Главная - Литература

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 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 [123] 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

должна быть значительно больше емкости конденсатора Сх.

12-3 д. Постоянная времени запоминания и анализа данных. Избирательные детекторы могут служить в качестве схем запоминания, качество которых характеризуется способностью запоминания и скоростью анализа новых данных.

В большинстве случаев применения указанных избирательных и запоминающих схем желательно добиться идеального запоминания, т. е. иметь бесконечную постоянную времени. Добиться идеального запоминания с помощью практических элементов схемы невозможно.

импульс малой длительности, время анализа должно быть соответственно малым. В некоторых случаях применения допустимо или даже желательно получить интегрирование или задержку скорости резких изменений переменной и, следовательно, время анализа может захватить несколько интервалов выборки. Когда анализ должен быть закончен в течение каждого отдельного процесса выбора, постоянная времени анализа должна быть значительно меньше интервала выборки.


Рис. 12-18. Схема избирательного детектора с полным восстановлением между выбранными дискретными сигналами.

/ - и (положительные импульсы), 2 - и, (отрицательные импульсы); 3 - и

bx i вых

(выбранные выходные импульсы).

Однако при тщательном расчете можно добиться получения постоянных времени, пригодных для большинства применений. Необходимо сделать все возможное для устранения путей, по которым может произойти разряд накопительного конденсатора. В общем случае нагружение выхода с помощью шунтирующих накопительный конденсатор сопротивлений не практикуется. Накопленный потенциал прилагается к сетке электронной лампы для использования во внешней цепи и индикации. При желании получить постоянную времени порядка 1 сек или больше нельзя пренебречь сеточными токами в данной лампе. Кроме того, при выборе конденсатора в качестве элемента запоминания нужно исходить из требования обеспечения очень маленькой утечки.

Идеальная избирательная схема способна мгновенно выбрать потенциал, подлежащий запоминанию. Важное значение постоянной времени анализа данных для любого данного применения определяется допустимым интервалом выборки, который обычно определяется скоростью изменения переменной В тех случаях, когда переменная представляет собой

Постоянная времени анализа определяется произведением величин емкости накопительного конденсатора и общего сопротивления последовательной цепи заряда. Так, например, на рис. 12-18 постоянная времени анализа представляет собой сумму выходного сопротивления катодного повторителя и внутреннего сопротивления диода £>2, умноженную на величину емкости Cj. Оба указанных сопротивления несколько изменяются с амплитудой сигнала. Довольно точное значение их суммы, однако, может быть найдено с помощью анализа, использующего величину среднего сигнала. Если внутреннее сопротивление источника ывх является также малым или меньшим выходного сопротивления катодного повторителя, то последний в схеме может быть исключен. В схеме на рис. 12-18 в отношении интервала разряда возникают такие же вопросы, как в отношении времени анализа. Сопротивление источника импульсов разряда щ должно быть малым, а импульсы должны иметь достаточную амплитуду и длительность для того, чтобы напряжение на конденсаторе Сх было ниже потенциала катода UK.



ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ

контуры с индуктивной связью

13-1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ ЦЕПЯХ

В этом параграфе рассматриваются основные определения, расчетные соотношения и эквивалентные схемы, необходимые для более детального рассмотрения индуктивно связанных цепей с воздушным и железным сердечниками.

13-1а. Коэффициент связи. Переменный ток, проходя через первичную или вторичную обмотку схемы на рис. 13-1, создает магнитный


Первичная Вторичная

Рис. 13-1. Индуктивно связанные цепи.

поток. В зависимости от ориентации обеих обмоток определенная часть полного магнитного потока будет связывать эти обмотки. Безразмерная величина k, равная отношению магнитного потока, охватывающего обе обмотки, к полному потоку, называется коэффициентом связи. Если коэффициент связи равен 0,5 или более, то связь между катушками считают сильной; если k = 0,01 или менее, то связь считают слабой.

13-16. Взаимная индуктивность. Когда две катушки охватываются общим потоком, то говорят, что между ними существует взаимная индуктивность М. Взаимная индуктивность в генри может быть определена при помощи любого из следующих выражений:

Ns Ф21 10~8 h

(13-1)

где Na Ф»1

число витков вторичной катушки;

• магнитный поток, создаваемый первичным током и охватывающий обе обмотки;

ток в первичном контуре, а.

,Ф, • 10-

(13-2)

где А1 - число витков первичной обмотки; Ф13 - магнитный поток, создаваемый вторичным током и охватывающий обе обмотки;

г2 - ток во вторичном контуре, а.

M - ky ULz

где Li -

(13-3) конту-

индуктивность первичного ра, гн;

индуктивность вторичного контура, гн.

Взаимная индуктивность двух катушек может быть определена экспериментально путем измерения индуктивностей этих катушек при их последовательном соединении. Она равна одной четверти разности индуктивностей, полученных при согласном (магнитные потоки в обеих катушках имеют одинаковое направление) и встречном включениях катушек.

13-1в. Индуктивность рассеяния. Индуктивность рассеяния возникает тогда, когда магнитный поток, создаваемый током в одной из катушек, не охватывает полностью другую катушку. Индуктивности рассеяния первичной и вторичной катушек в генри могут быть определены из выражений:

(13-4)

2р -

№ Ф3 • 10~8

(13-5)

где Ф[ - магнитный поток, создаваемый первичным током и не сцепляющийся со вторичной обмоткой; Ф3 - магнитный поток, создаваемый вторичным током и не сцепляющийся с первичной обмоткой. Сумма индуктивностей рассеяния первичной и вторичной катушек, отнесенная к первичной или вторичной обмотке, может быть определена из выражений:

Li = 2 (1-6) Lx; (13-6)

Ц = 2 (1-й) La, (13-7)

где L\ - сумма индуктивностей рассеяния первичной и вторичной катушек, отнесенная к первичной обмотке; La - сумма индуктивностей рассеяния первичной и вторичной катушек, отнесенная ко вторичной обмотке.



Индуктивность Lx первичной обмотки при короткозамкнутой вторичной обмотке, а также индуктивность L2 вторичной обмотки при короткозамкнутой первичной обмотке могут быть определены из выражений:

L1K = Lx (1 - k% (13-8)

L2 (1

k2).

(-13-9)

Выражения (13-8) и (13-9) почти совпадают с выражениями (13-6) и (13-7), когда значение k близко к единице. Поэтому, если k достаточно велико, измеренные величины LlK и L«K будут приблизительно равны действительным значениям Li и L2. При k = 0,95 измеренные величины оказываются приблизительно иа 2,5%

Kf ja>(LrM) jco(Lz-M) ц2

JCOL,


Рис. 13-2. Эквивалентные схемы первичной цепи.

меньше действительных величии; при k = 0,9- меньше действительных на 5% и при k = 0,8- на 11%.

Все измерения с короткозамкнутой цепью должны производиться на сравнительно низких частотах, чтобы снизить влияние распределенных емкостей.

Когда значение k неизвестно или не является достаточно большим для определения L\K и L2K рассмотренным способом с поочередным коротким замыканием обмоток, необходимо измерить Llt L2, М и найти k из уравнения (13-3). После этого L1K и L2K могут быть найдены из уравнений (13-6) и (13-7). Lx и L3 должны измеряться при соответственно разом-. кнутых вторичной и

Jai 2 2 первичной обмотках.

13-1 г. Анализ связанных контуров с воздушными и железными сердечниками. При пренебрежении потерями в сердечнике для индуктивно связанных цепей с воздушными и железными сердечниками получаются идентичные уравнения. Поэтому эти оба типа цепей могут анализироваться одинаковым путем.

Если предположить, что коэффициент связи равен единице, потери в меди и сердечнике отсутствуют и межвитковая емкость обмотки равна нулю, то получим, что отношение напряжений на обмотках будет равно отношению чисел витков обмоток. Эти условия определяют идеальный силовой трансформатор с железным сердечником. Однако все эти условия не могут быть выполнены полностью, что не позволяет достигнуть равенства между отношением напряжений и отношением витков.

Для цепей с железным сердечником, коэффициент связи которых близок к единице, мо-


Рис. 13-3. Эквивалентные схемы вторичной цепи для рис.

13-1.

гут использоваться упрощенные эквивалентные схемы (см. § 14-2). В настоящем параграфе рассматриваются эквивалентные схемы трансформаторов с воздушным и железным сердечником, коэффициент связи которых значительно меньше единицы.

Эквивалентные схемы. Чтобы проанализировать индуктивно связанные цепи, вторичная цепь должна быть пересчитана к первичной. В результате получается эквивалентная схема первичной цепи с учетом вторичной, что позволяет определить первичный ток. Вторичная цепь также может исследоваться при помощи эквивалентной схемы. Анализ эквивалентной схемы вторичной цепи зависит от решения, полученного для эквивалентной схемы первичной цепи, так как наведенная во вторичной обмотке э. д. с. равна - /оШ/j.

Эквивалентная схема первичной цепи. Две эквивалентные схемы первичной цепи для трансформаторов с воздушным сердечником показаны на рис. 13-2.

Эквивалентная схема вторичной цепи. Эквивалентная схема вторичной цепи для схемы, показанной на рис. 13-1, приведена на рис. 13-3. Вторичным током является ток, который протекает в цепи, когда э. д. с , наведенная во вторичной цепи, равная - /uiAf/j, включается в эту цепь последовательно

13-1д. Индуктивная связь контуров, настроенных на одну частоту. Для индуктивно связанных контуров на рис. 13-4 показаны зависимости первичного тока и вторгчного напряжения от частоты и коэффициента связи. Обычно различают следующие степени связи-

1) слабая связь;

2) критическая связь;

3) переходная связь;

4) сильная связь.

13-1е. Индуктивная связь контуров, настроенных на разные частоты. Если два индуктивно связанных контура, имеющих равные значения добротности Q, настроены на различные частоты, то их резонансная характеристика будет подобна по форме, но пойдет ниже кривой, полученной при сильной связи этих же двух контуров, настроенных на одну частоту. Максимальные уровни обоих пиков характеристики зависят от значений добротности контуров. Если Qi не равно Qo, то характеристика вторичного контура будет несимметричной. Если расстройка по частоте между первичным и вторичным контурами станет очень большой, то первичный ток будет иметь только один максимум, даже в том случае, когда кривая вторичного контура имеет два максимума.

13-1ж. Т-образная эквивалентная схема индуктивно связанных цепей. В некоторых случаях бывает удобно заменять индуктивно связанные цепи эквивалентными Т-образными секциями. В качестве примера можно указать на случай, когда индуктивности обмоток требуется настроить в резонанс с постоянными емкостями первичного и вторичного контуров. Связанная



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 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 [123] 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0099