преобразователи постоянного напряжения. С их помощью получают либо требуемое переменное напряжение, либо постоянное напряжение заданного значения, либо несколько постоянных напряжений разных значений.

— контроль постоянных напряжений, вырабатываемых 'блоками питания, и напряжения сети переменного тока, подводимого к стойке.

(ложительными, так и с отри-и цательными входными сигналами используют двухполярное напряжение питания. Для этого предусматривают два источника "° питания. К ОУ предъявляются следующие основные требования: 1) обеспечивать усиление постоянных напряжений; 2) иметь нулевые входное и выходное напряжения при отсутствии сигнала; 3) обладать высоким входным и низким выходным сопротивлениями; 4) иметь высокий коэффициент усиления и необходимую частотную характеристику.

Вынужденная составляющая реакции является частным решением неоднородного уравнения. Вид частного решения зависит от правой части уравнения, т. е. от вида, приложенного к цепи сигнала. В общем случае сигнала произвольной формы определение частного решения связано с большими трудностями. Для простых, но важных для теории цепей форм сигналов — постоянных, изменяющихся в виде целых степеней t, синусоидальных и экспоненциальных сигналов, а также их линейных комбинаций вид частного решения получается подобным виду правой части уравнения цепи. Процесс нахождения частного решения сводится к подстановке в уравнение принятой функции с неизвестными коэффициентами или параметрами, которые определяются из приравнивания левой и правой частей уравнения. В общем случае отыскание частных решений в ^-области по указанному способу неопределенных коэффициентов получается очень громоздким. Лишь в случае простейшего, постоянного сигнала частное решение вычисляется просто. При подстановке в уравнение вынужденной составляющей в виде постоянной величины, которая в данном случае, так же как и в случае периодических решений, называется установившейся составляющей, все производные обращаются в нуль, в левой и правой частях уравнений остаются постоянные величины. Из этих равенств определяются установившиеся составляющие. При этом начальные условия ис (0), iL (0) не влияют на величину установившейся реакции. В связи с этим при определении решений уравнений в этой главе принимается действие на цепь постоянных напряжений и токов. В гл. 6 будет показано,

приложении высоких постоянных напряжений. По выделившемуся на электродах веществу можно определить характер носителей заряда. У диэлектриков с" чисто ионным характером электропроводности строго выполняется закон пропорциональности между количеством пропущенного электричества и количеством выделившихся веществ (закон Фарадея).

Типовая схема усилительного каскада с общим эмиттером показана на 8.10. Наличие резисторов R\, Rz и RK в схеме обеспечивает необходимые значения постоянных напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах при питании всех цепей транзистора от одного общего источника питания Ек. Резистор R3 предназначен для обеспечения температурной стабилизации рабочей точки, что для транзисторных усилительных схем весьма существенно.

по напряжению: Ки — /Co/V + (WT» — 1/шт?,), где /Со — коэффициент усиления по напряжению каскада на средних частотах /?!>Лп, /Со = /121ЯкЯн/(/?к + /?-и+/122/?и/?к), где TB — постоянная времени усилительного каскада на верхних частотах (т„= Со/?вых = СоХ ХЯкЯн/(Як + R« + /i22#J?«); тн — постоянная времени усилительного каскада на нижних частотах без учета влияния емкости СТн= Сс/?вы.х = Сс/?к/?н//?к + /?н + ЛгаЛк/?... На практике используется схема с общим эмиттером, так как она позволяет усиливать не только напряжение, но также ток и мощность. Типовая схема усилительного каскада с общим эмиттером показана на 6.1.11. Резисторы R\, R%, /?K в схеме обеспечивают необходимые значения постоянных напряжений на коллекторном и эмиттерных переходах при питании всех цепей транзистора от одного общего источника питания Е». Резистор R, обеспечивает температурную стабилизацию рабочей точки, что для транзисторных усилительных схем очень существенно. С ростом температуры постоянная составляющая тока эмиттера /,о возрастает, вследствие чего увеличивается падение напряжения /?,/,п на резисторе /?„ при этом потенциал эмиттера относительно базы снижается, что уменьшает постоянную составляющую тока базы и ограничивает степень нарастания тока покоя в цепи коллектора. Для устранения этого воздействия при прохождении по цепям транзистора переменных составляющих резистор /?, шунтируется конденсатором С,. Конденсаторы С\ и Сс предназначены для предотвращения попадания постоянной составляющей тока от источника питания и сигнала на выход и вход усилительного каскада. Одним из важнейших показателей, характеризующих свойства усилителей, является его комплексный коэффициент усиления, который в общем случае можно представить как отношение комплексного напряжения на выходе усилителя к комплексному напряжению на его входе: /С= U_*^/U_,> =