Потери мощности и КПД трансформатора.

P₁ –мощность, потребляемая трансформатором от сети.

P₂ –мощность, отдаваемая в нагрузку.

Pc –потери в стальном магнитопроводе.

Pm –потери в медной обмотке.

Рис.1.88. КПД трансформатора в ф-ции P_2.

При Р₂=0 (реж. х.х.) →η=0. С ростом Р₂ КПД увеличивается, достигает ηmax, а затем снижается, что объясняется опережающим ростом Pm, т.к. мощность пропорциональна квадрату тока.

Конструкция трансформатора обеспечивает максимум КПД при наиболее вероятной нагрузке Р_2ном.

Лекция №9

2. Основы электроники

2.1 Полупроводники. Зонная теория.

2.1.1 Полупроводниковые приборы.

Основные понятия с точки зрения зонной теории.

Твердые тела в природе делятся на аморфные и кристаллические. Большинство применяемых полупроводников относятся к кристаллическим, атомы которых, расположенные в определенном порядке, образуют пространственную решетку. Почти все они обладают ковалентной связью, при которой взаимное притяжение двух атомов осуществляется благодаря общей паре валентных электронов, вращающихся по орбите вокруг этих атомов. Общее количество электронов, окружающих ядро атома данного элемента, определяется его порядковым номером (валентностью). При сближении атомов (для образования кристалла) их взаимодействие усиливается и на некотором расстоянии становится настолько значительным, что вызывает расщепление каждого энергетического уровня изолированного атома в энергетическую зону ­­­­– область значений полной энергии электронов в кристалле, характеризуемую максимальным и минимальным значениями энергии. Число энергетических уровней в каждой зоне равно числу объединяющихся атомов в 1 см³ твердого тела. Число атомов около 10²², следовательно, и число уровней в каждой разрешенной зоне имеет тот же порядок.

Ширина верхней из заполненных зон – валентной – max, по мере приближения к атомному ядру расщепление энергетического уровня атома создает все более узкие зоны.

Все внутренние зоны целиком заполнены электронами. Т. к. эти электроны сильно связаны с ядром и не влияют на проводимость кристалла, в дальнейшем рассматриваться не будут.

Между зонами, разрешенными для электронов, располагаются запрещенные зоны – области значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном кристалле.

Обычно в полупроводниковых приборах рассматривается лишь запрещенная зона, отделяющая валентную зону от зоны проводимости (свободной зоны при К) на уровне которой при возбуждении атома могут находиться электроны.

На рис. 1.1. представлена схема энергетических зон

– разрешенные зоны

W , W₁ – запрещенные зоны

Рисунок 1.1.

По оси ординат отложены величины энергии электронов, по оси абсцисс расстояние X в направлении толщины кристалла. Ширина верхней запрещенной зоны D W равна разности энергий между нижним уровнем (дном) зоны проводимости Wпр. и верхним уровнем (потолком) валентной зоны Wв. D W = Wпр – Wв.