- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Электрические величины и единицы их измерения презентация
Содержание
- 1. Электрические величины и единицы их измерения
- 2. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА: 1. Расчетно-графическое задание. 2. Подготовка
- 3. Электротехника и электроника ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ
- 4. Электротехника и электроника Рекомендуемая литература Новожилов,
- 5. Электротехника и электроника Электрические величины и
- 6. Единица измерения напряжения в системе СИ
- 7. Электрические величины и единицы их измерения
- 8. Энергия, затрачиваемая на перемещение заряда
- 9. При совпадении знаков напряжения и
- 10. Элементы электрических цепей Под элементами в теории
- 11. ДВУХПОЛЮСНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Резистивный элемент
- 12. Вольт-амперные характеристики резистивных элементов. Резистивный элемент Полупроводниковый диод Лампа накаливания
- 13. Если ВАХ – прямая, проходящая через начало
- 14. Закон Ома:
- 15. Независимые источники напряжения и тока
- 16. Источник тока – двухполюсный элемент, ток которого
- 17. Управляемые источники Управляемый источник –
- 18. Управляемые источники Источник напряжения управляемый напряжением (ИНУН)
- 19. Управляемые источники Источник тока управляемый напряжением (ИТУН)
- 20. Управляемые источники Источник тока управляемый током (ИТУТ)
- 21. Управляемые источники Источник напряжения управляемый током (ИНУТ)
- 22. Выводы Ток в проводящей среде
- 23. Выводы 3. Для обозначения электрических величин
- 24. Выводы 5. Источник напряжения – двухполюсный
- 25. Задача анализа электрических цепей. Законы Кирхгофа Основные
- 26. Законы Кирхгофа Первый закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма
- 27. Законы Кирхгофа Второй закон Кирхгофа: В
- 28. Пример. Уравнения по законам Кирхгофа
- 29. Пример. Уравнения по законам Кирхгофа
- 30. Принцип наложения (суперпозиции). Метод наложения Принцип наложения
- 31. Пример, иллюстрирующий принцип наложения Рассмотрим две частных
- 32. Пример, иллюстрирующий принцип наложения Частная схема 1: J=0 E=0 Частная схема 2:
- 33. Теорема об эквивалентном двухполюснике: Линейную цепь с
- 34. Метод эквивалентного генератора Этот метод удобно использовать
- 35. Последовательность расчета методом эквивалентного генератора Выделяем ветвь,
- 36. Пример расчета методом ЭГ Мост Уитстона, используется
- 37. Разомкнем диагональную ветвь, а оставшуюся цепь представим эквивалентным двухполюсником. Пример расчета методом ЭГ
- 38. Пример расчета методом ЭГ
- 39. Входное сопротивление двухполюсника найдем, исключив из схемы
- 40. Пример расчета методом ЭГ
- 41. Характеристики эквивалентного двухполюсника Рассмотрим двухполюсник, образованный
- 42. Характеристики эквивалентного двухполюсника Ток в цепи
- 43. Режим короткого замыкания В режиме
- 44. Двухполюсник отдает в нагрузку максимальную
- 45. Операционные усилители Операционный усилитель (ОУ) – усилитель,
- 46. Операционные усилители Условное обозначение ОУ
- 47. Операционные усилители Передаточная характеристика ОУ – зависимость
- 48. Анализ цепей с ОУ Правила анализа
- 49. Анализ цепей с ОУ Пример 1.
- 50. Анализ цепей с ОУ Запишем уравнение
- 51. Анализ цепей с ОУ
- 52. Анализ цепей с ОУ
- 53. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
- 54. Индуктивный и емкостный элементы Условное графическое обозначение индуктивного элемента
- 55. Индуктивный и емкостный элементы Емкостный элемент
- 56. Законы коммутации и начальные условия Законы
- 57. Значения тока индуктивного и напряжения емкостного элементов
- 58. Если в момент коммутации токи всех индуктивных
- 59. Переходные процессы в RC-цепях первого порядка
- 60. Переходные процессы в RC-цепях первого порядка Определим
- 61. Выполняя подстановку и решая
- 62. Первое слагаемое в (3) - свободная составляющая
- 63. Случай 1. Решение уравнения (2) имеет вид:
- 64. Случай 2. Переходные процессы в RC-цепях
- 65. Порядок расчета переходных процессов в RC-цепях первого
- 66. 3. Рассчитываем установившиеся значения искомых токов и
- 67. 4. Определяем входное сопротивление резистивной цепи со
- 68. Пример. Ключ в цепи на рис. 1
- 69. Решение. 1. Определим независимые начальные условия.
- 70. Начальное значение тока i1 при t =
- 71. Определим установившееся значение искомого тока.
- 72. Определим входное сопротивление схемы относительно зажимов, к
- 73. Пример расчета переходных процессов в RC-цепях
- 74. Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
- 75. Представим резистивный двухполюсник эквивалентной схемой Нортона
- 76. Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
- 77. Решение уравнения (2) можно представить в следующем
- 78. Порядок расчета переходных процессов в RL-цепях первого
- 79. Переходные процессы в
- 80. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 81. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 82. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 83. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 84. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 85. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 86. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 87. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 88. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 89. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 90. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
- 91. Синусоидальные электрические величины –
- 92. Синусоидальные электрические величины О
- 93. Синусоидальные электрические величины Среднее
- 94. Синусоидальные электрические величины Действующее
- 95. Синусоидальные электрические величины
- 96. Резистивный элемент на синусоидальном токе
- 97. Резистивный элемент на синусоидальном токе
- 98. Резистивный элемент на синусоидальном токе
- 99. Индуктивный элемент на синусоидальном токе
- 100. Индуктивный элемент на синусоидальном токе
- 101. Индуктивный элемент на синусоидальном токе
- 102. Емкостный элемент на синусоидальном токе
- 103. Емкостный элемент на синусоидальном токе
- 104. Емкостный элемент на синусоидальном токе
- 105. Резонанс и его значение в радиоэлектронике
- 106. Резонанс напряжений
- 107. Резонанс напряжений
- 108. Резонанс напряжений
- 109. Резонанс напряжений
- 110. Резонанс напряжений
- 111. Резонанс напряжений
- 112. Резонанс напряжений
- 113. Частотные характеристики последовательного колебательного контура
- 114. Резонанс токов
- 115. Резонанс токов
- 116. Резонанс токов
- 117. Резонанс токов
- 118. Резонанс токов
- 119. Ряд Фурье в тригонометрической форме Ряд Фурье в тригонометрической форме
- 120. Ряд Фурье в тригонометрической форме Коэффициенты an
- 121. Случаи симметрии Случай 1. Четная функция:
- 122. Случаи симметрии Случай 2. Нечетная функция:
- 123. Случаи симметрии Случай 3. Функция f(t) симметрична
- 124. Случаи симметрии Пример – последовательность прямоугольных импульсов.
- 125. Комплексная форма ряда Фурье Ряд Фурье в
- 126. Комплексная форма ряда Фурье Ряд Фурье примет
- 127. Комплексная форма ряда Фурье Изменив нижний предел
- 128. Комплексный частотный спектр
- 129. Комплексный частотный спектр
- 130. Электрические свойства полупроводников Полупроводниками
- 131. Электрические свойства полупроводников
- 132. Электрические свойства полупроводников При
- 133. Электрические свойства полупроводников Таким
- 134. Электрические свойства полупроводников Структура
- 135. Электрические свойства полупроводников Атом
- 136. Электрические свойства полупроводников Когда
- 137. Электрические свойства полупроводников Так
- 138. Вольт-амперная характеристика р–n-перехода Контакт
- 139. Вольт-амперная характеристика р–n-перехода Прилегающие
Слайд 1Дисциплина:
Электротехника и электроника
Лектор: Валерий Петрович Довгун
доктор технических наук, профессор
900igr.net
Слайд 2 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА:
1. Расчетно-графическое задание.
2. Подготовка к выполнению и защите
лабораторных
3. Самостоятельное изучение
отдельных разделов курса.
Электротехника и электроника
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ:
Лекции, практические задания,
лабораторные работы
Слайд 3 Электротехника и электроника
ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ
Третий семестр: зачет.
Четвертый семестр: экзамен.
Слайд 4 Электротехника и электроника
Рекомендуемая литература
Новожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник
Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. пособие: в 2-х ч. Ч. 1 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 270 с.
Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. пособие: в 2-х ч. Ч. 2 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 252 с.
Слайд 5 Электротехника и электроника
Электрические величины и единицы их измерения
Единица измерения тока в
системе СИ – ампер (А).
Ток в проводящей среде – явление упорядоченного движения электрических зарядов под действием электрического поля.
Мгновенное значение тока равно скорости изменения заряда во времени:
Слайд 6Единица измерения напряжения
в системе СИ – вольт (В).
Напряжение (разность
Электрические величины и единицы их измерения
Слайд 7Электрические величины и единицы их измерения
Положительное направление тока выбирают произвольно и
Для однозначного определения напряжения между двумя выводами участка цепи одному из выводов приписывают положительную полярность, которую отмечают стрелкой, направленной от вывода.
Электротехника и электроника
Слайд 8
Энергия, затрачиваемая на перемещение заряда
Мгновенная мощность участка цепи:
Электрические величины и единицы их измерения
Мощность измеряется в
ваттах (Вт).
Слайд 9
При совпадении знаков напряжения и тока мощность положительна. Это соответствует потреблению
При несовпадении знаков напряжения и тока мощность отрицательна. Это означает, что участок цепи является источником энергии.
Электрические величины и единицы их измерения
Слайд 10Элементы электрических цепей
Под элементами в теории цепей понимают не реальные устройства,
Такими идеализированными элементами являются резистивный, индуктивный и емкостный элементы, а также независимые источники напряжения и тока.
Соединяя между собой идеализированные элементы, мы получим модель, или схему замещения, приближенно отображающую процессы в реальном электронном устройстве.
Слайд 11ДВУХПОЛЮСНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Резистивный элемент – идеализированный элемент, в котором
Условное графическое обозначение резистивного элемента:
Слайд 12
Вольт-амперные характеристики резистивных элементов.
Резистивный элемент
Полупроводниковый диод
Лампа накаливания
Слайд 13Если ВАХ – прямая, проходящая через начало координат, резистор называют линейным.
Закон
R – сопротивление.
Единица измерения – Ом.
Резистивный элемент
Слайд 14Закон Ома:
-
Единица измерения – Сименс.
Мощность, поглощаемая резистором
Резистивный элемент
Слайд 15Независимые источники напряжения и тока
Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю.
Источник
ВАХ источника напряжения
Слайд 16 Источник тока – двухполюсный элемент, ток которого не зависит от напряжения
Внутреннее сопротивление идеального источника тока бесконечно.
Независимые источники напряжения и тока
ВАХ источника тока
Слайд 17Управляемые источники
Управляемый источник – четырехполюсный резистивный элемент, состоящий из двух ветвей
Управляемые источники обладают следующими свойствами:
1) выходная величина пропорциональна входной.
2) выходная величина не влияет на входную.
Слайд 22Выводы
Ток в проводящей среде есть явление упорядоченного движения электрических
2. Напряжение (разность потенциалов) между двумя точками цепи определяется количеством энергии, затрачиваемой на перемещение заряда из одной точки в другую. Положительное направление напряжения показывают стрелкой, направленной от одного зажима элемента к другому, либо знаками «+», «-»
Слайд 23Выводы
3. Для обозначения электрических величин используют прописные и строчные буквы.
U, I, P. Мгновенные значения переменных величин обозначают малыми (строчными) буквами: u, i, p.
Резистивным называют идеализированный двухполюсный элемент, для которого связь между напряжением и током можно представить в виде графика, называемого
вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Резистивный элемент моделирует процесс необратимого преобразования электромагнитной энергии в тепло и другие виды энергии, при этом запасание энергии в электромагнитном поле отсутствует.
Слайд 24Выводы
5. Источник напряжения – двухполюсный элемент, напряжение которого не зависит
6. Источник тока - двухполюсный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах и изменяется в соответствии с заданным законом. Внутренне сопротивление идеального источника тока бесконечно.
Слайд 25Задача анализа электрических цепей.
Законы Кирхгофа
Основные топологические понятия
Ветвь – участок цепи с
Узел – точка соединения двух или более ветвей.
Контур – замкнутый путь, проходящий через ряд ветвей и узлов.
Слайд 26Законы Кирхгофа
Первый закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле
Токи, направленные от узла, записывают с положительным знаком. Токи, направленные к узлу, записывают со знаком минус.
Число независимых уравнений по первому закону Кирхгофа
Слайд 27Законы Кирхгофа
Второй закон Кирхгофа: В контуре электрической цепи алгебраическая сумма
Число независимых уравнений по второму закону Кирхгофа, равно числу независимых контуров:
Слайд 30Принцип наложения (суперпозиции). Метод наложения
Принцип наложения является фундаментальным свойством линейных цепей.
Реакция линейной цепи при одновременном действии нескольких независимых источников равна сумме реакций, получающихся при действии каждого источника в отдельности.
Принцип наложения является следствием линейности уравнений, описывающих цепь.
Принцип наложения справедлив только для линейных цепей.
Слайд 31Пример, иллюстрирующий принцип наложения
Рассмотрим две частных схемы, в каждой из которых
Слайд 33Теорема об эквивалентном двухполюснике:
Линейную цепь с двумя внешними зажимами можно представить
Слайд 34Метод эквивалентного генератора
Этот метод удобно использовать тогда, когда требуется рассчитать ток
Слайд 35Последовательность расчета методом эквивалентного генератора
Выделяем ветвь, в которой необходимо рассчитать ток,
Определяем параметры эквивалентного двухполюсника
Искомый ток рассчитываем по формуле
Слайд 36Пример расчета методом ЭГ
Мост Уитстона, используется для измерения сопротивлений. Для ограничения
Слайд 37Разомкнем диагональную ветвь, а оставшуюся цепь представим эквивалентным двухполюсником.
Пример расчета
Слайд 39 Входное сопротивление двухполюсника найдем, исключив из схемы источник напряжения:
Пример расчета методом
Слайд 41Характеристики эквивалентного двухполюсника
Рассмотрим двухполюсник, образованный последовательным соединением источника напряжения и
Слайд 42Характеристики эквивалентного двухполюсника
Ток в цепи
Напряжение на зажимах двухполюсника
Мощность, отдаваемая двухполюсником
Слайд 43
Режим короткого замыкания
В режиме к. з. Pн=0 .
Режим холостого хода:
напряжение на
а ток I = 0
Характеристики эквивалентного двухполюсника
В режиме хх Pн=0 .
Слайд 44
Двухполюсник отдает в нагрузку максимальную мощность при
Этот режим называют режимом согласованной нагрузки.
Характеристики эквивалентного двухполюсника
Слайд 45Операционные усилители
Операционный усилитель (ОУ) – усилитель, имеющий большой коэффициент усиления, высокое
Типичные параметры интегрального ОУ:
,
В линейном режиме коэффициент усиления напряжения ОУ
KU = 104–106.
Слайд 46Операционные усилители
Условное обозначение ОУ
Неинвертирующий вход обозначен знаком «+»
Инвертирующий
Слайд 47Операционные усилители
Передаточная характеристика ОУ – зависимость выходного напряжения ОУ от входного
График передаточной характеристики
Слайд 48Анализ цепей с ОУ
Правила анализа электронных цепей с ОУ, работающими
1. Входные токи ОУ равны нулю:
2. Напряжение на входе ОУ равно нулю:
(правило виртуального короткого замыкания).
Правило виртуального короткого замыкания справедливо только в том случае, если ОУ охвачен отрицательной обратной связью и его выходное напряжение меньше напряжения насыщения.
Слайд 49Анализ цепей с ОУ
Пример 1. Рассчитать выходное напряжение в схеме,
Слайд 50Анализ цепей с ОУ
Запишем уравнение по первому закону Кирхгофа для
Уравнение по второму закону Кирхгофа для контура, включающего источник E, резистор R1 и вход ОУ:
Для контура, включающего вход ОУ, резистор R2 и выход схемы, имеем
Слайд 51Анализ цепей с ОУ
Пример 2. Неинвертирующий усилитель напряжения
Уравнение по
Слайд 52Анализ цепей с ОУ
Уравнение по второму закону Кирхгофа для контура,
Для контура, включающего резисторы R1, R2 и выход схемы, имеем
Решая эту систему уравнений и учитывая, что
получаем
Слайд 53ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Индуктивный и емкостный элементы
В индуктивном элементе
Условное графическое обозначение индуктивного элемента
Слайд 55Индуктивный и емкостный элементы
Емкостный элемент
В идеальном емкостном элементе происходит запасание электрической
Слайд 56Законы коммутации и начальные условия
Законы коммутации
В начальный момент после коммутации токи
Слайд 57 Значения тока индуктивного и напряжения емкостного элементов в момент коммутации называют
Именно эти токи и напряжения, а также независимые источники, определяют режим цепи в первый момент после коммутации.
Переходные процессы в
электрических цепях
Слайд 58 Если в момент коммутации токи всех индуктивных и напряжения всех емкостных
Переходные процессы в
электрических цепях
Слайд 60Переходные процессы в RC-цепях первого порядка
Определим сначала закон изменения напряжения
Зная , мы можем представить емкостный элемент источником напряжения и рассчитать токи и напряжения в резистивной цепи.
Чтобы упростить расчет, заменим резистивную подсхему эквивалентным двухполюсником
Слайд 61 Выполняя подстановку и решая
полученное уравнение относительно
Переходные процессы в RC-цепях первого порядка
- постоянная времени.
(1)
(2)
В соответствии со вторым законом Кирхгофа:
Слайд 62Первое слагаемое в (3) - свободная составляющая
Второе слагаемое в (3) -
Переходные процессы в RC-цепях первого порядка
(3)
Слайд 64Случай 2.
Переходные процессы в RC-цепях первого порядка
Решение:
Поскольку
Запишем уравнение
Слайд 65Порядок расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка
Считаем, что переходный процесс
1. Анализируем цепь в момент, предшествующий коммутации (при t = 0-), и определяем напряжение емкостного элемента UC (0).
2. Заменяем емкостный элемент источником напряжения E = UC (0) (рис. а). Анализируя полученную резистивную схему замещения, находим начальные
значения искомых токов и напряжений
Слайд 66 3. Рассчитываем установившиеся значения искомых токов и напряжений, анализируя цепь в
Порядок расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка
Слайд 67 4. Определяем входное сопротивление резистивной цепи со стороны зажимов, к которым
5. Решение записываем в виде
Важно! Все переходные токи и напряжения имеют одинаковую постоянную времени.
Порядок расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка.
Слайд 68 Пример. Ключ в цепи на рис. 1 замыкается. Рассчитать ток после
Пример расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка.
Слайд 69 Решение.
1. Определим независимые начальные условия. Для этого рассчитаем режим в
А,
В.
Пример расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка.
Слайд 70Начальное значение тока i1 при t = 0+.
Пример расчета переходных
А.
Слайд 71Определим установившееся значение искомого тока.
Схема замещения,
соответствующая
Установившемуся
режиму
Установившееся значение тока
Пример
Слайд 72 Определим входное сопротивление схемы относительно зажимов, к которым подключен емкостный элемент.
Пример расчета переходных процессов в RC-цепях первого порядка.
Постоянная времени цепи
Закон изменения тока
Слайд 74 Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
В цепи, показанной на рисунке,
происходит коммутация
Необходимо определить закон изменения тока
Слайд 75 Представим резистивный двухполюсник эквивалентной схемой Нортона
Переходные процессы в RL-цепях
Параметры эквивалентного резистивного двухполюсника
Слайд 76 Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
Уравнение по первому закону Кирхгофа:
Учитывая,
(1)
Слайд 77Решение уравнения (2) можно представить в следующем виде:
Переходные процессы в
(2)
называют постоянной времени.
Слайд 78 Порядок расчета переходных процессов в RL-цепях первого порядка.
Переходный процесс вызван
1. Анализируем цепь в момент, предшествующий коммутации (при t = 0-), и определяем ток индуктивного элемента iL(0).
2. Заменяем индуктивный элемент источником тока iL(0). Анализируя полученную схему замещения, определим начальные значения искомых напряжений или токов .
Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
Слайд 79
Переходные процессы в RL-цепях первого порядка
3. Замыкаем накоротко зажимы, к
4. Определяем входное сопротивление резистивной цепи со стороны зажимов, к которым подключен индуктивный элемент. Рассчитываем постоянную времени цепи по формуле или .
5. Записываем решение в виде
Слайд 80Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Интегрирующие и дифференцирующие цепи находят широкое применение в
Интегрирующими называют цепи, напряжение на выходе которых пропорционально интегралу входного напряжения.
Простейшая
интегрирующая
цепь
Слайд 81Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Выходное напряжение
Ток в цепи
При выполнении условия
большого значения постоянной времени
Слайд 82Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Выходное напряжение
Инвертирующий интегратор на операционном усилителе
Слайд 83Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Пример. Анализ демпфированного интегратора.
Рассчитать напряжение на выходе
Слайд 84Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Схема замещения для момента времени
Решение. Поскольку сначала
Слайд 85Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Поскольку
Из уравнения по второму закону Кирхгофа для
контура, включающего вход ОУ, емкостный элемент и
выход схемы:
Слайд 86Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Эквивалентная схема для момента времени
Рассматриваемая схема представляет
Слайд 87Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Входное сопротивление резистивной части цепи
относительно зажимов, к
элемент найдем как отношение напряжения холостого
хода к току короткого замыкания:
Слайд 89Интегрирующие и дифференцирующие цепи
Ток короткого замыкания
Таким образом,
Постоянная времени цепи
Итак, напряжение на выходе интегратора
изменяется по закону
Слайд 91 Синусоидальные электрические величины
– амплитудное значение.
Аргумент
Мгновенное значение синусоидальной функции времени:
ω – угловая частота:
Слайд 92 Синусоидальные электрические величины
О величине переменного тока судят по его среднему
Среднее значение периодической функции времени определяют по формуле:
Слайд 93 Синусоидальные электрические величины
Среднее значение синусоидальной функции за период равно нулю.
Среднее значение синусоидального тока за половину периода
Слайд 94 Синусоидальные электрические величины
Действующее значение синусоидального тока:
Действующее значение переменного тока определяется
Слайд 95 Синусоидальные электрические величины
За один период переменного тока в резисторе сопротивлением
Действующее значение синусоидального тока равно такому постоянному току, при котором в резисторе за период выделяется такое же количество тепла, что и при переменном.
Слайд 96Резистивный элемент на синусоидальном токе
Пусть ток резистивного элемента изменяется синусоидально
В соответствии
Напряжение резистивного элемента изменяется синусоидально, причем начальные фазы напряжения и тока одинаковы.
Ток и напряжение резистивного элемента совпадают по фазе.
Слайд 97Резистивный элемент на синусоидальном токе
Мгновенная мощность, поглощаемая резистивным элементом, равна:
Мгновенная мощность
Слайд 99Индуктивный элемент на синусоидальном токе
Если ток индуктивного элемента изменяется синусоидально
то напряжение
Ток индуктивного элемента отстает по фазе от приложенного напряжения на угол или на четверть периода.
.
Слайд 100Индуктивный элемент на синусоидальном токе
Амплитуда напряжения индуктивного элемента
Величину , имеющую
.
Слайд 101Индуктивный элемент на синусоидальном токе
Мгновенная мощность индуктивного элемента
Энергия, запасаемая в магнитном
.
Активная мощность индуктивного элемента равна нулю:
Слайд 102Емкостный элемент на синусоидальном токе
Если напряжение емкостного элемента – синусоидальная функция
Ток емкостного элемента опережает
напряжение на угол или на четверть периода.
то ток
Слайд 103Емкостный элемент на синусоидальном токе
Амплитуда тока емкостного элемента
Емкостное сопротивление обратно пропорционально
Величина
– емкостная проводимость.
Величина, обратная емкостной проводимости, – емкостное сопротивление:
Слайд 104Емкостный элемент на синусоидальном токе
Мгновенная мощность емкостного элемента
Активная мощность емкостного элемента
Энергия, запасаемая в электрическом поле емкостного элемента в первую четверть периода, во вторую четверть периода возвращается во внешнюю цепь.
Слайд 105Резонанс и его значение в радиоэлектронике
При резонансе приложенное напряжение и входной
Резонанс – такой режим цепи синусоидального тока, содержащей индуктивные и емкостные элементы, при котором реактивное сопротивление и проводимость равны нулю.
Слайд 106Резонанс напряжений
Простейшей цепью, в которой наблюдается резонанс напряжений, является последовательный колебательный
Резонанс напряжений наблюдается в цепях с последовательным соединением ветвей, содержащих L и C элементы.
Слайд 107Резонанс напряжений
Резонанс напряжений наступает, когда реактивное сопротивление обращается в нуль, т.
Комплексное сопротивление последовательного колебательного контура
Это происходит при резонансной частоте
Слайд 112Резонанс напряжений
Величину называют добротностью колебательного контура. Добротность равна отношению
Слайд 114Резонанс токов
Простейшей цепью, в которой может наблюдаться резонанс токов, является параллельный
Комплексная проводимость контура
Слайд 115Резонанс токов
Резонанс токов наступает, когда реактивная проводимость обращается в нуль:
На резонансной
Резонансная частота
Слайд 116Резонанс токов
Полное сопротивление параллельного колебательного контура на частоте резонанса максимально
Слайд 117Резонанс токов
Следовательно, при резонансе токов ток неразветвленной части цепи имеет наименьшее
При резонансе токи емкостного и индуктивного элементов
Слайд 118Резонанс токов
Величину называют добротностью
параллельного колебательного контура. Как и
Добротность параллельного колебательного контура тем больше, чем больше сопротивление резистора R, включенного параллельно индуктивному и емкостному элементам.
Слайд 120Ряд Фурье в тригонометрической форме
Коэффициенты an и bn вычисляются по формулам
–
значению функции f(t) за период:
Слайд 121Случаи симметрии
Случай 1. Четная функция:
Разложение в ряд Фурье четной функции
только косинусы:
Коэффициенты при синусных составляющих
Слайд 122Случаи симметрии
Случай 2. Нечетная функция:
Разложение в ряд Фурье нечетной функции
Слайд 123Случаи симметрии
Случай 3. Функция f(t) симметрична относительно оси абсцисс при совмещении
Четные гармоники, а также составляющая равны нулю, т. е.
Слайд 124Случаи симметрии
Пример – последовательность прямоугольных импульсов. Разложение в ряд Фурье такой
U – амплитуда прямоугольных импульсов.
Слайд 126Комплексная форма ряда Фурье
Ряд Фурье примет вид:
Коэффициент an – четная, а
Поэтому элемент -jbn можно рассматривать как слагаемое с отрицательным индексом.
,
Слайд 127Комплексная форма ряда Фурье
Изменив нижний предел суммирования на
– комплексный коэффициент ряда Фурье.
В показательной форме:
,
Слайд 128Комплексный частотный спектр
Амплитуды гармоник образуют амплитудный спектр.
Совокупность комплексных
Начальные фазы образуют фазовый спектр.
Слайд 129Комплексный частотный спектр
Используя равенства
Комплексная амплитуда n-й гармоники
получим, что комплексный коэффициент
Слайд 130
Электрические свойства полупроводников
Полупроводниками называют вещества, удельная проводимость которых имеет промежуточное значение
В отличие от металлов в полупроводниках носители заряда возникают при повышении температуры или поглощении энергии от другого источника.
Кроме того, в полупроводниках электропроводность осуществляется двумя различными видами движения электронов. Проводимость полупроводников можно менять в широких пределах, добавляя ничтожно малые количества примесей.
Слайд 131
Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния
Атомы кремния способны объединять свои валентные
Слайд 132
Электрические свойства полупроводников
При освобождении электрона в кристаллической решетке появляется незаполненная межатомная
Возникновение дырок в кристалле полупроводника создает дополнительную возможность для переноса заряда. Дырка может быть заполнена электроном, перешедшим под действием тепловых колебаний от соседнего атома.
Последовательное заполнение свободной связи электронами эквивалентно движению дырки в направлении, противоположном движению электронов, что равносильно перемещению положительного заряда.
Слайд 133
Электрические свойства полупроводников
Таким образом, в полупроводнике имеются два типа носителей заряда
Для увеличения проводимости чистых полупроводниковых материалов применяют легирование – добавление небольших количеств посторонних элементов, называемых примесями.
Используются два типа примесей. Примеси первого типа – пятивалентные – состоят из атомов с пятью валентными электронами. Примеси второго типа – трехвалентные – состоят из атомов с тремя валентными электронами.
Слайд 134
Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния, легированного пятивалентным материалом (фосфором)
Слайд 135
Электрические свойства полупроводников
Атом фосфора называют донором, поскольку он отдает свой лишний
Электроны в таком полупроводнике являются основными носителями, а дырки – неосновными носителями. Основные носители имеют отрицательный заряд, поэтому такой материал называется полупроводником n-типа.
В качестве донорных примесей для германия и кремния используют фосфор, мышьяк, сурьму.
Слайд 136
Электрические свойства полупроводников
Когда полупроводниковый материал легирован трехвалентными атомами, например атомами индия
Структура кристалла кремния, легированного трехвалентным материалом
Слайд 137
Электрические свойства полупроводников
Так как дырки легко принимают электроны, то атомы, которые
Дырки являются основными носителями, а электроны – неосновными. Поскольку основные носители имеют положительный заряд, материал называется полупроводником р-типа.
В качестве акцепторных примесей в германии и кремнии используют бор, алюминий, галлий, индий.
Слайд 138
Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости называется р–n-переходом.
Поскольку концентрация электронов в n-области значительно больше их концентрации в p-области, происходит диффузия электронов из n-области в p-область. В n-области остаются неподвижные положительно заряженные ионы доноров.
Одновременно происходит диффузия дырок из p-области в n-область. За счет этого приграничная р-область приобретает отрицательный заряд, обусловленный отрицательно заряженными ионами акцепторов.
Слайд 139
Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Прилегающие к р–n-переходу области образуют слой объемного заряда, обедненный
