Несинусоидальные периодические токи.

Несинусоидальные периодические токи возникают при использовании несинусоидальных источников (источники, использующие полупроводниковые выпрямители), а так же при синусоидальном источнике, например, если в схеме есть нелинейные элементы.

Линейным элементомназывается элемент, у которого вольтамперная характеристика (ВАХ) линейная, т.е. сопротивление элемента не зависит от величины тока и напряжения. Элементы, у которых ВАХ носит нелинейный характер будем называть нелинейными (сопротивления при различных токах и напряжениях различны).

Нелинейным сопротивлением обладают стабилитроны, диоды, катушка индуктивности с магнитопроводом.

Проблема при расчете таких цепей возникает из-за того, что форма расчета возможна только в синусоидальных цепях, а в несинусоидальных цепях эту форму расчета применять нельзя. Поэтому при расчете первоначально производится замена несинусоидального источника на несколько синусоидальных с помощью ряда Фурье.

,k=1, 2, 3,…

u(t) – несинусоидальное напряжение

– постоянная составляющая

– k_ая гармоника

– частота k_ой гармоники

– начальная фаза k_ой гармоники

Необходимое количество гармоник, которые будут использоваться при расчете, определяется требуемой точностью расчета. Разложение в ряд Фурье позволяет записать один несинусоидальный источник несколькими: постоянным и синусоидальными.

В результате для расчета токов можно использовать метод наложения, при котором определяются токи от каждого источника в отдельности, а затем действующее значение определяется выражением

Т.к. гармоники отличаются друг от друга частотами, а частота влияет на реактивное сопротивление, то для каждой токовой гармоники необходимо рассчитать комплексные сопротивления, а для постоянной R_L=0, R_C=∞.

В синусоидальных цепях форма тока и напряжения одинакова, т.е. синусоидальная. В несинусоидальных цепях форма тока и напряжения одинаковы только в единственном случае: когда нагрузка носит активный характер.

Если нагрузка RL, то форма тока более синусоидальная, чем форма напряжения.

Если нагрузка RC, то форма напряжения более синусоидальная, чем форма тока.

Электроника.

Введение.

Электроника – раздел науки и техники, который изучает электронные, ионные и полупроводниковые устройства.

Электронные устройства – это устройства, в которых основными носителями тока являются электроны. В ионных устройствах – ионы, а в полупроводниковых – электроны и дырки.

Полупроводниками являются Si, Ge (элементы четвертой группы таблицы Менделеева, а это значит, что на валентном слое атомов этих элементов находится 4 электрона).

В проводниках проводимость электронная и проводники имеют металлическую связь (кристаллическая решетка). В связи с этим увеличении температуры, наличие примесей ухудшает проводимость.

В полупроводниках химические связи ковалентные, поэтому увеличение температуры, освещенности и наличие примесей увеличивают проводимость.

В основе полупроводниковых приборов лежит p-n переход. В некоторых он один, в других 2,3.

Условные обзозначения различных полупроводниковых приборов приведены на рисунке 10.0.

Рис. 10.0. - Условные графические обозначения полупроводниковых приборов:

1 — выпрямительный и импульсный диод; 2 —стабилитрон и стабистор; 3 — симметричный стабилитрон; 4 — варикап; 5 — излучающий диод; 6 — биполярный транзистор р-n-р-типа; 7 — биполярный транзистор n-р-n-типа; 8 — полевой транзистор с управляющим р-n-переходом с n-каналом; 9 — полевой транзистор с управляющим р-n-переходом с р-каналом; 10 — МДП-транзистор со встроенным n-каналом; 11 — полевой транзистор со встроенным р-каналом; 12 — МДП-транзистор с индуцированным n-каналом; 13 — МДП-транзистор с индуцированным р-каналом;14 — динистор; 15, 16 — тринистор с управлением соответственно по катоду и аноду, УЭ — управляющий электрод