Сопротивление — нагрузка — усилитель
Сопротивление — нагрузка — усилитель
Cтраница 1
Сопротивление нагрузки усилителя — сопротивление громкоговорителя, на которое рассчитан усилитель. В переносных приемниках находят применение головки с номинальной мощностью до 2 Вт и сопротивлением 4 Ом. Обычно усилитель НЧ хорошо работает с динамической головкой, сопротивление которой не ниже выходного сопротивления усилителя. Например, если усилитель рассчитан на динамическую головку сопротивлением 8 Ом, то он будет хорошо работать с динамическими головками сопротивлением 10 и 16 Ом. Но при уменьшении сопротивления нагрузки работа усилителя резко ухудшается. Увеличиваются искажения сигнала, потребляемый ток, перегреваются транзисторы и микросхемы. Поэтому уменьшать сопротивление нагрузки ниже допустимого номинального значения не рекомендуется. При замене одной головки другой необходимо учитывать, что выходная мощность усилителя НЧ при неизменном напряжении питания обратно пропорциональна сопротивлению иагрузки. Это значит, что если вместо головки сопротивлением 8 Ом установлена другая сопротивлением 16 Ом, то выходная мощность усилителя уменьшится вдвое. [1]
Сопротивление нагрузки усилителя равно 2000 ом, а мощность на его выходе составляет 5 вт. [2]
Сопротивление нагрузки усилителя равно 2000 ом, а мощность на его выходе составляет 5 вт. [3]
Чему равно сопротивление нагрузки усилителя, если напряжение на его выходе 33 в, а выходная мощность 12 вг. [4]
Определить величину
При изменении сопротивления нагрузки усилителя отрицательная обратная связь по напряжению стабилизирует напряжение на выходе усилителя, а отрицательная обратная связь по току — ток в нагрузке. [6]
Этим обеспечивается необходимая величина сопротивления нагрузки усилителя. При полном включении контура в коллекторную цепь транзистора ухудшается добротность контура, увеличивается опасность самовозбуждения каскада и при больших уровнях сигнала возникают нелинейные искажения, являющиеся следствием ограничения. Необходимость столь малой связи контура со следующим каскадом обусловлена весьма низким входным сопротивлением транзисторной схемы с общей базой. [8]
Как видно из полученных выражений, сопротивление нагрузки усилителя при параллельном соединении обмотки и резонансного конденсатора оказывается больше, чем для их последовательного соединения. Практически применяется параллельное соединение, что позволяет получить механические характеристики двигателя более близкими к естественным. Для однотактных бестрансформаторных выходных каскадов ( рис. III-7, III-9, а) последовательное соединение конденсатора и обмотки двигателя вообще недопустимо, так как нарушает работу каскада. [10]
Дальность передачи по такой схеме определяется сопротивлением нагрузки усилителя, которое вместе с линией связи должно быть не более 2 5 кОм, и температурными погрешностями. [12]
Если данный каскад оконечный, то вместо RB следует рассматривать сопротивление Rtl нагрузки усилителя. [14]
Импульсные трансформаторы применяют для изменения полярности импульса или для согласования
Страницы: 1 2 3
Сопротивление — нагрузка — фильтр
Сопротивление — нагрузка — фильтр
Cтраница 1
Сопротивление нагрузки фильтра г у L / C 600 Ом ( постоянное), так что режим согласованной нагрузки получается только на одной частоте полосы пропускания. [1]
Сопротивление нагрузки фильтра гя У L / C 600 Ом ( постоянное), так что режим согласованной нагрузки получается только на одной частоте полосы пропускания. [2]
Сопротивление нагрузки фильтра верхних частот также выбирают равным yL / C t и фильтр оказывается согласованным только при / — оо. С уменьшением частоты согласование нарушается, так как возрастает падение напряжения на конденсаторах и уменьшается падение напряжения на катушках. [3]
Если сопротивление нагрузки фильтра очень велико ( например, входное сопротивление лампового усилителя), то фильтр иногда выполняют из элементов R и С. [4]
Изменение величины сопротивления нагрузки фильтра как в результате собственно ее изменения, так и в результате рассогласования ( например, в результате расстройки дифференциального трансформатора или расстройки контура) в значительной степени влияет на граничные частоты фильтров. Особенно резко меняется ширина полосы пропускания в однозвенном фильтре. [5]
Следовательно, для максимальной передачи энергии сигнала сопротивление RH нагрузки фильтра должно быть согласовано с характеристическим сопротивлением Z0 фильтра. [6]
Следует отметить, что для снижения напряжения небаланса, вызванного составляющими высших гармоник, наиболее целесообразно устанавливать наименьшую уставку устройства ( переключатель Я в положении 2 в), так как при этом значительно увеличивается
Измерительные трансформаторы напряжения и тока являются относительно мощными источниками. Поэтому сопротивления нагрузки фильтров, выполненных на измерительных трансформаторах напряжения и тока ( рис. 7 — 3), обычно много больше или меньше выходных сопротивлений фильтров ZH гк. [9]
Обычно фильтры предназначены для защиты от источников помех с произвольным внутренним сопротивлением. Поэтому согласно ГОСТ 2745 — 44 сопротивление нагрузки фильтров
При каскадном соединении фильтров всегда соблюдают принцип согласованности нагрузки. Входное сопротивление fe — фильтров по отношению к зажимам cd ( назовем его ZC2) равно сопротивлению нагрузки фильтра: ZC2 Zu. Для m — фильтра ZC2 является нагрузочным сопротивлением. [12]
Нагрузкой фильтра Д-34 передатчика служит согласующий удлинитель СУ. Схема СУ ясна из рис. 2.19. Он состоит из четырех резисторов по 300 Ом ( Rg-Riz), резистора R сопротивлением 1 1 кОм и RB сопротивлением 510 Ом. Входное сопротивление каждого фазовращателя равно 1200 Ом. При параллельном соединении двух фазовращателей с учетом добавочных резисторов по 300 Ом входное сопротивление ФРМ в точках АБ ( см. рис. 2.19) составляет 900 Ом. Резистор R8 повышает эту величину до 1400 Ом, а с учетом шунта R7
Страницы: 1
сопротивление нагрузки — это… Что такое сопротивление нагрузки?
- сопротивление нагрузки
Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.
- сопротивление межслойных отверстий
- сопротивление нагрузочное стабилизирующее
Смотреть что такое «сопротивление нагрузки» в других словарях:
сопротивление нагрузки — apkrovos varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. load resistance vok. Belastungswiderstand, m; Lastwiderstand, m rus. нагрузочное сопротивление, n; сопротивление нагрузки, n pranc. résistance de charge, f … Fizikos terminų žodynas
приведенное сопротивление нагрузки импульсного трансформатора
Приведенное сопротивление нагрузки импульсного трансформатора — 91. Приведенное сопротивление нагрузки импульсного трансформатора Приведенное сопротивление нагрузки D. Reduzierter Belastungswiderstand des Impulsübertragers E. Reduced load resistance F. Résistance de charge normalisée Сопротивление нагрузки… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
реактивное сопротивление нагрузки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN load reactance … Справочник технического переводчика
СОПРОТИВЛЕНИЕ — (1) аэродинамическое (лобовое) сила, с которой газ действует на движущееся в нём тело. Оно всегда направлено в сторону, противоположную скорости движения тела, и является одной из составляющих аэродинамической силы; (2) С. гидравлическое… … Большая политехническая энциклопедия
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОЕЗДА — одна из сил, действующих на поезд по линии его движения. С. п. направлено против движения поезда, и на преодоление его затрачивается мощность локомотива. С. п. пропорционально весу поезда, вследствие чего принято выражать его в килограммах на 1 m … Технический железнодорожный словарь
Сопротивление грунта срезу — характеристика прочности грунта, определяемая значением касательного напряжения, при котором происходит разрушение (срез). Источник: ГОСТ 30416 96: Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СОПРОТИВЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЕ НА РАЗРЫВ — одна из характеристик механической прочности материала, выражаемая числом кг нагрузки на каждый см2 поверхности сечения тела, вызывающей разрушение тела при растяжении. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское… … Морской словарь
СОПРОТИВЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЕ НА СЖАТИЕ — одна из характеристик механической прочности материала, выражаемая числом кг нагрузки на каждый см2 поверхности сечения тела, вызывающей его разрушение при сдавливании. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское… … Морской словарь
Сопротивление статической нагрузке — (действующей: в плоскости створки, полотна; перпендикулярно к плоскости створки, полотна; на запирающие приборы и ручки) – величина статической нагрузки, действующей на изделие или его сборочные единицы и приборы. Различают контрольную и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Сопротивление нагрузки и волновое сопротивление линии
Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::getDefault() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 201
Deprecated: Non-static method Date_TimeZone::isValidID() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/pear/date/Date.php on line 576
Notice: Undefined offset: 1 in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/common/common.class.php on line 343
Notice: Undefined offset: 1 in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/common/common.class.php on line 343
Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135
Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135
Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135
Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /home/carkey/hitech/hardtech/kernel/common/db/mysql.class.php on line 135
Чем меньше отличается сопротивление нагрузки от волнового сопротивления линии, тем меньшая часть энергии будет отражаться от конца линии и тем меньше будет амплитуда стоячей волны; показания вольтметра в узлах и пучностях будут при этом меньше отличаться друг от друга. Величину отражения от конца линии принято характеризовать коэффициентом стоячей волны (к. с. в.). Коэффициентом стоячей волны называется отношение напряжения в пучности стоячей волны к напряжению в узле стоячей волны. Иногда вместо к. с. в. пользуются коэффициентом бегучести или коэффициентом бегущей волны (к. б. в.). Коэффициент бегущей волны равен отношению напряжения в узле стоячей волны к напряжению в пучности к. б. в.
Если в линии отражения не происходит, то стоячей волны в ней нет, напряжение во всех точках линии одинаково и к. с. в. равен 1; чем сильнее отражение, тем больше различаются показания вольтметра в пучностях и узлах и тем больше к. с. в. Характер отражения получается различным в зависимости от соотношения между сопротивлением нагрузки и волновым сопротивлением. Если сопротивление нагрузки больше волнового сопротивления, то отражение получается, как от разомкнутого конца линии, и стоячая волна имеет на конце узел тока и пучность напряжения. Если сопротивление нагрузки меньше волнового сопротивления, то отражение получается, как от короткозамкнутого конца, и на конце линии стоячая волна имеет пучность тока и узел напряжения.
В передающих линиях отражение очень вредно. При наличии отражения электромагнитная энергия несколько раз переносится по линии от источника к нагрузке и обратно и каждый раз часть энергии тратится на нагревание и на излучение, в результате чего потери энергии возрастают. Кроме того, вследствие образования стоячей волны в ее пучностях получается перенапряжение (перенапряжением называется повышение напряжения вын1е нормального). Перенапряжение может привести к пробою изоляции между проводами линии. Имеются и другие вредные последствия отражения. В передающих линиях всегда стремятся поэтому устранить отражение и получить к. с. в. возможно ближе к единице. Однако устранить полностью отражение большей частью не удается; считается нормальным, если к. с. в. меньше или равен 1,25.
Это интересно: как известно, вентилируемые фасады должны обладать высокими качественными характеристиками для сохранения своих свойств и защиты здания от ветра, дождя и других атмосферных явлений. Только высокая коррозионная стойкость материала может гарантировать, что это качественный вентилируемый фасад. Направляющая должна быть изготовлена из нержавеющей стали или оцинкованной стали с полимерным покрытием.
Наша продукция
…
Warning: Unknown: write failed: Disk quota exceeded (122) in Unknown on line 0
Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/opt/alt/php56/var/lib/php/session) in Unknown on line 0
Испытание на прочность при нагрузке
Лаборатория Eurolab проверяет максимальные значения нагрузки, которые она может выдерживать в статических или динамических условиях.
Он предоставляет услуги по тестированию для определения прочности на изгиб при осевой нагрузке с помощью испытательных устройств, используемых для получения значения индекса прочности при точечной нагрузке для косвенной классификации материалов из натурального камня цилиндрической, блочной и неправильной формы и косвенного определения прочности на одноосное сжатие.
Передача нагрузок в конструктивных элементах с испытаниями на сопротивление нагрузки; Основные принципы структурного анализа, проектирования конструкций и сопротивления конструкций при статических и динамических нагрузках проверяются двумя приложениями с использованием простых материалов.
Кроме того, тесты с точечной нагрузкой входят в число наших испытательных служб и, соответственно, выполняется индекс прочности при точечной нагрузке, используемый при классификации горных пород по их прочности. Индекс прочности при точечной нагрузке используется в качестве параметра прочности материала породы при косвенном определении других параметров прочности, таких как одноосное сжатие и предел прочности при растяжении, а также в некоторых системах классификации массива горных пород. Однако существует тенденция не использовать индекс прочности при точечной нагрузке для косвенного определения прочности на одноосное сжатие и на растяжение. На основании результатов теста; «Индекс прочности при точечной нагрузке» и «Индекс анизотропии прочности в породе» также рассчитываются в нашей лаборатории.
Испытания на прочность под нагрузкой выполняются с использованием силы (нагрузки) и тензодатчика, а кривая напряжения-деформации получается с использованием этих измеренных значений удлинения, разрушения и нагрузки.
В дополнение к испытанию на сопротивление нагрузке мы также проводим испытания на сжатие и изгиб на нашем испытательном оборудовании.
Испытания на устойчивость к нагрузкам, как правило, выполняются для дерева, железобетонных конструкций, дерева и дерева, поддонов, ковров, ковриков, стекла и всех других строительных и промышленных материалов.
Нагрузочные испытания проводятся следующим образом.
1-Диагональный тест,
2-осевой тест,
3-Block и нерегулярный тест выполняются тремя различными способами.
Вы можете работать с нашей лабораторией EUROLAB для испытаний на сопротивление нагрузке.
Мощность источника : Помогите решить / разобраться (Ф)
Freeman-desЕщё раз, в учебнике решают вполне конкретную задачу: как имея фиксированные (без возможности замены) провода заданного сопротивления передать по ним фиксированную (вот нужно столько и всё) мощность с как можно меньшими потерями. Потери в проводах равны , сопротивление проводов уменьшить не можем, значит надо уменьшать ток. При уменьшении тока в цепи придётся увеличивать напряжение чтобы передаваемая мощность оставалась прежней. А из формулы закона Ома для полной цепи ( — сопротивление нагрузки, — сопротивление проводов, — внутреннее сопротивление источника тока) получаем что для увеличения напряжения при одновременном уменьшении тока надо увеличивать сопротивление в цепи. Сопротивление проводов нам дано, менять можем лишь сопротивление нагрузки и источника тока. Но при одинаковом токе во всей цепи на большем сопротивлении выделится и большая мощность, а значит выгоднее увеличивать сопротивление нагрузки, а не источника тока (чтобы он не работал сам на себя). И если принять (чтобы мощность выделялась в основном в нагрузке и была полезной, а не терялась в проводах или источнике тока), то закон Ома можно переписать в виде (и соответственно ). Но последние равенства именно примерные.
Как это изменение сопротивлений и напряжений будет организовано на стороне источника тока и на стороне нагрузки — остаётся за рамками задачи, может там трансформаторы поставят, может цепи переключат по другому, может поставят связку генератор-двигатель на общем валу — не суть, это уже другой вопрос. Как и тот факт что повышать напряжение — дело затратное, тут и прочность изоляции, и пробойные промежутки, и коронный разряд, и габариты трансформаторов или двигателей/генераторов, и возрастание (и соответственно потерь в источнике), потому уменьшить ток и потери в проводах до нуля не получается и ограничиваются каким-то компромиссом, но это всё уже другой вопрос.
В общем, записав закон Ома для полной цепи, с учётом всех сопротивлений, установив что можно менять (), а что нужно сохранить хотя бы приблизительно (), а что нужно сильнее уменьшать (), нетрудно получить вывод из учебника. Важно записать именно для всей цепи, а не для участка, и определиться с задачей, что именно решать, при каких ограничениях.
PS. Противоречие с утверждением «максимальная мощность в нагрузке выделяется при равенстве её сопротивления внутреннему сопротивлению источника тока» кажущееся, это утверждение выполняется при фиксированном , а у нас фиксирована , а можем менять как хотим. Кстати это полезно проверить самому, при каком соотношении и на нагрузке будет выделяться наибольшая (в процентах от полной) мощность при условиях постоянства или (полной).
Мощность усилителя и сопротивление нагрузки
Способность усилителя создавать сигнал определенной мощности характеризуется величиной тока, который усилитель может создать в подключенной к нему нагрузке. Для того, чтобы не привязываться к численному значению этого тока, для характеристики мощности усилителей используют комплексный параметр среднеквадратичной мощности, создаваемой усилителем в нагрузке, имеющей определённое сопротивление. 5*гот параметр является единственной характеристикой усилителей, позволяющей точно сравнивать между собой мощности различных типов усилителей. Так как далеко не каждый потребитель усилительной техники имеет точное представление о процедуре измерения мощности усилителя, различные производители приводят в технических описаниях усилителей такие значения выходной мощности, которые наблюдаются только при соблюдении определенных условий, характерных для данного типа усилителя. Эти условия обычно подбираются так, чтобы численное значение выходной мощности усилителя было максимальным. Сравнить мощности усилителей по этим параметрам достаточно сложно, так как для этого необходимо полностью учесть все факторы процедуры измерения. В связи с различными условиями измерения различают номинальную мощность, максимальную мощность, пиковую и мгновенную мощности, музыкальную мощность, мгновенную пиковую музыкальную мощность и т.п. Все эти параметры мощности характеризуют работу усилителей с самых разнообразных сторон, однако реально мощность усилителя можно оценить только по параметру среднеквадратичной мощности. В Соединенных Штатах контроль за стандартизацией процедуры измерения осуществляется Федеральной Торговой Комиссией. Эта комиссия периодически публикует отчеты с результатами стандартных измерений, среди которых можно найти параметры среднеквадратичной мощности различных усилителей, определенные по уровню гармонических искажений 0.1%.
Сопротивлением нагрузки усилителя мощности является внутреннее сопротивление подключенных к его выходу акустических систем. Чем выше это сопротивление, тем меньшую мощность усилитель может отдать в нагрузку. Величина сопротивления нагрузки стандартизируется. Обычно усилители мощности рассчитаны для работы с нагрузкой, имеющей сопротивление 8 и 4 ом. На нагрузке, имеющей внутреннее сопротивление 4 ом, усилитель отдает большую мощность, чем на нагрузке с сопротивлением 8 ом. Для идеального усилителя эта мощность в 2 раза выше, что определяется отношением сопротивлений различных нагрузок. Однако, так как реальный усилитель обладает своим собственным сопротивлением, при уменьшении сопротивления нагрузки в два раза отдаваемая реальным усилителем мощность возрастает в несколько меньшей степени. Например, если усилитель отдает мощность 300 вт. на нагрузке с сопротивлением 8 ом, то на нагрузке с сопротивлением 4 ом тот же усилитель будет отдавать около 500 вт. Внутреннее сопротивление усилителя создает еще одну проблему. Чем выше сопротивление его выхода, тем большую часть выходной мощности усилитель будет превращать в тепло. Доля рассеиваемой усилителем выходной мощности также сильно возрастает с уменьшением сопротивления нагрузки. Например, тепловые потери мощности усилителя с нагрузкой 4 ом. в 2 раза выше, чем с нагрузкой 8 ом. С нагрузкой сопротивлением 2 ом тепловые потери мощности будут в 4 раза превышать потери того же усилителя, если к нему подключена нагрузка, имеющая сопротивление 8 ом. Это явление приводит к тому, что при низких сопротивлениях нагрузки работа усилителя становится малоэффективной, а сам усилитель сильно перегревается. Поэтому подключать к выходу усилителя нагрузку, имеющую сопротивление меньше номинального, не рекомендуется. Повышение эффективности работы усилителя является очень сложной технической задачей. Производителям радиоэлектронной аппаратуры приходится увеличивать сложность конструкций усилителей — разрабатывать громоздкие системы охлаждения и отвода тепла, применять стабилизаторы температуры и специальные высокоэффективные источники питания — только для того, чтобы увеличить отдаваемую усилителями мощность.
Как правильно измерить мощность усилителя
Сопротивление нагрузки и связь с передатчиком
Цепи управления и связипостоянного тока могут быть привередливыми зверюшками. Им требуются правильные кабели, они настаивают на максимальных расстояниях для длины магистрали и / или ответвления, а иногда заходят так далеко, что перестают работать без надлежащего сопротивления нагрузки.
Но что такое «сопротивление нагрузке»? И для чего это? И почему эта управляющая сеть отказывается работать без него?
Определение сопротивления нагрузки
На самом базовом уровне сопротивление нагрузки — это совокупное сопротивление цепи, которое определяется напряжением, током или источником питания, управляющим этой схемой.Это включает сопротивление проводов и сопротивление любых устройств, подключенных к этим проводам. Все, что находится между «местом, где ток уходит» и «местом, где ток входит», способствует сопротивлению нагрузки.
Иногда сюда входит даже нагрузочный резистор. Нагрузочный резистор — это резистор, единственная функция которого заключается в увеличении сопротивления нагрузки схемы до определенного уровня.
Так вот и «что». Чтобы понять «зачем», давайте рассмотрим два случая, когда сопротивление нагрузки может иметь решающее значение для правильной работы цепи управления постоянным током или цепи связи.
- Разделение линий
- Преобразование сигнала
Разделение линий
Сети управленияModbus и другие, подобные Modbus, используют для связи два провода. Соотношение напряжений между двумя линиями (A выше B или B выше A) является неотъемлемой частью того, как работает связь между устройствами. Для эффективной связи между ведущим и ведомым устройствами напряжение между двумя линиями должно быть одинаковым во всей сети.
В сетяхModbus на каждом конце сети используются нагрузочные резисторы для стабилизации напряжения. (Поскольку эти резисторы расположены на концах, мы называем их согласующими резисторами, а не нагрузочными резисторами.) Однако, если ведущее устройство данной сети находится на одном конце, а не в промежуточной точке, внутреннее сопротивление этого ведущего устройство ведет себя как оконечное сопротивление. Таким образом, согласующий резистор на противоположном конце сети необходимо согласовать с внутренним сопротивлением ведущего устройства.
«Но почему?» ты спрашиваешь. Это кажется немного произвольным и надуманным. Почему мы не можем использовать какой-либо старый согласующий резистор на дальнем конце линии?
Справедливый вопрос. Давайте посмотрим на это так: скажем, у нас есть два параллельных провода, между которыми на каждом конце подключен резистор. Если мы подадим напряжение постоянного тока на один конец, и резисторы будут согласованы, напряжение на другом конце будет (для всех намерений и целей) одинаковым. Но если резисторы не согласованы, особенно если они значительно различаются по размеру, напряжение на дальнем конце будет другим, что приведет к протеканию в цепи несогласованного тока, нарушающему связь.
Таким образом, согласование сопротивления нагрузки с сопротивлением источника чрезвычайно важно для этого типа сети.
Преобразование сигнала
Другие сети связи и управления, такие как HART, используют нагрузочные резисторы для преобразования сигналов тока в сигналы напряжения.
Например, передатчик HART, который передает сигнал 4–20 мА, не может напрямую связываться с платой аналогового ввода HART, которая обнаруживает сигналы 0–5 В постоянного тока. Однако пропускание сигнала 4–20 мА через резистор 250 Ом создаст сигнал 0–5 В постоянного тока, который может понять карта ввода.Итак, в этом случае, вместо того, чтобы использовать нагрузочный резистор для поддержания напряжения, мы используем его для создания напряжения.
Проверьте свою документацию
Это всего лишь два способа, которыми управляющие сети зависят от определенных нагрузочных резисторов. Если у вас возникли проблемы со связью по вашей сети управления, обязательно проверьте документацию на свои устройства, чтобы узнать, может ли сопротивление нагрузки быть частью вашей проблемы.
Мы сталкиваемся с этой проблемой чаще, чем вы думаете.Поскольку это мелочь, ее бывает сложно идентифицировать, что вызывает простои и разочарование.
Свяжитесь с нами, если у вас есть вопросы относительно подключения ваших устройств APG. Это один из нескольких примеров проблем с проводкой и сетью, которые могут изменить или полностью испортить хорошие показания исправного датчика.
кредит на верхнюю фотографию: Николас Баффлер через flickr cc — обрезанное напряжение
— Что такое нагрузочный резистор?
Нагрузочный резистор на самом деле является абстрактным термином…
Если вы считаете, что электрическая цепь предназначена для воздействия на какое-то другое устройство для выполнения «работы», то это внешнее устройство является «НАГРУЗКОЙ» цепи.
смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab
Однако это не так просто, поскольку у нагрузки должна быть ссылка. Рассмотрим схему ниже.
смоделировать эту схему
Обратите внимание, на этот раз есть два резистора \ $ R1 \ $ и \ $ R2 \ $.\ $ R2 \ $ подключен к клеммам левой цепи, которая включает \ $ R1 \ $.
Как и раньше, вы можете сказать, что \ $ R2 \ $ — это нагрузка для этой схемы. Однако вы также можете сказать, что нагрузка на генератор напряжения равна \ $ R1 + R2 \ $. Итак, вы можете видеть, они, строго говоря, загружаются ОБА в зависимости от того, куда вы смотрите.
Однако, вообще говоря, мы говорим, что то, что выполняет предполагаемую работу схемы, — это нагрузка.
Нагрузки могут быть простыми линейными сопротивлениями или могут быть комплексными сопротивлениями, как показано ниже.
смоделировать эту схему
Нагрузочный резистор может иметь несколько значений. Нагрузка в этой цепи — это эффективное сопротивление всех компонентов справа. \ $ R1 \ $ в этом случае можно с полным правом называть «нагрузочным резистором», поскольку существует только один, но, как вы можете видеть, это может вызвать путаницу.
Чтобы еще больше запутать, иногда мы используем другое значение для нагрузочного резистора.
смоделировать эту схему
В приведенной выше схеме схема регулятора напряжения предназначена для управления нагрузочным резистором \ $ R1 \ $.Однако из-за того, как работает этот регулятор, к нему должно быть что-то прикреплено, чтобы потреблять минимальный ток, чтобы он мог правильно регулировать. Чтобы соответствовать этому требованию, в комплект входит внутренний «нагрузочный резистор» \ $ R2 \ $.
Вкратце
Нагрузка и, в частности, Нагрузочный резистор — это расплывчатое понятие, предназначенное для фокусирования функции на рассматриваемых объектах и всегда ссылающееся на то, что управляет указанной нагрузкой.
Нагрузочный резистор, в частности, широко используется во время обучения, чтобы позволить вам математически моделировать схемы.Так же, как я сделал выше. На самом деле нагрузка редко бывает резистором.
Нагрузочный резистор — вещи, о которых вам никогда не говорят
Нагрузочный резистор — это выходное устройство для тестирования или компонент , который используется в качестве идеального выхода при проектировании или тестировании электрической схемы.
Чтобы понять , что такое нагрузочный резистор в деталях, вы должны знать о термине нагрузка, откуда он взялся? в чем его практическое применение? Подробнее о различных других его формах ниже.
Что такое нагрузка?
Нагрузка — это любое устройство, которое может рассеивать значительное количество энергии от источника для обеспечения требуемой выходной мощности.
Таким образом, эта нагрузка может быть резистивной, емкостной, индуктивной или комбинацией любых двух.
И потребляемая ими мощность может находиться в диапазоне от долей ватт до нескольких киловатт (мкВт до кВт). Термин «нагрузка» имеет широкий характер, поэтому мы постараемся охватить и его в дальнейшем.
Название нагрузки связано с тем, что она рассматривается как добавленная нагрузка к цепи, кроме того, ее характеристика — сопротивление нагрузки.
Тип нагрузки:
a) Она может быть пассивной или активной по своей природе.
б) Он может быть линейным или нелинейным по своей природе.
Существует три основных типа импеданса нагрузки (Z):
i) Активная нагрузка [Xr]
iii) Емкостная нагрузка [Xc]
iii) Индуктивная нагрузка [Xl]
Что такое нагрузочный резистор? -Резистивная нагрузка:
Нагрузка в цепи, которая по своей природе является резистивной, называется резистивной нагрузкой или резистором нагрузки . Свойство материала или устройства сопротивляться потоку электронов через него называется удельным сопротивлением.
Резистивные нагрузки демонстрируют свойство чистого удельного сопротивления (нет никакого реактивного сопротивления или полной проводимости, которые являются свойством конденсатора и катушки индуктивности, XR ≠ 0, XC = 0 и XL = 0, что подразумевает Z = XR)
Обозначение резистора нагрузки:
Формула резистора нагрузки:
Такой конкретной формулы нет, но если вы хотите ее найти, обратитесь к выходному сопротивлению усилителя (только в случае усилителя)
- Кроме того, нагрузка резистор является временным, а имитировал выходное устройство только для целей проектирования и тестирования.
Вы найдете этот « TERM » в учебных программах и учебных пособиях, но никогда не найдете в реальных практических схемах. - Другими словами, это просто резистор, который использовался в качестве нагрузки в различных схемах, особенно в тестируемых или для экспериментальных целей .
- Это можно увидеть как динамик, используемый в качестве выходного устройства в схеме усилителя вместо нагрузочного резистора ( RL ).
- Кроме этого светодиод / лампа / лампочка используется как индикатор в схемах преобразователя мощности в качестве выходного устройства вместо ( RL ).
- Обратите внимание, что значение резистора нагрузки может быть любым, , которое может обрабатывать выходную мощность от схемы источника.
Что такое нагрузочный резистор в цепи?
Ниже приведены элементы, которые могут выдерживать нагрузку:
1) Простой резистор
2) Аудиоколонки
3) Светодиодные индикаторы
4) Все типы световых индикаторов
5) Резистивные датчики
6) Зуммеры
7) выходной каскад усилителя радиочастоты или усилителя звуковой частоты.
8) Антенны
9) Резистор высокой мощности
Он также известен как разрядный нагрузочный резистор, этот тип устройства используется для разряда накопленной энергии в выходном конденсаторе, чтобы избежать поражения электрическим током или повреждения выходных устройств. .
Миниоразрядный резистор нагрузки USB коммерчески доступен для продажи через Интернет. Его цель — разрядить цепи источника USB, чтобы избежать случайного поражения электрическим током.
Переменный резистор нагрузки:
Как следует из названия, переменный + нагрузка + резистор . Это нагрузка, имеющая переменное сопротивление, которым можно управлять вручную или другими способами. На этом изображении показан резистор с переменной нагрузкой , доступный для экспериментальных целей в лабораториях.Он поставляется с различной мощностью от 5 Вт до 100 Вт и так далее. Его также называют потенциометром.
Обычно резистор переменной нагрузки используется для проверки влияния сопротивления нагрузки на мощность, потребляемую схемой, и некоторые другие параметры.
ii) Емкостная нагрузка:
Нагрузка в цепи, которая является емкостной по своей природе, может быть названа емкостной нагрузкой.
Емкостная нагрузка может представлять собой комбинацию конденсатора и катушки индуктивности, в которой емкость должна быть больше, чем индуктивность ( XC> XL ).Или в цепи должен быть только конденсатор.
iii) Индуктивная нагрузка:
Нагрузку, подключенную в цепи, которая является индуктивной, можно назвать индуктивной нагрузкой.
Индуктивная нагрузка может представлять собой комбинацию катушки индуктивности и конденсатора, в которой индуктивность должна быть больше, чем у конденсатора ( XL> XC ). Или схема должна быть полностью построена на индукторах.
FAQ:
Что делать, если мы не используем сопротивление нагрузке?
В таком случае мы не можем понять природу схемы при подключенной нагрузке, и это влияет на анализ схемы.
Что делать, если мы используем очень маленькую нагрузку в цепи питания / электрооборудования?
Схема будет передавать большой ток и может вызвать короткое замыкание, которое в результате может разрушить схему драйвера.
Узнайте о сопротивлении нагрузки | Chegg.com
Скорость, с которой электрическая энергия передается в цепь, известна как электрическая мощность. Он определяется как произведение напряжения В и тока I . Однако вся мощность, подаваемая источником, не передается на нагрузку.{2} R_ {L} PL = VIL = IL2 RL
Вышеприведенное уравнение показывает, что если,
RL = ∞R_ {L} = \ infty RL = ∞
, то
RL = 0R_ {L} = 0RL = 0
Когда RL = ∞R_ {L} = \ infty RL = ∞, ток нагрузки IL = 0I_ {L} = 0IL = 0, и, следовательно, PL = 0P_ {L} = 0PL = 0.
Максимальная мощность, которая может быть передана на сопротивление нагрузки, определяется теоремой о максимальной передаче мощности. В нем говорится, что максимальная мощность передается в цепь, когда сопротивление нагрузки цепи равно внутреннему сопротивлению источника.{3}} RL2 d2 (D) = −RL3 2RS2
(Вторая производная положительна, что указывает на минимальное значение знаменателя, что эквивалентно максимальному значению мощности PL .)
Следовательно, мощность, передаваемая на нагрузку, будет максимальной, когда сопротивление нагрузки цепи равно сопротивлению источника. Эффективность схемы определяется отношением мощности, рассеиваемой нагрузкой, к мощности, развиваемой источником.
эффективность (η) = RLRL + RS эффективность \ left (\ eta \ right) = \ frac {R_ {L}} {R_ {L} + R_ {S}} эффективность (η) = RL + RS RL
Когда RL = RS ,
эффективность (η) = RL2RLefficiency \ left (\ eta \ right) = \ frac {R_ {L}} {2R_ {L}} эффективность (η) = 2RL RL
Это означает, что
η = 50 процентов \ eta = 50 процентов η = 50 процентов
На приведенном выше графике показано изменение мощности, передаваемой нагрузке, в зависимости от значения сопротивления нагрузки.
Что такое нагрузочный резистор и почему он используется
Что такое нагрузочный резистор и почему он используется?
сопротивление нагрузки — это термин, используемый для определения параметров нагрузки цепи. Если вы исследуете разные схемы с нагрузочным резистором, изменение их значений поможет вам найти нагрузочную способность этой схемы для данного сопротивления нагрузки.
Нагрузочные резисторыиспользуются для согласования импеданса, передачи максимальной мощности, повышения стабильности выхода и обеспечения минимального протекания тока.в импульсных источниках питания они необходимы для правильной работы блока питания.
Сопротивление нагрузки не отличается от нормального сопротивления, но используется на выходе схемы. Некоторые особенности сопротивления нагрузке:
1) Большая нагрузка потребляет больше тока, тогда как легкая нагрузка потребляет меньше тока.
2) в случае несцепной нагрузки потребляет минимальный ток.
основной причиной применения этой нагрузки является увеличение или уменьшение мощности нагрузки в соответствии с требованиями (т. Е. Обеспечение постоянной мощности в цепи), что может быть доказано с помощью основных законов схемы, таких как kvl и kcl.
Нагрузочный резистор, как правило, представляет собой любой резистивный элемент, подключенный к источнику питания для его зарядки в нормальном режиме работы.
Иногда сопротивление нагрузки варьируется, чтобы проверить работу источника питания при различных условиях нагрузки.
Для любого сопротивления нагрузки необходимо указать два параметра: сопротивление и мощность.
Для источников питания переменного тока необходимо также учитывать емкость и индуктивность нагрузочного резистора, особенно на самых высоких частотах.
Нагрузочный резистор — это любое сопротивление, подключенное к выходу цепи. например, лампа, колба, нагреватель и т. д. Общий термин, используемый, но не обязательно означающий сопротивление, так как он также может означать или относиться к другому компоненту. в качестве индуктора или сложной сетевой нагрузки ..
Резистор, компонент, который может отображать, какой будет доступный ток, включенный или ожидаемый в цепи. компонент, который также может отображать выходное сопротивление конкретного каскада.сопротивление является функцией тока и напряжения, импеданс может быть сложной величиной выхода… импеданс является важным фактором при передаче мощности!
это не нагрузочный резистор, это зарядка. Нагрузка может быть резистивной, индуктивной, емкостной или их комбинацией.
есть интересный момент по поводу заряда.
Когда нагрузка высока, сопротивление / реактивное сопротивление нагрузки низкое, и наоборот. Сопротивление нагрузки обычно — это сопротивление цепи, которая тянет весь ток, но это может быть что угодно, потребляющее мощность в цепи, хотя это то, что заботится о выходе вашей схемы.Нагрузочный резистор можно обозначить как светодиод или аккумулятор в зарядном устройстве.
Пример: найдите схему ограничения тока, и вы обычно найдете резистор, называемый нагрузкой, который действует как шунт резистора, создавая падение напряжения, которое изменяется пропорционально току, протекающему через нагрузку, так что усилитель может обеспечивают обратную связь на входе схемы, которая управляет током через резистор и не позволяет ему потреблять ток, превышающий заданный максимальный ток.
Сопротивление нагрузки в этой цепи представляет собой тип вашей попытки вождения, с которой вы хотите контролировать ток, который проходит через нее, обычно это батарея, хотя в этом примере, но это также может быть своего рода датчик, который может обрабатывать только небольшой ток, который в противном случае мог бы его уничтожить, если бы это значение было превышено.
Нагрузочный резистор— обзор
18.2.1 Высоковольтные PIN-диоды (ступенчатые восстанавливающие диоды SRD)
Рис.18.3A показана упрощенная структура типичного Si высоковольтного мощного диода с носителями прямого смещения на рис. 18.3A [10]. Этот тип диодов имеет сильно легированный анод P + и подложку N + , разделенные слаболегированным эпитаксиальным слоем N — (или почти собственным, I), называемым дрейфовой областью [11]. Область дрейфа, обычно не встречающаяся в маломощных диодах, должна содержать толстый обедненный слой высоковольтного PIN-диода с обратным смещением, определяющий номинальное напряжение обратного пробоя (или удержания) диода (сквозные диоды) .
Рис. 18.3. (A) Прямо смещенный PIN-диод, (B) P + PN — N + Структура SOS-диода и типичный профиль легирования, и (C) поведение обратной блокировки SOS-диода.
Включение PIN-диодов требует удаления обедненного слоя (восстановление прямого напряжения, поскольку перед включением диод смещен в обратном направлении). Удаление накопленного заряда истощения требует определенного тока и времени. В прямой проводимости преобладает инжекция дырок высокого уровня (модуляция проводимости) в дрейфовой области, которая становится виртуальной P-областью.Инжектированный неосновной заряд является положительным, если диод является проводящим, прямой ток обеспечивает неосновные носители со скоростью, с которой они рекомбинируют. Напряжение в состоянии на относительно высокое, электрическое поле распространяется через область дрейфа. Это электрическое поле необходимо для транспортировки носителей заряда из области P в область N.
Чтобы отключить PIN-диод, накопленные избыточные носители, в основном в области дрейфа, должны быть разряжены до обратного смещения диода, при этом неосновной заряд становится отрицательным (обратное восстановление).При подаче обратного напряжения U R прямой ток уменьшится (рис. 18.3C) со скоростью
(18.2) diFdt≈IRRtrr
станет отрицательным, чтобы вывести избыточные носители из области дрейфа и зарядите обедняющую емкость C eqoff , которая относительно мала из-за широкой области дрейфа. При постоянном обратном напряжении U R , приложенном в индуктивных цепях (индуктивность L S ), скорость нарастания обратного тока диода, считающаяся постоянной, составляет
(18.3) didt≈URLS
, достигнув значения I RR
(18,4) IRR = trrURLS
при обратном времени восстановления t rr
(18,5) trr =
LSIRRUR =
LSIRRUR восстанавливающий заряд Q RR(18,6) QRR = IRRtrr2
В колебательных цепях LC (рис. 18.4) PIN-диод может смещаться в обратном направлении из-за отрицательного быстрорастущего напряжения с высоким пиковым значением В RM , что может быть более чем в три раза выше приложенного постоянного напряжения U (рис.18.3C).
Рис. 18.4. Генерация импульсов SOS с использованием магнитного накопителя энергии.
При высоких обратных напряжениях энергия импульса должна быть ограничена, чтобы избежать ударного ионизационного тока, разрушающего диод в результате лавинного пробоя и чрезмерного рассеивания мощности. Поэтому PIN-диоды следует использовать с очень короткими импульсами, обостряя их и увеличивая амплитуду напряжения подаваемых импульсов.
Полупроводниковые размыкающие переключатели (SOS), также известные как ступенчатые восстановительные диоды (SRD), зарядные диоды или мгновенные диоды, представляют собой модифицированные высоковольтные диоды с выводами, использующие структуру P + PN — N + с постепенно легируемой структурой. Слой P (рис.18.3B) [12]. Неосновные носители, инжектированные диодом, не должны иметь времени для рекомбинации и не должны диффундировать слишком далеко от перехода, прежде чем они будут удалены под действием обратного смещения с обратным током. Время жизни неосновных носителей SOS-диода определяет длительность импульса. Таким образом, SOS-диоды оптимизированы для относительно медленного обратного восстановления ( Λt rr ≈ 50–100 нс), но резкого восстановления (очень быстрое затухание обратного тока) (1 — Λ ) t rr ≈ 5 нс (Рис.18.3C).
Характеристики SOS-диода зависят не только от прямого тока накачки (плотность тока и очень короткое время для предотвращения насыщения), но также от профиля легирования структуры P + PN — N + и срока службы носителей. Обратное восстановление SOS-диодов (например, их открытие) должно отличаться от PIN-диодов, поскольку прерывание тока должно происходить в основном в более узком слое, легированном P, а не в дрейфовом слое. SOS-диод может переключать большие токи (kA) за наносекундное время открытия с автоматическим равномерным распределением обратного напряжения (kV) в последовательно соединенных SOS-диодах во время спада тока.Последовательные стеки до тысячи SOS могут быть развернуты для получения рабочих напряжений, близких к уровню мегавольт, пиковых токов в несколько кА, пиковой мощности ГВт и средней мощности в десятки киловатт.
В упрощенной схеме для работы SOS (рис. 18.4) предполагается, что прямоугольный предымпульс с амплитудой U и длительностью импульса T U генерируется и подается на SOS последовательно с индуктором L S для зарядки конденсатора C R .
Во время положительной части предымпульса, периода прямой накачки, SOS-диод смещен в прямом направлении, и почти синусоидальный ток катушки индуктивности увеличивается, чтобы накапливать энергию в резонансной цепи L S C R и избыточные носители в диоде.
Предположим, что L S C R с резистором нулевой последовательности r S ( r S → 0), тогда этот ЖК недемпфирован ( ζ <1), индуктор в настоящее время задается как
(18.7) iL = Ime − ζωRtsinωR1 − ζ2t + ϕζ = rS2ZR≈0; ZR = LSCR; ωR = 1LSCR
Значения I m и ϕ получены из начальных условий iL0v = 0L0, vCR0 = U. Следовательно,
(18,8) iL = UZR1 − ζ2e − ζωRtsinωR1 − ζ2t
, где Z R — характеристический импеданс
(18,9) ZR = LS / CR
9039 S 904 L 904 R резонансный резервуар с частотой колебаний ω R , установлен для обеспечения зарядки во время T U :
(18.10) ωR = LSCR − 1 = πTU
Зарядка должна происходить только в течение половины цикла колебаний; Таким образом, T U = (2 π / ω R ) / 2.
Без учета потерь ( L S C R коэффициент демпфирования резонансного резервуара почти равен нулю), паразитных эффектов и падений напряжения на диоде, прямой ток диода получается из
(18.11) iL = UZRsinωRt
с пиковым значением
(18,12) IF≈U / ZR
Так как r S ≈ 0, на конденсаторе C R напряжение равно
(18.13) vCR = 1CR∫0tUZRsinωRtdt + vCR0 = U1 − cosωRt
При t = T U = π / ω R , конденсатор C R будет заряжаться почти до 904
(18,14) VCR≈2U
Если пренебречь постоянной времени затухания рекомбинации, прямой накопленный заряд диода составляет почти
(18,15) QF≈2IFωR≈2UωRZR≈2UCR
Во время интервала синусоидальных отрицательных колебаний диод все еще проводит ток. , предымпульсное напряжение почти равно нулю, а ток катушки индуктивности становится отрицательным.Момент обратного восстановления (размыкание) диода SOS происходит почти при пиковом токе разряда C R
(18,16) IRR≈2UZR≈2IF
является зарядом обратного восстановления
(18,17) QRR≈IRRωR
почти равно впрыскиваемому вперед заряду. Таким образом, ток обратного восстановления почти в два раза больше пикового прямого тока I RR ≈ 2 U / Z R ≈ 2 I F , составляя
(18.18) ZR = 2UIRR
Предполагая резкое восстановление диода и предполагая сохранение энергии, импульсное напряжение v p зависит от нагрузочного конденсатора C Z и резистора R Z ; для недемпфированных L S C Z || R Z параллельных цепей, ( ξ <1) задано как
(18,19) vp = Vme − ξωZtsinωz1 − ξ2t + ϕξ = Zz2Rz; Zz = LSCz; ωz = 1LSCz
02 где нагрузка Z параллельно с Z Z , так как ZZ = LS / CZ характеристический импеданс второго порядка L S C Z || R Z параллельная цепь с коэффициентом демпфирования ξ≈ZZ / 2RZ и незатухающей резонансной частотой ωZ≈LSCZ − 1, управляемая начальным током I RR индуктора L S .
Значения V m и ϕ получены из начальных условий v p (0) = 0 и i Ls (0) = I RR . Следовательно,
(18.20) vp = IRRZz1 − ξ2e − ξωZtsinωz1 − ξ2t
Максимальное напряжение v pmax = В RM происходит при t =
t (18.21) tpeak = tan − 11 / ξ2−1ωz1 − ξ2VRM = vpmax = IRRZze − ξtan − 11 / ξ2−11 − ξ2Приведенное выше уравнение V RM можно использовать для определения необходимого I RR , а затем, используя уравнение.(18.18) значение Z R .
Для почти оптимальной передачи энергии нагрузочному резистору R Z следует использовать значение демпфирования немного ниже критического значения, так как импульс v p имеет примерно синусоидальную форму. Сети или линии, формирующие импульсы, могут быть использованы для его компенсации [12].
Из приведенных выше уравнений, предполагая коэффициент демпфирования 0,7 < ξ <0,9, проектный диодный импульсный генератор SOS следует этапам:
(18.22) 1ξ≈0,8 малосцилляций⇒Zz = 2ξRz2ZR = 2UZzvPmaxe − ξtan − 11 / ξ2−11 − ξ23ωR = πTU4CR = 1ωRZR5LS = ZRωR6CZ = LSZZ2
При условии, что срок службы SOS-диода достаточно длинный, при этом срок службы диода SOS является подходящим, для почти сохранения заряда, резкое обратное восстановление и ноль при напряжении в состоянии (относительно значений U ). Часто C Z должен учитывать внутреннюю емкость SOS-диода или непрерывающееся восстановление диода.
Упрощенная конструкция, годная почти для 0.75 < ξ <1, приводит к немного более высоким импульсным напряжениям В RM . Рассмотрим
(18,23) VRM≈IRRRZ || ZZforCR≫CZ
Для получения почти критической демпфированной нагрузки (0,7 < ξ <0,9) она должна быть
(18,24) 1,4RZ Тогда из требуемого V RM и I RR значение Z R составит (18,25) ZR≈2URZ || ZZVRM и ωR =
(18.26) LS≈ZRωR
и
(18,27) CR≈1ωRZR
Из L S и Z Z , конденсатор параллельной нагрузки C Z , добавленная или паразитная емкость SOS C eqoff , должно быть
(18,28) CZ≈LSZZ2
Для требуемого В RM в нагрузочном резисторе R Z и конденсаторе C Z должен выдерживать
- —
прямой ток I F ,
- —
время откачки T U ,
- —
- обратное напряжение
- —
ток обратного восстановления I RR ,
- —
заряд обратного восстановления Q RR .
Высокие пиковые напряжения В RM и сравнительно низкие значения I RR требуют очень низких значений параллельной емкости нагрузки (паразитной) C Z или более высоких значений I РР .
Пример 18.1
Определите параметры схемы на рис. 18.4, чтобы получить 30 нс импульс 1 МВ в резисторе R Z = 1 кОм (пик 1 МВт), подключенный параллельно с конденсатором C Z , от предымпульс, имеющий U = 300 кВ и длительность импульса T U .
Решение
Предполагая сохранение вольт × секунду при равном токе, длина предымпульса должна быть
TU≈30 × 10-9 × 106/300 × 103≈100 нс
Тогда из приведенных выше уравнений получается
ωR = π / TU = π / 100 × 10−9≈3,14 × 107рад / с
Если принять ξ = 0,75, то
ZZ≈2ξRZ≈1,5RZ≈1,5 кОм
ZR = 2UZzvPmaxe− ξtan − 11 / ξ2−11 − ξ2≈396 Ом
LS≈ZR / ωR≈360 / 3,14 × 107≈12,6 мкГн
CR≈1 / ZRωR≈1 / 360 × 3,14 × 107≈81 пФ
иCZ≈LS / ZZ2≈12.6 × 10-6 / 3962≈5,6 пФ
Это низкое значение, учитывая эквивалентную обедненную емкость SOS-диода (или ассоциации диодов) C eqoff , не говоря уже о паразитных емкостях. SOS-диод должен выдерживать
IF≈U / ZR≈300 × 103 / 396≈758A
IRR≈2IF≈1,52 кА
vpmax = IRRZze − ξtan − 11 / ξ2−11 − ξ2≈VRM≈IRRRZ || ZZ ≈1520 × 600≈106 В
QRR≈IRR / ωR≈1520 / 3,14 × 107≈50 мкКл
Среднее время жизни избыточного носителя (дырок) (обратная величине затухания рекомбинации) должно быть выше 1 мкс, а время обратного восстановления диода должно быть
trr≈π / 2ωR≈πLSCR / 2≈50ns
, то есть почти половина времени прямой накачки.Поскольку затухающая резонансная частота равна
ωZd = ωZ1 − ξ2
, длительность импульса (время установления) близка кTp = π / ωZ1 − ξ2 = πLSCZ / 1 − ξ2≈34 нс
Это около требуемых 30 нс , как это видно на рис. 18.5. Конструкции для более высоких значений C Z требуют коэффициентов демпфирования ξ в сторону 0,5, которые увеличивают номинальные характеристики диодов SOS ( I F , I RR и Q RR ), но допускают удвоение емкости C Z .
Рис. 18.5. SOS v p импульс, генерируемый с использованием накопителя магнитной энергии. (A) Верхний график показывает формы сигналов U , v CR , v AK и v p в вольтах и (B) формы сигналов i D и i L в амперах на нижнем графике.
Этот генератор импульсов SOS умножает амплитуду входящего предымпульса на коэффициент, немного превышающий 3.
Учитывая нынешние возможности SOS-диодов (около 1 кА и 1 кВ), для этого импульсного модулятора на 1 МВ потребуется
- 1.
матрица из нескольких тысяч SOS-диодов, собранных в несколько параллельных диодов;
- 2.
масляная изоляция и охлаждение с теплоотводом вода / воздух;
- 3.
Особое внимание уделяется минимизации паразитных индуктивностей и емкостей.
В других устройствах SOS для достижения сверхбыстрого времени переключения используются уникальные методы диффузии, такие как устройство восстановления ступенчатого дрейфа (DSRD), диод с обратным восстановлением (IRD) и устройство отложенной ионизации (DID).Каждое устройство способно генерировать импульсы от 1 до 10 кВ со временем нарастания от 100 пс до 1 нс.
Кремниевый лавинный точилка (SAS) на основе PIN-диода — это устройство для заточки, которое сокращает время нарастания импульса. Обычно он работает с обратным смещением, с медленным временем нарастания и коротким обратным импульсом, подаваемым на SAS, чтобы вызвать его лавину. Когда происходит лавинный пробой дрейфового слоя ПАВ, к нагрузке прикладывается импульс с очень коротким временем нарастания. Лавинный пробой не разрушает SAS, если входной импульс достаточно короткий.
Мощность и внутреннее сопротивление
Мощность и внутреннее сопротивлениеДалее: Рабочие примеры Up: Электрический ток Предыдущий: Энергия в цепях постоянного тока
Мощность и внутреннее сопротивление Рассмотрим простую схему, в которой батарея ЭДС и внутренняя сопротивление управляет током через внешний резистор сопротивления (см. рис. 17). Внешний резистор обычно называют к нагрузочному резистору .Он мог обозначать либо электрический свет, либо электронагревательный элемент, а может и электродвигатель. В основная цель схема должна передавать энергию от батареи к нагрузке, где она фактически делает что-то полезное для нас ( например, , освещение лампочку или поднятие тяжести). Посмотрим, насколько внутреннее сопротивление батареи мешает этому процессу.
Эквивалентное сопротивление цепи равно (поскольку сопротивление нагрузки равно
последовательно с внутренним сопротивлением), поэтому ток, протекающий в
схема задается
| (145) |
Выходная мощность ЭДС просто
| (146) |
Мощность, рассеиваемая в виде тепла внутренним сопротивлением батареи, равна
| (147) |
Точно так же мощность, передаваемая нагрузке, равна
| (148) |
Обратите внимание, что
| (149) |
Таким образом, часть выходной мощности батареи немедленно теряется из-за рассеивания тепла внутреннее сопротивление батареи.Остаток передается в нагрузку.
Пусть
и . Это следует из
Уравнение (148) что
| (150) |
Функция монотонно возрастает от нуля при увеличивая диапазон, достигает максимальное значение at, а затем монотонно убывает с увеличением В диапазоне . Другими словами, если сопротивление нагрузки изменяется на постоянная, а затем передаваемая мощность достигает максимума значение
| (151) |
когда .Это очень важный результат в электротехнике. Передача мощности между источником напряжения и внешней нагрузкой наиболее эффективна, когда сопротивление нагрузки соответствует внутреннему сопротивлению источника напряжения. Если сопротивление нагрузки слишком низкое, то большая часть выходной мощности напряжения источник рассеивается в виде тепла внутри самого источника. Если сопротивление нагрузки слишком велик, тогда ток, протекающий в цепи, слишком мал, чтобы передавать энергию нагрузке с заметной скоростью.Отметим, что в оптимальном случае , только половина выходной мощности источника напряжения передается в нагрузку. Другая половина рассеивается внутри в виде тепла. источник. Между прочим, инженеры-электрики называют процесс, при котором сопротивление нагрузка согласована с нагрузкой источника питания согласование импеданса (импеданс — это просто причудливое название сопротивления).
Далее: Рабочие примеры Up: Электрический ток Предыдущий: Энергия в цепях постоянного тока Ричард Фицпатрик 2007-07-14 .