Соединение треугольник — треугольник дает возможность не прерывать работы линии при порче одной из фаз, если трансформирование происходитc помощью трех однофазных или одного броневого трехфазного трансформатора, В этих случаях просто отключают пострадавший трансформатор или пострадавшую обмотку, не отключая двух других от линии.
Соединение звезда — звезда. Присоединении первичных и вторичных обмоток звездою ток в обмотках равен линейному току; напряжение же каждой фазы в раз меньше линейного напряжения. Последнее обстоятельство имеет следствием то, что изоляция обмоток может быть взята с учетом только лишь фазного напряжения, а число витков фазы может быть взято в раз меньше, чем это требовалось бы при соединении треугольником. Таким образом трансформатор с соединением обмоток звезда — звезда является наиболее дешевым. В эксплуатационном же отношении трансформатор с соединением звезда—звезда имеет существенные недостатки. Одним из недостатков его является необеспеченность в отношении симметрии напряжений при несимметричной нагрузке. Если первичная обмотка имеет нейтральный провод, соединенный с генератором, то нагрузка одной фазы почти не вызывает нарушений симметрии трансформатора.
Трансформатор с обмотками, соединенными в треугольник — звезда или звезда — треугольник мало чувствителен к несимметричным нагрузкам. Если бы при первичной обмотке, соединенной треугольником, и вторичной обмотке, соединенной звездою с нейтральным проводом, имелась односторонняя нагрузка, то токи проходили бы только через соединенные обмотки одного стержнях.
Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:
(1) (2)
1. при соединении источника звездой 2. при соединении источника треугольником
61. Автотрансформатор, устройство, принцип действия.
Автотрансформатор-Это такая электрическая машина, где 2 смежные обмотки обязательно имеют между собой электрическую связь, они наматываются на одном шихтованном стальном стержне всплошную, но в промежутке между входным клеммником высшего напряжения (ВН) по конструкции делается фазный выход среднего напряжения (СН). В состав обмотки ВН входит последовательная обмотка и общая обмотка, она же обмотка СН.
Поток мощности передается между обмотками комбинированным способом: через стержень путем электромагнитной индукции и через электрическое соединение обмоток. При одинаковой мощности на ВН и СН сторонах, ток на обмотке СН значительно больше из-за суммирования его электрической и магнитной составляющих, потому контроль нагрузки и нагрева автотрансформатора выполняется на ней, то есть на общей обмотке.
62.Электропривод, устройство и составляющие электромеханической схемы
Электрическим приводом называется электро-механическая сис-ма, предназначенная для приведения в движение рабочих органов машин, целенаправленного управления этими процессами и состоящая из передаточного, электродвигательного, преобразовательного и управляющего устройств.
В эл. приводах применяют три вида двигателей:
-асинхронныек.з. роторами
-синхронные двигатели, когда требуется постоянная скорость работы эл. привода
-двигатели постоянного тока- там где требуется изменение скорости вращения используемого органа привода
63.Продолжительный режим работы эл. привода, осн. фактор, ограничивающий продолжительность работы эл. привода.
Под продолжительным режимом понимают работу электропривода такой продолжительности, при котором температура всех устройств, входящих в состав электропривода, достигает установившегося значения.
На рис. показаны циклограммы нагрузки продолжительного режима:
а - при постоянной нагрузке (насосы, компрессоры), б - при изменяющейся нагрузке.
64. Кратковременный режим работы эл. привода, его назначение.
Кратковременный режим работы электропривода характеризуется такой длительностью, при которой температура всех устройств, входящих в состав электропривода, не достигает установившегося значения во время работы и снижается до температуры окружающей среды во время паузы.
В таком режиме работает электропривод разводных мостов, затворов шлюзов и т.д.
65.Повторно-кратковременный режим работы эл. привода, отношение продолжительности рабочего времени ко всему периоду работы.
Это режим работы электропривода, при котором периоды работы имеют такую длительность, т.е. чередуются с паузами такой длительности, что температура всех устройств, входящих в состав электропривода, не достигает установившегося значения ни во время каждого периода работы, ни во время каждой паузы. В этом режиме работают многие механизмы подъемно-транспортных устройств, прессы, штамповочные машины и т.д. Продолжительность цикла не более 10 мин. Условия работы двигателя в повторно-кратковременном режиме зависят от соотношения времени работы двигателя tp и времени паузы to. Для циклограммы нагрузки этого режима введено понятие продолжительности включения (ПВ), под которой понимается отношение времени работы двигателя ко времени цикла (%):
ПВ = tp 100 / (tp + to).
Стандартные значения ПВ составляют 15, 25, 40 и 60%.
66.Мгновенная и кратковременная перегрузочная мощность двигателя, коэффициент перегрузки по моменту.
Мгновенная перегрузочная мощность – это наибольшая мощность, которую двигатель может отдать на валу в течение короткого промежутка времени без каких-либо повреждений. Перегрузочная мощность определяется механическими или электрическими свойствами двигателя и характеризуется коэффициентом перегрузки по моменту (например кратностью максимального момента у асинхронного двигателя).
Кратковременную перегрузочную мощность-это мощность, которую двигатель может отдавать в течение определенного ограниченного промежутка времени, после чего двигатель должен быть выключен до тех пор, пока не успеет охладиться до температуры окружающей среды.
Её двигатель может развивать при определенной продолжительности включения (ПВ), не перегреваясь свыше допустимых для его изоляции температур. На щитке таких двигателей указываются кратковременная мощность и время, в течение которого она допустима.
67. Электроснабжение в строительстве: схемы подачи электроэнергии, подвижные электростанции.
Бывают трех видов:
-радиальные
-магистральные
-смешанные(с односторонним и двусторонним питанием)
При радиальной схеме питания эл. энергия от отдельного узла поступает к одному достаточно мощному потребителю или к группе электротокоприемников.
Радиальные схемы выполняются одноступенчато, а в большинстве двух и трехступенчато, тогда последние ступени имеют свои распределительные пункты.
Магистральные схемы питания – множество приемников подкл. к любой точке магистрали. В магистральной схеме обычно бывает одна технологическая линия подачи напряжения.
68.Электрические приводы в строительных механизмах
Приводом называют энергосиловое устройство, приводящее в движение машину. Привод состоит из источника энергии (силовой установки), передаточного устройства (трансмиссии) и системы управления для приведения в действие механизмов машины, а также для их отключения.
В приводах строительных машин применяют электродвигатели переменного и постоянного тока.
Асинхронные электродвигатели переменного тока, короткозам-кнутые и с фазным ротором, называют также двигателями с контактными кольцами. Они обычно питаются от электросети напряжением 220 и 380 В с нормальной частотой 50 Гц. Эти двигатели конструктивно просты, дешевы, надежны и удобны в эксплуатации. Их недостатком является высокая чувствительность к колебаниям напряжения в питающей сети.
Электродвигатели постоянного тока обеспечивают большую плавность пуска и торможения механизмов по сравнению с двигателями переменного тока
Часто в приводах ручных машин используют однофазные коллекторные электродвигатели с высокой удельной мощностью на единицу массы и мягкой механической характеристикой. Коллекторные двигатели мало чувствительны к колебаниям напряжения в питающей сети, устойчиво работают в режиме частых пусков, могут включаться в сеть без преобразователей. К их недостаткам можно отнести: высокую стоимость и необходимость их обслуживания специалистами высокой квалификации.
69.Магнитные пускатели, составляющие его элементы, пуск, остановка и реверсирование двигателя.
Магнитные пускатели предназначены, главным образом, для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а именно:
- для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя (нереверсивные пускатели),
- для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). Кроме этого, пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.
Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.
Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.
Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя (под навесом).
Устройство магнитного пускателя
Магнитные пускатели имеют магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника и заключенную в пластмассовый корпус. На сердечнике помещена втягивающая катушка. По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами.
Принцип работы пускателя прост: при подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, нормально-открытые контакты замыкаются, нормально-закрытые размыкаются. При отключении пускателя происходит обратная картина: под действием возвратных пружин подвижные части возвращаются в исходное положение, при этом главные контакты и нормально-открытые блокконтакты размыкаются, нормально-закрытые блокконтакты замыкаются.
Реверсивные магнитные пускатели представляют собой два обычных пускателя, укрепленных на общей основании (панели) и имеющем электрические соединения, обеспечивающие электрическую блокировку через нормально-замкнутые блокировочные контакты обоих пускателей, которая предотвращает включение одного магнитного пускателя при включенном другом.
Магнитные пускатели защищенного и пылебрызгонепроницаемого исполнений имеют оболочку. Оболочка пускателя пылебрызгонепроницаемого исполнения имеет специальные резиновые уплотнения для предотвращения попадания внутрь пускателя пыли и водяных брызг. Входные отверстия в оболочку закрыты специальными пробами с применением уплотнений.
Ряд магнитных пускателей комплектуется тепловыми реле, которые осуществляют тепловую защиту электродвигателя оперегрузок недопустимой продолжительности. Регулировка тока уставки реле - плавная и производится регулятором уставки путем поворота его отверткой. Здесь смотрите про устройство тепловых реле. В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-краковременном режиме работы следует применять магнитные пускатели без теплового реле. От коротких замыканий тепловые реле не защищают.
70.Контакторы. Устройство, назначение катушки магнитного дутья, включение в работу контактора.
Контактором называется электрический аппарат с самовозвратом для многократного дистанционного включения и отключения силовой электрической нагрузки переменного и постоянного токов, а также редких отключений токов перегрузки. Ток перегрузки составляет 7-10 кратное значение по отношению к номинальному току.
Контакторы бывают трех видов: постоянного тока, контакторы переменного тока и контакторы постоянно-переменного тока. Контакторы переменного тока применяются для управления асинхронными трехфазными двигателями с короткозамкнутым ротором, для выведения пусковых резисторов, включения трехфазных трансформаторов, нагревательных устройств, тормозных электромагнитов и других электротехнических устройств. Контакторы постоянного тока применяются для включения и отключения приемников электрической энергии в цепях постоянного тока; в электромагнитных приводах высоковольтных выключателей; в устройствах автоматического повторного включения.
Принцип работы контактора: на катушку управления подается напряжение, якорь притягивается к сердечнику и контактная группа замыкается или размыкается в зависимости от исходного состояния каждого из контактов. При отключении происходят обратные действия. Дугогасительная система контактора обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов.
1. 2.
На рис. 1 представлена конструкция контактора постоянного тока
1 — вал; 2 — металлическая изолированная рейка; 3 — подшипники; 4 и 5 — подвижный и неподвижный контакты; 6 — контактная пружина; 7 — катушка магнитного дутья (МД); 8 — сердечник системы МД; 9 — дугогасительная камера; 10 — полосы системы МД; 11 — гибкая медная связь; 12 — узел вспомогательных контактов; 13 — электромагнит; 14 — изоляционный слой на металлическом валу; / — коммутируемый ток
Катушка магнитного дутья — катушка контактора, создающая магнитное поле для перемещения дуги в дугогасительной камере.
71.Контроллеры, устройство, назначение.
Контроллером называется многоступенчатый, многоцепной аппарат с ручным управлением, предназначенный для изменения схемы главной цепи двигателя или цепи возбуждения. Кроме того, контроллеры также применяются для изменения сопротивлений, включенных в эти цепи. По своему конструктивному исполнению контроллеры делятся на барабанные, кулачковые и плоские.
Силовые контроллеры являются комплектными устройствами для обеспечения включения цепей обмоток электродвигателей по заранее заданной программе, заложенной в конструкции контроллера. Простота конструкции, безотказность в работе и малые габариты — основные преимущества силовых контроллеров.
72. Тепловая защита электродвигателя, назначение, условия работы.
Тепловые реле стоят на всех электродвигателях при достижении температуры 70,72град. на участке где они установлены,реле через электрическую схему управления двигателя,отключает электроэнергию. Причем всегда устанавливается последовательно 2 реле.
При нагреве двигателя свыше 70 градусов срабатывает тепловое реле. Разрывая цепь управления. В цепи управления стоят 2 последовательно установленных реле.
73. Автоматические выключатели напряжения- реле напряжения, назначении, принцип работы.
Сущ-ет 2 вида аппаратуры управления: механическая и автоматическая.
К механическим относят: рубильники, выключатели.
К автоматическим относят пакетники которые имеют 2-ое действие. Включаются они вручную, а выключаться могут автоматически, по причине повышения силы тока выше номинальной, кот проходит через обмотку реле выключателя.
Реле при падении напряжения срабатывает реле напряжения min (Ин=220В Ираб=170В –отключение)
При повышении напряжения цепи выше номинального,срабатывает реле max напряжения (Ин=220В Ираб=270 –срабатывание)
74.Автоматические выключатели тока- реле тока, назначение, принцип работы.
Токовое реле устанавливают для защиты двигателя и электрической цепи от тока кот ниже номинального. И номинальное 10Ам и рабочее 7Ам-отключение.
При возрастании цепи тока срабатывает реле max тока (Ином=10Ам Ираб=15Ам)
76. Трансформаторная подстанция на строительной площадке.
Трансформаторную подстанцию(ТП) следует располагать в центре строй-площадки, однако это не всегда получается и тогда выбирают место для расположения, чтобы подстанцию охватило большее количество электроэнергии.
ТП:
-трансформаторы
-аппаратура коммуникации
-аппаратура защиты
-аппаратура контроля
-аппаратура учета электроэнергии.
77. Реле напряжения, назначение
Назначение:
Реле напряжения предназначены для непрерывного контроля величины напряжения в сети переменного тока и защиты электроустановок, электроприборов и т.п. от перепадов напряжения.
Принцип работы:
Реле контролирует величину напряжения в сети и при выходе его за установленные пределы отключает защищаемое оборудование от сети электропитания. Верхний и нижний пределы напряжения устанавливаются потенциометром на передней панели.
Применение:
Для защиты чувствительного к перепадам напряжения оборудования и приборов.
78.Назначение и классификация контрольно-измерительных приборов.
Контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.
По роду измеряемой величины различают приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.
По способу получения информации приборы подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компари-рующие, регулирующие.
Показывающие приборы дают возможность наблюдателю получать значение измеряемой величины в момент измерения на отсчетном устройстве (шкале с цифровым указателем, пере с диаграммой). Значительное распространение получили шкаловые отсчетные устройства, основными элементами которых являются шкала и указатель. На шкалу наносятся вдоль прямой линии или по дуге окружности отметки с цифрами, соответствующими значениям измеряемой величины. Отметка наименьшего значения величины является началом шкалы, наибольшего - концом шкалы. Разность между началом и концом называется диапазоном шкалы. Расстояние между двумя отметками называется делением шкалы, а значение одного деления - ценой. Шкалы, у которых длина и цена деления не изменяются на всем диапазоне, называются равномерными, а шкалы с различными длиной и ценой делений - неравномерными.
Шкалы делятся на одно- и двусторонние. В первых нулевая отметка совпадает с началом или концом шкалы, во вторых отметки расположены по обе стороны от нуля.
Наряду со шкаловыми отсчетными устройствами применяются цифровые отсчетные устройства, позволяющие получать результат измерений в виде числового значения измеряемой величины. Они значительно снижают количество грубых ошибок при считывании и ускоряют отсчет показаний приборов.
Показывающие приборы составляют наиболее многочисленную группу приборов, получивших широкое распространение в технологических измерениях параметров процессов пищевых производств.
Регистрирующие приборы служат для автоматической записи результатов измерения на специальной бумажной ленте или диске (диаграммах). Запись на диаграмме производится пером в виде непрерывной линии или периодически печатающим механизмом и показывает изменение контролируемой величины во времени. По записи показаний можно провести последующий анализ результатов измерений за некоторый промежуток времени. Они позволяют контролировать работу персонала, управляющего технологическими процессами, помогают производить настройку регуляторов.
Регистрирующие приборы имеют особо важное значение для таких измерений, где необходимо знать изменение контролируемого параметра в течение всего процесса, например температуру теплоносителя при дистилляции.
Сигнализирующие приборы имеют специальные устройства для включения звуковой или световой сигнализации, когда измеряемая величина достигает значения, вызывающего нарушение заданных технологических параметров.
Суммирующие приборы показывают суммарное значение величины за весь промежуток времени. В этих приборах счетчики встраиваются в один корпус с показывающим или самопишущим прибором и имеют с ним одну общую измерительную систему.
Компарирующие приборы служат для сравнения измеряемой величины с соответствующими мерами. Примером могут служить рычажные весы с гирями.
Регулирующие приборы снабжены устройствами для автоматического регулирования по значениям измеряемой величины.
По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые и эталонные.
Рабочие приборы подразделяются на технические и лабораторные. Первые предназначены для практических целей измерения, при этом определенная их точность гарантируется заводом-изготовителем. Поправки в их показания обычно не вносятся. Лабораторные отличаются большей точностью, так как в них учитываются ошибки измерения. Они более совершенны по конструкции. Лабораторные приборы используются для поверки технических приборов и контроля продукции.
Образцовые приборы служат для поверки рабочих приборов.
Эталонные приборы предназначены для воспроизведения единицы измерения с наивысшей достижимой точностью.
По расположению различают приборы местные и дистанционные.
Местные приборы устанавливаются непосредственно на объекте или вблизи него (например, стеклянные термометры, ареометры).
Дистанционные приборы служат для передачи измеряемого параметра на расстояние. Они состоят из первичного и вторичного приборов.
79.Измерение электрических величин. Измерения производятся с помощью различных средств - измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения. В электрических измерениях используются основные единицы системы СИ: вольт (В), ом (Ом), фарада (Ф), генри (Г), ампер (А) и секунда (с).
80. Ошибки измерения электрических величин.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ, измерение электрических величин, таких, как напряжение, сопротивление, сила тока, мощность. Измерения производятся с помощью различных средств – измерительных приборов, схем и специальных устройств. Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения. В электрических измерениях используются основные единицы системы СИ: вольт (В), ом (Ом), фарада (Ф), генри (Г), ампер (А) и секунда (с).
Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.
Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. (Это отклонение принято называть ошибкой измерения.
В технике применяют приборы для измерения лишь с определённой заранее заданной точностью — основной погрешностью, допускаемой в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.
Если прибор работает в условиях, отличных от нормальных, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной, установочная, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения, и т. п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20 °C, за нормальное атмосферное давление 101,325 кПа.
81. Электронная проводимость полупроводниковых материалов, полупроводники n-типа и p-типа.
Полупроводни́к — материал, который по своей удельной проводимости (т.е. способности проводить электрический ток) занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.
В полупроводниковых кристаллах атомы устанавливают ковалентные связи (то есть, один электрон в кристалле кремния, как и алмаза, связан двумя атомами), электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома (1,76·10−19 Дж против 11,2·10−19 Дж, чем и характеризуется отличие между полупроводниками и диэлектриками). Эта энергия появляется в них при повышении температуры (например, при комнатной температуре уровень энергии теплового движения атомов равняется 0,4·10−19 Дж), и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. С ростом температуры число свободных электронов и дырок увеличивается, поэтому в полупроводнике, не содержащем примесей, удельное сопротивление уменьшается. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1,5—2 эВ. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется у собственных (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.
Собственная проводимость
Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».
Примесная проводимость
Для создания полупроводниковых приборов часто используют кристаллы с примесной проводимостью. Такие кристаллы изготавливаются с помощью внесения примесей с атомами трехвалентного или пятивалентного химического элемента.
Электронные полупроводники (n-типа)
Полупроводник n-типа
Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях, и он переходит на дальнюю электронную оболочку. Там для отрыва электрона от атома нужно меньшее количество энергии. Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.
Полупроводник p-типа
Термин «p-тип» происходит от слова «positive», обозначающего положительный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому он захватывает валентный электрон из ковалентной связи между соседними атомами кремния и становится отрицательно заряженным ионом, вследствие чего образуется дырка. Примеси, которые добавляют в этом случае, называются акцепторными.
82. Диоды, назначение, устройство, параметры.
Дио́д — двухэлектродный электронный прибор, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключаемый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключаемый к отрицательному полюсу — катодом.
В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:
-выпрямительные,
-универсальные,
-импульсные,
-сверхвысокочастотные,
-стабилитроны,
-варикапы,
-туннельные,
-обращенные,
-фотодиоды,
-светоизлучающие диоды,
-генераторы шума,
-магнитодиоды.
Основные характеристики и параметры диодов
-Вольт-амперная характеристика
-Постоянный обратный ток диода
-Постоянное обратное напряжение диода
-Постоянный прямой ток диода
-Диапазон частот диода
-Дифференциальное сопротивление
-Ёмкость
-Пробивное напряжение
-Максимально допустимая мощность
-Максимально допустимый постоянный прямой ток диода.
83. Транзисторы, назначение, принцип работы, применение.
Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Различают два вида транзисторов: биполярные и полевые.
Независимо от внутренней структуры транзистора его пластинку исходного полупроводника называют базой (Б), противоположную ей по электропроводимости область меньшего объема — эмиттером (Э), а другую такую же область большего объема — коллектором (К). Эти три электрода образуют два p-n перехода: между базой и коллектором — коллекторный, а между базой и эмиттером — эмиттерный. Каждый из них по своим электрическим свойствам аналогичен p-n переходам полупроводниковых диодов и открывается при таких же прямых напряжениях на них.
Ток в цепи эмиттер-коллектор возникнет, если концентрация неосновных носителей заряда гораздо меньше концентрации основных. В этом случае ток неосновных носителей настолько мал, что его можно не учитывать. Однако ток коллекторного перехода ЭК можно резко увеличить, повысив концентрацию неосновных носителей в базе, если их туда инжектировать (впрыснуть) из эмиттера.
Для этого необходимо движение носителей зарядов через эмиттерный переход. Для начала инжекции зарядов нужно подключить положительный полюс к n-области базы (npn) и отрицательный - к p-области эмиттера.
При прохождении базы электроны могут рекомбинировать, в следствие чего создается ток "эмиттер-база". С этой целью толщина базы делается меньше длины дрейфа носителей заряда за время жизни. Таким образом большая часть инжектированных носителей успевает достичь перехода "коллектор-база" и втягивается электрическим полем в коллектор. Через транзистор начинает течь ток.
Если напряжение с пары база-эмиттер снимается, электроны перестают втягиваться в область между коллектором и эмиттером, проводящий канал разрушается и транзистор перестает пропускать ток - "выключается". Таким образом, транзистор может находиться в двух состояниях - "включено" и "выключено". Такое "двоичное" поведение транзистора используется при обработке информации в компьютере.
84. Транзисторы с общими: базой, эмиттером, коллектором, их схемы.
Схемы включения
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх
Схема включения с общей базой
Усилитель с общей базой.
Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.
Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой :
Малое усиление по току, так как α < 1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.
Схема включения с общим эмиттером
I=I
I=I
U=U
U=U
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк/(Iэ-Iк) = α/(1-α) = β [β>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб
Достоинства:
Большой коэффициент усиления по току
Большой коэффициент усиления по напряжению
Наибольшее усиление мощности
Можно обойтись одним источником питания
Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.
Недостатки:
Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
I=I
I=I
U=U
U=U
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/(Iэ-Iк) = 1/(1-α) = β [β>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uкэ)/Iб
Достоинства:
Большое входное сопротивление
Малое выходное сопротивление
Недостатки:
Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Схему с таким включением называют «эмиттерным повторителем»
85. Работа транзистора в режиме ключа.
Импульсные свойства транзисторов важны для работы в цифровых и импульсных устройствах.
При работе транзистора в импульсных схемах различают режимы малого и большого сигнала. При малом сигнале транзистор работает в активном режиме как усилитель. При большом сигнале переходит скачком из режима отсечки в режим насыщения и обратно, т.е. выполняет функции электрического ключа (ключевой режим).
Скорость перехода транзистора из режима отсечки в режим насыщения и обратно зависит от скорости накопления и рассасывания неравновесных зарядов в базе, т.е. заряда и разряда диффузной емкости эмиттерного перехода.
t2 - t1 - время задержки коллекторного тока (мало);
t3 - t1 - время установления;
t5 - t4 - время задержки выключения;
t8 - t4 - время рассасывания заряда;
t3 - t2 - длительность переднего фронта импульса коллекторного тока;
t8 - t2 - длительность заднего фронта импульса коллекторного тока.
Наилучшие параметры в режиме переключения имеют транзисторы, выполненные по планарной технологии.
Кроме того, широко используются сплавные и диффузионно-сплавные. Например транзистор 1Т308А имеет время включения 0,1...0,25 мкс, время выключения 1...1,3 мкс. Недостаток - низкое пробивное напряжение эмиттерного перехода.
86. Электрическая схема усилителя с общей базой, принцип работы.
Усилительный каскад с общей базой (ОБ) — одна из трёх типовых схем построения электронных усилителей на основе биполярного транзистора. Характеризуется отсутствием усиления по току (коэффициент передачи близок к единице, но меньше единицы), высоким коэффициентом усиления по напряжению и умеренным (по сравнению со схемой с общим эмиттером) коэффициентом усиления по мощности. Входной сигнал подаётся на эмиттер, а выходной снимается с коллектора. При этом входное сопротивление очень мало, а выходное — велико. Фазы входного и выходного сигнала совпадают.
Особенностью схемы с общей базой является минимальная среди трёх типовых схем усилителей «паразитная» обратная связь с выхода на вход через конструктивные элементы транзистора. Поэтому схема с общей базой наиболее часто используется для построения высокочастотных усилителей, особенно вблизи верхней границы рабочего диапазона частот транзистора. Достоинствами схемы являются стабильные температурные и частотные свойства, то есть параметры схемы(коэффициент усиления напряжения, тока и входное сопротивление) остаются неизменными при изменении температуры окружающей среды. Недостатками схемы являются малое входное сопротивление и отсутствие усиления по току.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов (для мощных - ещё меньше), так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.
Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой :
Малое усиление по току, так как α < 1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.
87. Электрическая схема усилителя с общим эмиттером , принцип работы.
При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако при такой схеме нелинейные искажения сигнала значительно больше. Кроме того, при данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания, или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.
88. Распределительные устройства электроэнергии на строительной площадке, назначение.
Распределительное Устройство для Строительных Площадок (РУСП) предназначено для безопасного распределения энергии и для подключения различных электроприемников. Область применения не ограничивается строительными площадками, данное устройство может применяться и в садовых товариществах, и в гаражных кооперативах, и во многих других ситуациях, где необходимо безопасное использование силового электрооборудования.
Особенности конструкции
Защита пользователей от поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям электроустановок, или вследствие повреждения изоляции на токоведущих проводниках. Защита от возгорания вследствие протекания токов утечки на землю в местах повреждения изоляции. Защита работающих электроаппаратов от перегрузки и короткого замыкания.
89. Закон полного тока для магнитной цепи.
Магнитная цепь (МЦ) – часть электротехнического устройства, предназначенного для создания в определенном месте пространства магнитного поля требуемой интенсивности и направленности. Магнитные цепи составляют основу практически всех электротехнических устройств и многих измерительных приборов.
закон устанавливает взаимосвязь между напряженностью магнитного поля и вызвавшим её током.
Формулировка закона:
Линейный интеграл от вектора напряженности по замкнутому контуру равен алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром – полному току (Iполн).
При определении полного тока в уравнение закона полного тока со знаком «+» следует включать токи, положительные направления которых связаны с произвольно выбранным направлением обхода правилом правоходового винта.
раз меньше линейного напряжения. Последнее обстоятельство имеет следствием то, что изоляция обмоток может быть взята с учетом только лишь фазного напряжения, а число витков фазы может быть взято в 
(2)
2.
