Impulssivirta

Erilaisissa elektronisissa laitteissa, esimerkiksi elektroniikka- ja puolijohdelaitteessa, eli vahvistimissa, tasasuuntaajissa, radioissa, generaattoreissa, televisioissa, samoin kuin hiilimikrofoneissa, lennättimissä ja monissa muissa laitteissa, niitä käytetään laajalti aaltoiluvirtoja ja -jännitteitä… Älä toista päättelyä kahdesti, puhumme vain virroista, mutta kaikki mikä liittyy virtoihin, pätee myös jännitteisiin.

Sykkivät virrat, joilla on vakiosuunta, mutta muuttavat arvoaan, voivat olla erilaisia. Joskus nykyinen arvo muuttuu suurimmasta pienimpään nollasta poikkeavaan arvoon. Muissa tapauksissa virta pienennetään nollaan. Jos tasavirtapiiri katkeaa tietyllä taajuudella, silloin piirissä ei ole virtaa jonakin aikavälein.

Kuvassa 1 esittää kaavioita eri aaltovirroista. Kuvassa 1, a, b, virtojen muutos tapahtuu mukaisesti sinimuotoinen käyrä, mutta näitä virtoja ei tule pitää sinimuotoisina vaihtovirroina, koska virran suunta (merkki) ei muutu. KuvassaKuviossa 1 c esittää virtaa, joka koostuu erillisistä pulsseista eli lyhytaikaisista "virran "shokeista", jotka on erotettu toisistaan ​​pitemmillä tai lyhyemmillä tauoilla, ja jota kutsutaan usein pulssivirraksi. Eri pulssivirrat eroavat toisistaan ​​pulssien muodon ja keston sekä toistonopeuden suhteen.

On kätevää pitää mitä tahansa sykkivää virtaa kahden virran summana - suoran ja vaihtovirran, joita kutsutaan termi- tai komponenttivirroiksi. Kaikissa sykkivässä virrassa on tasa- ja vaihtovirtakomponentteja. Tämä tuntuu monelle oudolta. Itse asiassa sykkivä virta on virtaa, joka virtaa koko ajan yhteen suuntaan ja muuttaa arvoaan.

Kuinka voit kertoa, että se sisältää vaihtovirtaa, joka muuttaa suuntaa? Kuitenkin, jos kaksi virtaa - suoraa ja vaihtovirtaa - kulkee samanaikaisesti saman johdon läpi, käy ilmi, että kyseisessä johdossa kulkee sykkivä virta (kuva 2). Tässä tapauksessa vaihtovirran amplitudi ei saa ylittää tasavirran arvoa. Tasa- ja vaihtovirta eivät voi kulkea erikseen johdon läpi. Ne lisäävät yleistä elektronivirtaa, jolla on kaikki sykkivän virran ominaisuudet.

Riisi. 1. Eri aaltovirtojen kuvaajat

AC- ja DC-virtojen lisäys voidaan esittää graafisesti. Kuvassa Kuva 2 esittää kaavioita tasavirrasta, joka on 15 mA, ja vaihtovirrasta, jonka amplitudi on 10 mA. Jos summaamme näiden virtojen arvot yksittäisille ajankohdille, ottaen huomioon virtojen suunnat (merkit), saamme kuvassa 2 esitetyn aaltovirtakäyrän. 2 lihavoidulla viivalla. Tämä virta vaihtelee alimmasta 5 mA:sta korkeimpaan 25 mA:iin.

Tarkasteltu virtojen yhteenlasku vahvistaa sykkivän virran esitystavan pätevyyden tasa- ja vaihtovirtojen summana. Tämän esityksen oikeellisuuden vahvistaa myös se, että joidenkin laitteiden avulla on mahdollista erottaa tämän virran komponentit toisistaan.

Riisi. 2. Sykkivän virran saaminen lisäämällä tasa- ja vaihtovirtaa.

On syytä korostaa, että mikä tahansa virta voidaan aina esittää useiden virtojen summana. Esimerkiksi 5 A virtaa voidaan pitää yhteen suuntaan kulkevien virtojen 2 ja 3 A summana tai eri suuntiin kulkevien virtojen 8 ja 3 A summana, eli virtojen 8 erona. ja 3 A. Ei ole vaikeaa löytää muita kahden tai useamman virran yhdistelmiä, jotka antavat yhteensä 5 A.

Tässä on täydellinen samankaltaisuus voimien lisäämisen ja hajotuksen periaatteen kanssa. Jos kaksi yhtä suunnattua voimaa vaikuttaa johonkin esineeseen, ne voidaan korvata yhdellä yhteisellä voimalla. Vastakkaisiin suuntiin vaikuttavat voimat voidaan korvata yksikköerolla. Sitä vastoin tiettyä voimaa voidaan aina pitää vastaavien tasasuuntaisten voimien summana tai vastakkaisten voimien erona.

Tasa- tai sinimuotoisia vaihtovirtoja ei tarvitse hajottaa komponenttivirroiksi. Jos korvaamme sykkivän virran tasa- ja vaihtovirtojen summalla, niin soveltamalla tunnettuja tasa- ja vaihtovirtojen lakeja näihin komponenttivirtoihin on mahdollista ratkaista monia pulssivirtaan liittyviä ongelmia ja tehdä tarvittavat laskelmat.

Sykkivän virran käsite tasa- ja vaihtovirtojen summana on tavanomainen.Tietenkään ei voida olettaa, että tietyin aikavälein tasa- ja vaihtovirta todella kulkevat toisiaan kohti johdinta pitkin. Itse asiassa ei ole olemassa kahta vastakkaista elektronivirtaa.

Todellisuudessa sykkivä virta on yksittäinen virta, joka muuttaa arvoaan ajan myötä. On oikein sanoa, että sykkivä jännite tai sykkivä EMF voidaan esittää vakio- ja muuttujakomponenttien summana.

Esimerkiksi kuviossa 10 2000-2000 on esitetty Kuva 2 näyttää kuinka algebrallisesti yhden generaattorin vakio emf lisätään toisen generaattorin muuttujaan emf. Tämän seurauksena meillä on sykkivä EMF, joka aiheuttaa vastaavan sykkivän virran. Ehdollisesti voidaan kuitenkin katsoa, ​​että vakio EMF luo tasavirran piiriin ja vaihto EMF - vaihtovirran, joka summattaessa muodostaa sykkivän virran.

Jokainen sykkivä virta voidaan luonnehtia Itaxin ja Itinin maksimi- ja minimiarvoilla sekä sen vakio- ja muuttuvilla komponenteilla. Vakiokomponentti on merkitty I0:lla. Jos vaihtokomponentti on sinimuotoinen virta, niin sen amplitudi on merkitty It:llä (kaikki nämä suureet on esitetty kuvassa 2).

Sitä ei pidä sekoittaa Itaxiin ja Itaxiin. Myöskään nykyisen aallon Imax maksimiarvoa ei pitäisi kutsua amplitudiksi. Termi amplitudi viittaa yleensä vain vaihtovirtoihin. Sykkivän virran osalta voimme puhua vain sen muuttuvan komponentin amplitudista.

Sykkivän virran vakiokomponenttia voidaan kutsua sen keskiarvoksi Iav eli aritmeettiseksi keskiarvoksi. Todellakin, jos otamme huomioon muutokset kuviossa 2 esitetyssä sykkivän virran jaksossa.Kuvassa 2 näkyy selkeästi seuraava: ensimmäisellä puolijaksolla 15 mA:n virtaan lisätään useita arvoja muuttamalla virtakomponenttia vaihdellen 0 - 10 mA ja takaisin nollaan, ja toisella puoliskolla -sykli, täsmälleen samat virta-arvot vähennetään virrasta 15 mA.

Siksi 15 mA:n virta on todella keskiarvo. Koska virta on sähkövarausten siirtoa langan poikkileikkauksen läpi, niin Iav on sellaisen tasavirran arvo, joka yhdessä jaksossa (tai kokonaismäärässä jaksoja) kuljettaa saman määrän sähköä kuin tämä sykkivä virta .

Sinimuotoiselle vaihtovirralle Iav:n arvo jaksoa kohti on nolla, koska johtimen poikkileikkauksen läpi kulkenut sähkömäärä yhdellä puolijaksolla on yhtä suuri kuin toisen puolijakson aikana vastakkaiseen suuntaan kulkevan sähkön määrä. Virtojen kaavioissa, jotka osoittavat virran i riippuvuuden ajasta t, virran kuljettaman sähkön määrä ilmaistaan ​​virtakäyrän rajaaman kuvan pinta-alalla, koska sähkön määrä määräytyy tuote se .

Sinimuotoiselle virralle positiivisen ja negatiivisen puoliaallon pinta-alat ovat yhtä suuret. 2, ensimmäisen puoliskon aikana AC-komponentin kuljettaman sähkön määrä lisätään nykyisen Iav:n kuljettamaan sähkömäärään (kuvassa varjostettu alue). Ja toisen puoliskon aikana sähköä poistetaan täsmälleen sama määrä. Tämän seurauksena koko jakson ajan siirretään sama määrä sähköä kuin yhdellä tasavirralla Iav, eli suorakulmion Iav T pinta-ala on yhtä suuri kuin aaltovirtakäyrän rajoittama alue.

Siten virran vakiokomponentti tai keskimääräinen arvo määräytyy sähkövarausten siirrolla langan poikkileikkauksen läpi.

Kuvassa näkyvä nykyinen yhtälö. 2 tulee tietysti kirjoittaa seuraavassa muodossa:

Sykkivän virran teho on laskettava sen komponenttivirtojen tehojen summana. Esimerkiksi, jos kuvan mukainen virta. 2, kulkee vastuksen R läpi, niin sen teho on

jossa I = 0.7Im on muuttujan komponentin rms-arvo.

Voit esitellä aaltovirran Id rms-arvon käsitteen. Teho lasketaan tavallisella tavalla:

Yhdistämällä tämä lauseke edelliseen ja vähentämällä se R:llä, saamme:

Samat suhteet voidaan saada stressille.