Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) ( 21 ) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (21)

Пример 133. Выразить аналитически участок ВАХ (рис. 13.16, а) в интервале между точками а и с.

Р е ш е н и е. Из рис. 13.16, а находим Uq= - к /?д„ф = 220 Ом. Следовательно, « - 45 + 220/.

Нелинейные резисторы в ряде случаев придают электрическим цепям свойства, принципиально недостижимые в линейных цепях, например с их помощью можно осуществить стабилизацию тока, стабилизацию напряжения, усиление постоянного напряжения и др.

§ 13.12. Стабилизатор тока. Стабилизатором тока называют устройство, которое способно поддерживать в нагрузке неизменный ток при изменении сопротивления нагрузки и напряжения на входе всей схемы.

Стабилизацию постоянного тока можно производить с помощью различных схем. Простейшей схемой стабилизатора тока является схема на рис. 13.19. В ней последовательно с нагрузкой включен бареттер Б. На рис. 13.20 приведена ВАХ бареттера.

Пример 134. Бареттер используют для стабилизации тока накала электронной лампы. Номинальный ток накала 0,3 А, напряжение 6 В. Определить, в каких пределах можно изменять напряжение U на входе схемы, чтобы ток нити накала лампы оставался неизменным и равным 0,3 А.

Решение. Сопротивление нити накала лампы = 6/0,3 = 20 Ом.

Проводим через точки аи b (рис. 13.20), ограничивающие участок бареттирова-ния, две прямые под углом a(tga с учетом масштабов по осям численно равен 20) к вертикали. По рис. 13.20 определяем, что напряжение U можно изменять в интервале 23 - 41 В.

Пример 135. В схему предыдущей задачи введено последовательное сопротивление R. Полагая напряжение на входе схемы неизменным и равным 41 В, найти, до какого максимального значения R в схеме имеет место стабилизация тока.

Решение. Если /?, = О и = 41 В, то рабочий режим характеризуется положением точки 6 (рис. 13.20). С увеличением сопротивления R рабочая точка на ВАХ перемещается по направлению к точке а. В граничном режиме (точка а)

Rimax + 1 = 42-= 80 Следовательно, Ri = 80 - 20 = 60 Ом.

§ 13.13. Стабилизатор напряжения. Стабилизатором напряжения называют устройство, напряжение на выходе которого (У„ поддержи


М и,в





50 то 150 zoo 250 JOO U,B

Рис. 13.22

живается постоянным или почти постоянным при изменении сопротивления нагрузки или напряжения на входе устройства.

Схема простейшего стабилизатора напряжения приведена на рис. 13.21. В качестве HP используется стабилитрон; /?g - балластное сопротивление. На рис. 13.22 изображена ВАХ стабилитрона.

При анализе работы стабилизатора определяют пределы допустимых изменений при R = const, а также исследуют работу стабилизатора при одновременном изменении и R.

Для оценки качества работы стабилизатора иногда пользуются понятием коэффициента стабилизации. Под ним понимают отношение относительного приращения напряжения на входе стабилизатора (Д и J и у) к относительному приращению напряжения на выходе стабилизатора {AUJUJ.

Пример 136. В схеме на рис. 13.21 /?н = 5 кОм; /?б = 2 кОм. ВАХ стабилитрона соответствует рис. 13.22. Определить границы допустимого изменения Ui, при которых на выходе стабилитрона поддерживается стабилизированное напряжение 150 В.

Решение. Воспользуемся методом эквивалентного генератора. Разомкнем ветвь стабилитрона и найдем напряжение холостого хода:

= 1427 0м.

На рис. 13.22 проведем две прямые (сплошные) линии через точки тип ВАХ стабилитрона так, чтобы тангенс угла (образованного ими с вертикалью), умножен-нь1й на my/mf, был равен Ri == 1427 Ом.

Отрезки, отсекаемые этими прямыми на оси абсцисс, равны f/,. Из рис. 13.22

находим 0.713(;ii„ = 157 В, или U = 220 В. Аналогично, OJISU = 192 В, или

imax = 269 В. Следовательно, напряжение (У, может изменяться от 220 до 269 В.

Пример 137. Для схемы на рис. 13.21 при R = 2,5 кОм (ВАХ стабилитрона см. На рис. 13.22) и = 250 В определить, в каких пределах можно изменять сопротив-•ение нагрузки R, чтобы стабилизатор мог выполнять свои функции по стабилиза-IHH выходного напряжения.

Решение. Составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

бб -\~ и = Подставив в него = -- / = -- -}- /, получим

14 Зак.




D too ZOO 300 400 500 6)

0 0.1 0.1 0,5 0,4 0.5 0.6 г)

Рис. 13.23

Из (a) следует, что при (У = О / = 1x1 6 = 250/2000 = 125 мА.

Отметим положение этой точки на оси ординат (рис. 13.22) и пунктиром проведем из нее два луча, чтобы они проходили через точки тип, ограничивающие участок стабилизации. Решим уравнение (а) относительно R.

Уравнение (б) применим дважды: один раз, используя координаты точки т, другой раз - точки п. Для точки m / = 5 мА; (У = 150 В и = 4,28 кОм. Для точки л / - 30 мА; ty= 157 В, /?„2 = 9,52 кОм. Таким образом, сопротивление можно изменять в пределах от 4,28 до 9,52 кОм.

Пример 138. В схеме на рис. 13.23, а к источнику ЭДС Е присоединены туннельный диод (его ВАХ - кривая а на рис. 13.23, б) и линейный резистор R. Построить зависимость: 1) тока / от изменения при £ = 0.5 В; 2) тока / от ЭДС £ при /? = ЮО Ом.

Решение. Построение для случая 1 дано на рис. 13.23, в и для случая 2 - на рис. 13.23, г. Кривые построены по точкам пересечения ВАХ диода (кривой а рис. 13.23, б) с ВАХ резистора R (прямая Ь. ее координаты /У = О, / = EfR, и U = Е, / - 0). В случае 1 проводим несколько прямых при различных R, в случае 2 прямую b переносим параллельно самой себе.

§ 13.14. Построение ВАХ участков цепей, содержащих узлы с подтекающими извне токами. На рис. 13.24, а изображен участок цепи, между точками аиЬ которого имеются НР1 -

схемы. ВАХ HP 1 Л=/(аь)при

больше тока /g на ток /. Это учтено при построениях на рис. 13.24, г тем, что начало




(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) ( 21 ) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78)