Температуры сказывается

где Д0 — допустимое превышение температуры сердечника относительно температуры окружающей среды, ° С; D, d и h — размеры кольцевого сердечника с обмотками, см.

Указанные параметры магнитных материалов не являются строго стабильными. Так, магнитная проницаемость ц зависит от температуры сердечника; температурная нестабильность ц характеризуется температурным коэффициентом магнитной проницаемости:

Так как параметры сердечника (в частности, Вг) зависят от температуры, а температура сердечника — от рассеиваемой мощности, которая в свою очередь, согласно (1-15), зависит от величины Вг, учет повышения температуры сердечника за счет саморазогрева вызывает некоторые затруднения при расчете. Если устройство предназначено для работы на невысоких частотах (десятки килогерц), то в предварительных расчетах обычно не учитывают саморазогрева сердечников, а в дальнейшем определяют изменение параметров сердечников из-за саморазогрева. В том случае когда эти изменения не превышают ± 10% значений параметров, принятых в предварительном расчете за номинальные, расчет считается удовлетворительным с точки зрения учета температуры. При работе устройства на высоких частотах (сотни килогерц) бывает важно знать температуру сердечника Ф = ДФ + дср, чтобы определить параметры сердечника при этой температуре, которая может существенно отличаться от температуры окружающей среды.

в) Отвод тепла (теплосъем) с поверхности сердечника. В расчет теплосъема с поверхности сердечника вводят среднее превышение температуры сердечника тср, причем принимают, что

Примем, что превышение температуры сердечника относительно масла тс = 20° С, то же — обмотки тм = 20° С и масла тмс = 40° С.

достаточной мощности источника первичного тока размыкание вторичной цепи трансформатора тока вызовет значительное увеличение Ф0, так как в этом случае /&o»i — Ди^. Размыкание этой цепи относится к аварийному случаю, потому что возрастание потока в сердечнике приводит к большому увеличению э. д. с. (до нескольких сотен вольт), что опасно для обслуживающего персонала и может вызвать электрический пробой изоляции вторичной обмотки. Кроме того, увеличение потока сопровождается ростом потерь на перемагничивание и вихревые токи, повышением температуры сердечника, а следовательно, и обмоток и может служить причиной термического разрушения их изоляции.

Дальнейшим развитием этого типа трансформатора являются трансформаторы со сжатым газом, т. е. такие, баки которых заполнены только газом под некоторым давлением. В качестве газа рекомендуется брать азот или углекислоту под давлением до 40am. Основное преимущество таких трансформаторов состоит в том, что их можно выполнить на температуры, значительно превышающие обычные температуры сердечника и обмотки (300—325° С для первого и 200° С для второй) при использовании высокотеплостойких изоляционных материалов. В этом случае размеры трансформатора уменьшаются до 75%, особенно при повышенной частоте порядка 600—1200 гц.

Температуры сердечника, обмоток и масла очень тесно связаны с условиями охлаждения трансформатора. Различают следующие основные способы охлаждения: естественное масляное; масляное с дутьем и принудительную циркуляцию масла с воздушным или водяным охлаждением его.

На 40-5 показаны пути циркуляции масла и распределение превышения температуры по высоте в трансформаторе с естественным масляным охлаждением. Наиболее нагретой частью с наиболее неравномерно распределенной температурой является обмотка трансформатора (линия 1). Поэтому срок службы трансформатора определяется временем износа (старения) изоляции обмотки. Превышение температуры сердечника трансформатора показано линией 2.

При номинальном режиме работы трансформатора тока н. с. I0Wi обычно составляет не более 1% от н. с. I1wl (или /2w2). При достаточной мощности цепи первичного тока размыкание вторичной цепи трансформатора тока вызовет значительное увеличение Ф0, так как в этом случае I0wl = I^w^. Размыкание этой цепи относится к аварийному случаю, потому что возрастание потока в сердечнике приводит к большому увеличению э. д. с. (до нескольких сотен вольт), что опасно для обслуживающего персонала и может вызвать электрический пробой изоляции обмоток. Кроме того, увеличение потока сопровождается ростом потерь на перемагничивание и вихревые токи, повышением температуры сердечника, а 'следовательно, и обмоток и может служить причиной термического разрушения их изоляции.

Для контроля температуры сердечника и обмотки заложены термометры сопротивления, концы которых подключены к клеммо-вой доске. Аналогичный статор используется и для короткозам-кнутой машины АЗ-4500-1500.

Влияние температуры сказывается на изменениях линейных размеров индуктивных катушек и конденсаторов. Так, с повышением температуры линейные размеры указанных элементов изменяются, что влечет за собой изменение емкости и индуктивности колебательного контура соответственно на АС и AL.

Влияние температуры сказывается на изменении параметров цепи подвижной катушки и упругости пружин и аналогично влиянию температуры на вольтметры электродинамической системы.

Пределы измерений выпрямительных приборов составляют от единиц миллиампер до десятков ампер и от долей вольта до сотен вольт при частотном диапазоне от 20... 45 Гц до десятков килогерц. Класс точности выпрямительных приборов обычно 1,0 и ниже. Благодаря применению магнитоэлектрического ИМ эти приборы обладают наивысшей чувствительностью и наименьшим потреблением энергии среди приборов электромеханической группы. К недостаткам выпрямительных приборов следует отнести зависимость их показаний от частоты измеряемого сигнала и температуры. Частотная зависимость объясняется наличием собственной емкости полупроводниковых диодов, паразитной емкости измерительной цепи и индуктивности рамки ИМ. Изменение температуры сказывается в основном на значении параметров диодов и меньше — на ИМ. Для уменьшения частотной и температурной погрешностей внутри приборов применяются схемы частотной и температурной компенсации.

Нестабильность частоты выражается как отношение абсолютного изменения частоты Л/7 к рабочей частоте /7pA/r/Fp= = —и,5(Д/,//,б + ДС/Сб), где AL и АС — приращения индуктивности и емкости катушки и конденсатора соответственно под влиянием дестабилизирующих факторов. Влияние температуры сказывается на изменениях линейных размеров индуктивных катушек и конденсаторов. Так, с повышением температуры линейные размеры указанных элементов увеличиваются, что влечет за собой рост емкости и индуктивности колебательного контура соответственно на АС и AZ.. Следует также отмети-ь, чго на нестабильность генерируемой частоты, вызванную изменением температуры, сильно влияют из-менения параметров транзисторов. Для уменьшения нестабильности частоты используют различные способы ее стабилизации. Различают параметрическую и кварцевую стабилизацию частоты.

Пределы измерений выпрямительных приборов составляют от единиц миллиампер до десятков ампер и от долей вольта до сотен вольт при частотном диапазоне от 20... 45 Гц до десятков килогерц. Класс точности выпрямительных приборов обычно 1,0 и ниже. Благодаря применению магнитоэлектрического ИМ эти приборы обладают наивысшей чувствительностью и наименьшим потреблением энергии среди приборов электромеханической группы. К недостаткам выпрямительных приборов следует отнести зависимость их показаний от частоты измеряемого сигнала и температуры. Частотная зависимость объясняется наличием собственной емкости полупроводниковых диодов, паразитной емкости измерительной цепи и индуктивности рамки ИМ. Изменение температуры сказывается в основном на значении параметров диодов и меньше — на ИМ. Для уменьшения частотной и температурной погрешностей внутри приборов применяются схемы частотной и температурной компенсации.

Из приведенных кривых следует, что влияние температуры сказывается на напряжении стабилизации нелинейно. В широком диапазоне изменения температуры окружающей среды возможно не только изменение абсолютного значения ТКН, но и его знака.

т. е. в виде мельчайших капелек, находящихся в жидком диэлектрике во взвешенном состоянии; в) в виде избыточной воды, не удерживающейся в эмульсии, выпадающей из нее. Избыточная вода или тонет в диэлектрике, если его относительная плотность меньше единицы (например, трансформаторное масло), или всплывает на его поверхность, если относительная плотность диэлектрика больше единицы (например, хлорированный дифенил — совол). Вода в жидком диэлектрике может переходить из одного состояния в другое. При повышении температуры растворяющая способность обычно увеличивается и эмульсионная вода может переходить (полностью или частично) в молекулярно-раст-воренное состояние, а избыточная вода — в эмульсионное состояние. При снижении температуры происходит обратный процесс. При длительном воздействии высокой температуры сказывается эффект испарения воды из жидкого диэлектрика — эффект сушки. Жидким загрязнением может быть не только вода, но и какая-либо другая посторонняя жидкость. В жидком диэлектрике могут быть и всевозможные твердые загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии: волоконца, пылинки и пр. Все эти загрязнения обусловливают появление в жидкости так называемой мо-лионной электропроводности, накладывающейся на собственную электропроводность, присущую данному диэлектрику после полного удаления всех примесей. Капельки эмульсионной воды и твердые частицы заряжаются в электрическом поле и становятся носителями тока. Количественно влияние примесей связано с их концентрацией.

пературы. Прямые ветви вольт-амперных характеристик диодов, выполненных на основе германия и кремния, показаны на 16.19, а, изменение вида вольт-амперной характеристики диода с температурой — на 16.19,6. Особенно сильно влияние температуры сказывается на обратной ветви характеристики, так как с ростом температуры возрастает тепловой ток. В германиевых диодах увеличение температуры на десять градусов вызывает увеличение обратного тока в два раза, в кремниевых диодах — в два с половиной раза. С ростом обратного тока увеличивается нагрев p-n-перехода, что может привести к тепловому пробою. Верхний предел рабочих температур для германиевых диодов составляет 85-100°С, для кремниевых - до 200 °С.

Влияние температуры на характеристики транзистора. Температура окружающей среды существенно влияет как на входные, так и выход-лые характеристики транзистора ( 17.9, а, б соответственно). Это объясняется тем, что при увеличении температуры увеличивается энергия электронов, вследствие чего увеличивается концентрация свободных носителей заряда во всех областях транзистора, их подвижность и др. Особенно сильно возрастание температуры сказывается на обратном токе коллекторного перехода /Ко, который часто называют тепловым током.

На статические характеристики транзистора сильно влияет повышение температуры переходов, которое может быть вызвано повышением температуры окружающей среды, а также внутренним нагревом, обусловленным протеканием токов через транзистор. С повышением температуры переходов в германиевых трайзисто-рах увеличивается обратный ток коллектора. В большей степени повышение температуры сказывается при включении транзистора по схеме ОЭ, вследствие большей величины тока /K3c- Увеличение обратного тока коллектора приводит к возрастанию полного тока коллектора [см. формулы (4.17) и (4.12а)] и к смещению всего семейства выходных характеристик в область больших токов. В кремниевых транзисторах вплоть до ^=100°С токи /ибо и /КЭо можно не учитывать.

Вольт-амперная характеристика p-n-перехода описывается уравнением (1.12). Характеристики реальных диодов несколько отличны от вольт-амперных характеристик p-n-перехода: их вид зависит от рода основного полупроводникового материала, площади р-п-перехода, температуры. Прямые ветви вольт-амперных характеристик диодов, выполненных на основе германия и кремния, показаны на 1.19, а, изменение вида вольт-амперной характеристики диода с температурой - на 1.19, б. Особенно сильно влияние температуры сказывается на обратной ветви характеристики, так как с ростом температуры возрастает тепловой ток. В германиевых диодах увеличение температуры на десять градусов вызывает увеличение обратного тока в два раза, в кремниевых диодах - в два с половиной раза. С ростом обратного тока увеличивается нагрев p-n-перехода, что может привести к тепловому пробою. Верхний предел рабочих температур для германиевых диодов составляет 85-100°С, для кремниевых - до 200°С.