+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Цепь переменного тока с активным и индуктивным сопротивлением

Цепь переменного тока с активным
и индуктивным сопротивлением
Цепь с активным сопротивлением
По данной цепи течет
переменный ток под действием
приложенного
синусоидального напряжения
Цепь с активным сопротивлением
График мгновенных значений тока и напряжения
Цепь с активным сопротивлением
При синусоидальном изменении тока и напряжения
мощность тока в цепи тоже изменяется.
Мгновенное значение мощности
Цепь с активным сопротивлением
Среднее значение мощности с учетом закона Ома
Цепь с активным сопротивлением
На основе формулы р = ui строим график мгновенной
мощности р
Мощность в течение периода остается положительной,
значит, направление потока электрической энергии в
течение периода остается неизменным.
Цепь с активным сопротивлением
Среднюю мощность за период Р называют активной, а
сопротивление R — активным сопротивлением.
Активная мощность характеризует среднюю скорость
преобразования электрической энергии в тепловую,
механическую, химическую и другие виды энергий.
Электрическая энергия для данной схемы:
W = Pt
Цепь с идеальным конденсатором
Цепь, в которой
идеальный
конденсатор (R = 0)
подключен к источнику
синусоидального
напряжения :
u= Um sinɷ t.
Цепь с идеальным конденсатором
При переменном
напряжении конденсатор
периодически заряжается
и разряжается и в цепи
протекает ток, равный
скорости изменения
заряда
Цепь с идеальным конденсатором
Цепь с идеальным конденсатором
Величина хс называется реактивным ёмкостным
сопротивлением (Ом).
Ёмкостное сопротивление отражает противодействие
току в цепи со стороны электрического поля
заряженного конденсатора. Ёмкостное сопротивление
обратно пропорционально частоте f при уменьшении
частоты сопротивление хс растет.
Графики тока, напряжения и мгновенной
мощности для цепи с идеальным
конденсатором
Графики тока, напряжения и мгновенной
мощности для цепи с идеальным
конденсатором
— в I и III четвертях периода напряжение на емкости
растет от нуля до Um, пропорционально растет и
заряд конденсатора (q = Си).
Конденсатор заряжается, т.е. энергия накапливается в
электрическом поле конденсатора за счет источника.
Конденсатор является приемником энергии;
— во II и IV четвертях периода напряжение
уменьшается до нуля, пропорционально уменьшается
заряд. Конденсатор разряжается, т.е. энергия
возвращается в сеть. Конденсатор при этом является
источником энергии.
Цепь с идеальным конденсатором
Скорость обмена энергией между генератором и
конденсатором характеризуется мощностью, которая
называется реактивной мощностью Qс
Максимальная энергия, которая накапливается в
электрическом поле конденсатора
Wcm = CUm2/2 = CU2

Активное сопротивление — проводы — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Активное сопротивление — проводы

Cтраница 1

Активное сопротивление проводов и кабелей обычно применяемых поперечных сечений F при частоте 50 Гц практически равно омическому сопротивлению.  [1]

Активное сопротивление проводов может быть несколько больше омического. Причиной тому служит поверхностный эффект.  [2]

Активные сопротивления проводов рассчитываем так же, как и при решении упр.  [3]

Активное сопротивление проводов и кабелей при частоте 50 Гц обычно примерно равно омическому сопротивлению. При этом не учитывается явление поверхностного эффекта. Удельное сопротивление г0 для сталеалюминиевых и других проводов из цветных металлов определяется по таблицам в зависимости от поперечного сечения. Для стальных проводов нельзя пренебрегать поверхностным эффектом, для них г0 зависит от сечения и протекающего тока и также находится по таблицам. При температуре провода, отличной от 20 С, сопротивление линии уточняется по соответствующим формулам.  [4]

Активное сопротивление проводов является важнейшим первичным параметром, так как большая часть потерь мощности в цепи происходит в активном сопротивлении проводов.  [5]

Активное сопротивление проводов является важней шим первичным параметром, так как большая часть потерь мош ности в цепи происходит в активном сопротивлении проводов.  [6]

Активные сопротивления проводов из цветных металлов определяются по табл. П-1.  [7]

Активное сопротивление проводов воздушных линий связи возрастает лишь за счет поверхностного эффекта, и данные, приведенные в табл. 3.4 и на рис. 3.3, соответствуют действительности. У кабельных же цепей, кроме поверхностного эффекта, имеются еще два фактора, влияющих на активное сопротивление проводов и не учтенных в таблице и на рисунке.  [8]

Значение активного сопротивления проводов

в цепи переменного тока несколько отличается от величины сопротивления этих проводов при постоянном токе. Однако при промышленной частоте 50гц эта разница для проводников, выполненных из неферромаг-нитных материалов, настолько незначительна, что ею обычно пренебрегают.  [10]

Значение активного сопротивления проводов в цепи переменного тока несколько отличается от величины сопротивления этих проводов при постоянном токе. Однако при промышленной частоте 150 гц эта разница для проводников, выполненных из неферромагнитных материалов, настолько незначительна, что ею обычно пренебрегают.  [12]

Величины активного сопротивления проводов из меди, стали и биметалла при 20 С с учетом поверхностного эффекта приведены в табл. 3.4. В последней графе этой таблицы дана величина коэффициента К, показывающего, во сколько раз активное сопротивление проводов при частоте 150 кгц больше, чем при постоянном токе.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

Определение индуктивности катушки и ее активного сопротивления методом резонанса

.

Данченко О.П., учитель физики (гимназия №2 г. Хабаровск)

Принадлежности: звуковой генератор, катушка индуктивности, емкостная батарея (известной емкости), вольтметр, миллиамперметр.

Целью работы является: исследования зависимости полного сопротивления (импеданса) в цепи переменного тока от частоты, построение резонансной кривой и нахождение по ней резонансной частоты, активного сопротивления цепи и индуктивности катушки.

ТЕОРИЯ: При последовательном подключении в цепь с переменным электрическим током катушки индуктивности (реальная катушка всегда имеет активное сопротивление) и емкости получается последовательно соединенная R-L-C цепь. При последовательном соединении постоянным параметром цепи будет электрический ток. Напряжение на емкости и индуктивности будут сдвинуты относительно тока UL=IwLcos(wt+p¤2), UC=I/wC*cos(wt-p¤2). Этот сдвиг фаз удобно рассматривать на векторной диаграмме, представленной на рисунке. Из рисунка видно, что сдвиг фаз между током и напряжением на активном сопротивлении катушки R составляет 0, на индуктивности L +p¤2, а на емкости С -p¤2. Из графика видно, что сдвиг фаз между напряжениями на индуктивности UL и емкости UC составляет p, то есть, находится в противофазе. Результирующее напряжение определяется разностью: UL-UC и при равенстве этих напряжений по модулю общее напряжение на реактивных сопротивлениях равно нулю. В этом случае все падение напряжения источника тока приходится на активное сопротивление R (напряжение на индуктивности и емкости могут быть в этом случае во много раз больше, но их сумма равна нулю). Такое состояние системы называют резонансом. При резонансе сопротивление схемы минимально и равно активному сопротивлению катушки. График зависимости полного сопротивления цепи Z от частоты представлен на графике. Значения сопротивления определяют по формуле Ома Z=U/I . Так как при резонансе реактивные сопротивления равны, значения индуктивности можно выразить из формулы 1/wс=wL; L =1/w2C, где w резонансная частота, определенная из графика. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ: Установку собирают согласно предложенной схеме (катушка представлена в виде активного и индуктивного сопротивления). Последовательно катушки подключают известную емкость. Измерительные приборы представлены вольтметром и миллиамперметром. Звуковой генератор должен иметь диапазон от 20 до 20000 гц и напряжение выхода порядка 20в.

Задание.

Соберите установку, согласно чертежу.

Заполните предложенную таблицу:

По данным таблицы постройте график зависимости полного сопротивления цепи от циклической частоты колебания. По графику определите:

Резонансную частоту. (При необходимости повторите измерения в точках, близких к резонансу.)

Активное сопротивление катушки.

Индуктивность катушки.

Напишите вывод.

Цепь переменного тока с активным сопротивлением

Дата публикации: .
Категория: Статьи.

Рассмотрим цепь (рисунок 1), состоящую из сопротивления r. Влиянием индуктивности и емкости для простоты пренебрегаем. К зажимам цепи приложено синусоидальное напряжение

u = Um × sin ωt .

По закону Ома мгновенное значение тока будет равно:

где

или, переходя к действующим значениям, получаем:

и

Как следует из последнего выражения, вид закона Ома для цепи переменного тока, содержащей сопротивление, тот же, что для цепи постоянного тока. Кроме того, из закона Ома видна пропорциональность между мгновенным значением напряжения и мгновенным значением тока. Отсюда следует, что в цепи переменного тока, содержащей сопротивление r, напряжение и ток совпадают по фазе. На рисунке 2 даны кривые напряжения и тока и векторная диаграмма для рассматриваемой цепи, причем длины векторов обозначают действующие значения напряжения и тока. Сопротивление проводников переменному току несколько больше их сопротивления постоянному току. Это объясняется поверхностным эффектом, сущность которого изложена в статье «Поверхностный эффект». Поэтому сопротивление проводников переменному току называют активным. Обозначается оно также буквой r.

Рисунок 2. Графики и векторная диаграмма для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление

В цепи, представленной на рисунке 1, приложенное внешнее напряжение уравновешивается падением напряжения в сопротивлении r, которое называется активным падением напряжения и обозначается Ua.

Ua = I × r .

Мгновенное значение мощности в рассматриваемой цепи равно произведению мгновенных значений напряжения и тока:

p = u × i .

На рисунке 3 дана кривая мгновенной мощности за один период. Из чертежа видно, что мощность не является постоянной величиной, она пульсирует с двойной частотой 1.

Рисунок 3. Кривая мгновенной мощности цепи с активным сопротивлением

Среднее за период значение мощности или просто средняя мощность обозначается буквой P и может быть определена по формуле, доказательство которой мы не приводим:

P = U × I × cos φ ,

где угол φ – угол сдвига фаз между напряжением и током.

Средняя мощность называется также активной мощностью. Данная формула активной мощности справедлива для любых цепей переменного тока.

Для цепи с активным сопротивлением напряжение и ток совпадают по фазе. Поэтому угол φ равен нулю, а cos φ = 1. Для активной мощности получим:

P = U × I

или

P = I2 × r ,

то есть формула мощности для цепи переменного тока с активным сопротивлением такая же, как формула мощности для цепи постоянного тока. Активным сопротивлением обладают все проводники. В цепи переменного тока практически только одним активным сопротивлением обладают нити ламп накаливания, спирали электронагревательных приборов и реостатов, дуговые лампы, специальные бифилярные обмотки и прямолинейные проводники небольшой длины.


1 Пульсацией называется изменение численного значения величины при постоянстве ее знака.

Источник: Кузнецов М. И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560 с.

ЦЕПЬ, СОДЕРЖАЩАЯ РЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ r — Студопедия

В общем случае электрическая цепь переменного тока может содержать резистивные, индуктивные и емкостные элементы, параметрами которых соответственно являются сопротивление r, индуктивность L и емкость С. Анализ и расчет таких цепей значительно сложней, чем цепей постоянного тока. В цепях постоянного тока индуктивные и емкостные элементы проявляют себя только в моменты включения, отключения цепи или изменения ее параметров, когда изменяется ток и появляется ЭДС самоиндукции

е = Ldi/dt в индуктивном элементе и напряжение на емкостном элементе.

В установившемся режиме ток в цепях постоянного тока не изменяется и ЭДС самоиндукции равна нулю, а напряжение на емкости uC соответствует какому-то постоянному значению.

В цепях переменного тока происходит непрерывное изменение напряжения и тока, в результате чего возникает изменяющаяся во времени ЭДС самоиндукции е и напряжение на емкости u

C.

Таким образом, режим работы цепи переменного тока определяется не только сопротивлением r, но индуктивностью L и емкостью С. Прежде чем разбирать общий случай цепи с r, L и С, остановимся на частных случаях.


Рассмотрим цепь, содержащую только резистивный элемент с активным сопротивлением r. Под активным сопротивлением понимают сопротивление проводников переменному току. Вследствие вытеснения тока к поверхности проводника сопротивление проводника переменному току больше, чем постоянному. При малых частотах (несколько десятков и сотен герц) увеличение сопротивления незначительно и активное сопротивление определяется по той же формуле, что и сопротивление постоянному току. При частотах в сотни тысяч и миллионы герц активное сопротивление может оказаться намного больше сопротивления постоянному току и для его определения используют соответствующие формулы.

Рис 2.6. Электрическая цепь, содержащая резистивный элемент с активным сопротивлением r (а), ее векторная диаграмма (б) и графики мгновенных значений u, i, p (в)

Мгновенное значение тока в цепи с активным сопротивлением (рис. 2.6, а) определяется по закону Ома:

i = u/r.

Выразив u черезамплитудное значение

u = Um sin ωt,

получим

где

Im = U

m /r.

Разделив левую и правую части на , получим закон Ома для цепи с активным сопротивлением, выраженный через действующие значения напряжения и тока.

I = U/r.

Из выражения (2.3) следует, что ток и напряжение совпадают по фазе. Векторная диаграмма цепи изображена на рис. 2.6, б, а график мгновенных значений тока и напряжения — на рис. 2.6, в.

Мгновенная мощность цепи равна произведению мгновенных значений напряжения и тока:

р = ui = Um sin ωt • Im sin ωt.

Из графика мгновенной мощности (рис. 2.6, в) видно, что мощность изменяется от нуля до Рm, оставаясь все время положительной. Это означает, что в цепи с активным сопротивлением энергия все время поступает из сети к приемнику r и необратимо преобразуется в нем в теплоту, которая нагревает сопротивление и рассеивается в окружающей среде.


Среднее значение мощности за период

Выразив амплитудные значения напряжения и тока через действующие значения, получим

Pср = UI.

После подстановки U = Ir будем иметь

Pср = UI = I2r = Р. (2.4)

Из выражения (2.4) вытекает, что среднее значение мощности есть электрическая мощность, которая преобразуется в активном сопротивлении в теплоту. Такую мощность называют активной и обозначают символом Р.

К приемникам активной мощности относятся также электрические двигатели, в которых электрическая мощность преобразуется в механическую мощность, развиваемую двигателем на валу.

Активная мощность измеряется ваттметром, включенным соответствующим образом в электрическую цепь переменного тока.

Активное и реактивное сопротивление это

В электротехнике понятие сопротивления представляет собой величину, за счет которой определенная часть цепи может противодействовать электрическому току. Она образуется за счет изменения и перехода электроэнергии в другое энергетическое состояние. Данное явление присуще только переменному току, когда в сети образуется активное и реактивное сопротивление, выражающееся в необратимом изменении энергии или передаче этой энергии между отдельными компонентами электрической цепи.

В случае необратимых изменений электроэнергии сопротивление будет считаться активным, а при наличии обменных процессов – реактивным.

Основные различия между активным и реактивным сопротивлением

Когда электрический ток проходит через элементы с активным сопротивлением, происходят необратимые потери выделяемой мощности. Типичным примером служит электрическая плита, где в процессе работы происходят необратимые превращения электричества в тепловую энергию. То же самое происходит с резистором, в котором тепло выделяется, но обратно в электроэнергию не превращается.

Помимо резисторов, свойствами активного сопротивления обладают приборы освещения, электродвигатели, трансформаторные обмотки, провода и кабели и т.д.

Характерной особенностью элементов с активным сопротивлением являются напряжение и ток, совпадающие по фазе. Рассчитать этот параметр можно по формуле: r = U/I. На показатели активного сопротивления оказывают влияние физические свойства проводника – сечение, длина, материал, температура. Эти качества позволяют различать реактивное и активное сопротивление и применять их на практике.

Реактивное сопротивление возникает в тех случаях, когда переменный ток проходит через так называемые реактивные элементы, обладающие индуктивностью и емкостью. Первое свойство характерно для катушки индуктивности без учета активного сопротивления ее обмотки. В данном случае причиной появления реактивного сопротивления считается ЭДС самоиндукции. В зависимости от частоты тока, при ее возрастании, наблюдается и одновременный рост сопротивления, что отражается в формуле xl = wL.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от емкости. Оно будет уменьшаться при увеличении частоты тока, поэтому данное свойство широко используется в электронике для выполнения регулировочных функций. В этом случае для расчетов используется формула xc = 1/wC.

В электронике существует не только активное и реактивное, но и полное сопротивление цепи, представляющее собой сумму квадратов обоих сопротивлений. Этот параметр обозначается символом Z и отображается в виде формулы:

В графике это выражение выглядит в виде треугольника сопротивлений, где реактивное и активное сопротивление соответствуют катетам, а полное сопротивление или импеданс – гипотенузе.

Индуктивное сопротивление

Реактивное сопротивление подразделяется на два основных вида – индуктивное и емкостное.

При рассмотрении первого варианта следует отметить возникновение в индуктивной обмотке магнитного поля под действием переменного тока. В результате, в ней образуется ЭДС самоиндукции, направленной против движения тока при его росте, и по ходу движения при его уменьшении. Таким образом, при всех изменениях тока и наличии взаимосвязей, ЭДС оказывает на него противоположное действие и приводит к созданию индуктивного сопротивления катушки.

Под влиянием ЭДС самоиндукции энергия магнитного поля обмотки возвращается в электрическую цепь. То есть, между источником питания и обмоткой происходит своеобразный обмен энергией. Это дает основание полагать, что катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением.

В качестве типичного примера можно рассмотреть действие реактивного сопротивления в трансформаторе. Данное устройство имеет общий магнитопровод, с расположенными на нем двумя обмотками или более, имеющими общую зависимость. На одну из них поступает электроэнергия из внешнего источника, а из другой выходит уже трансформированный ток.

Под действием первичного тока, проходящего по катушке, в магнитопроводе и вокруг него происходит наведение магнитного потока. В результате пересечения витков вторичной обмотки, в ней формируется вторичный ток. При невозможности создания идеальной конструкции трансформатора, магнитный поток будет частично уходить в окружающую среду, что приведет к возникновению потерь. От них зависит величина реактивного сопротивления рассеяния, которая совместно с активной составляющей образуют комплексное сопротивление, называемое электрическим импедансом трансформатора.

Емкостное сопротивление

В цепи, содержащей емкость и источник переменного тока происходят изменения заряда. Такой емкостью обладают конденсаторы, обладающие максимальной энергией при полном заряде. Напряжение емкости создает сопротивление, противодействующее течению переменного тока, которое считается реактивным. В результате взаимодействия, конденсатор и источник тока постоянно обмениваются энергией.

В конструкцию конденсатора входят токопроводящие пластины в количестве двух и более штук, разделенных слоями диэлектрика. Такое разделение не позволяет постоянному току проходить через конденсатор. Переменный ток может проходить через емкостное устройство, отклоняясь при этом от своей первоначальной величины.

Изменения переменного тока происходят под влиянием емкостного сопротивления. Чтобы лучше понять схему работы, найдем и рассмотрим принцип действия данного явления. Переменное напряжение, приложенное к конденсатору, изменяется в форме синусоиды. Под его воздействием на обкладках наблюдается всплеск, одновременно здесь накапливаются заряды электроэнергии с противоположными знаками. Их общее количество ограничено емкостью устройства и его габаритами. Чем выше емкость устройства, тем больше времени требуется на зарядку.

В момент изменения полупериода колебания, напряжение на обкладках конденсатора меняет свою полярность на противоположное значение, потенциалы также изменяются, а заряды пластин перезаряжаются. За счет этого удается создать течение первичного тока и находить способ противодействовать его прохождению, при уменьшении величины и сдвиге угла. Зарядка обкладок позволяет току, проходящему через конденсатор, опережать напряжение на 90 0 .

Компенсация реактивной мощности

С помощью электрических сетей осуществляется передача электроэнергии на значительные расстояния. В большинстве случаев она используется для питания электродвигателей, имеющих высокое индуктивное сопротивление и большое количество резистивных элементов. К потребителям поступает полная мощность, которая делится на активную и реактивную. В первом случае с помощью активной мощности совершается полезная работа, а во втором – происходит нагрев трансформаторных обмоток и электродвигателей.

Под действием реактивной составляющей, возникающей на индуктивных сопротивлениях, существенно понижается качество электроэнергии. Противостоять ее вредному воздействию помогает комплекс мероприятий по компенсации с использованием конденсаторных батарей. За счет емкостного сопротивления удается понизить косинус угла φ.

Компенсирующие устройства применяются на подстанциях, от которых электричество поступает к проблемным потребителям. Этот способ дает положительные результаты не только в промышленности, но и на бытовых объектах, снижая нагрузку на оборудование.

Активное и реактивное сопротивление — сопротивлением в электротехнике называется величина, которая характеризует противодействие части цепи электрическому току. Это сопротивление образовано путем изменения электрической энергии в другие типы энергии. В сетях переменного тока имеется необратимое изменение энергии и передача энергии между участниками электрической цепи.

При необратимом изменении электроэнергии компонента цепи в другие типы энергии, сопротивление элемента является активным. При осуществлении обменного процесса электроэнергией между компонентом цепи и источником, то сопротивление реактивное.

В электрической плите электроэнергия необратимо преобразуется в тепло, вследствие этого электроплита имеет активное сопротивление, так же как и элементы, преобразующие электричество в свет, механическое движение и т.д.

В индуктивной обмотке переменный ток образует магнитное поле. Под воздействием переменного тока в обмотке образуется ЭДС самоиндукции, которая направлена навстречу току при его увеличении, и по ходу тока при его уменьшении. Поэтому, ЭДС оказывает противоположное действие изменению тока, создавая индуктивное сопротивление катушки.

С помощью ЭДС самоиндукции осуществляется возвращение энергии магнитного поля обмотки в электрическую цепь. В итоге обмотка индуктивности и источник питания производят обмен энергией. Это можно сравнить с маятником, который при колебаниях преобразует потенциальную и кинетическую энергию. Отсюда следует, что сопротивление индуктивной катушки имеет реактивное сопротивление.

Самоиндукция не образуется в цепи постоянного тока, и индуктивное сопротивление отсутствует. В цепи емкости и источника переменного тока изменяется заряд, значит между емкостью и источником тока протекает переменный ток. При полном заряде конденсатора его энергия наибольшая.

В цепи напряжение емкости создает противодействие течению тока своим сопротивлением, и называется реактивным. Между конденсатором и источником происходит обмен энергией.

После полной зарядки емкости постоянным током напряжение его поля выравнивает напряжение источника, поэтому ток равен нулю.

Конденсатор и катушка в цепи переменного тока работают некоторое время в качестве потребителя энергии, когда накапливают заряд. И также работают в качестве генератора при возвращении энергии обратно в цепь.

Если сказать простыми словами, то активное и реактивное сопротивление – это противодействие току снижения напряжения на элементе схемы. Величина снижения напряжения на активном сопротивлении имеет всегда встречное направление, а на реактивной составляющей – попутно току или навстречу, создавая сопротивление изменению тока.

Настоящие элементы цепи на практике имеют все три вида сопротивления сразу. Но иногда можно пренебречь некоторыми из них ввиду незначительных величин. Например, емкость имеет только емкостное сопротивление (при пренебрежении потерь энергии), лампы освещения имеют только активное (омическое) сопротивление, а обмотки трансформатора и электромотора – индуктивное и активное.

Активное сопротивление

В цепи действия напряжения и тока, создает противодействие, снижения напряжения на активном сопротивлении. Падение напряжения, созданное током и оказывающее противодействие ему, равно активному сопротивлению.

При протекании тока по компонентам с активным сопротивлением, снижение мощности становится необратимым. Можно рассмотреть резистор, на котором выделяется тепло. Выделенное тепло не превращается обратно в электроэнергию. Активное сопротивление, также может иметь линия передачи электроэнергии, соединительные кабели, проводники, катушки трансформаторов, обмотки электромотора и т.д.

Отличительным признаком элементов цепи, которые обладают только активной составляющей сопротивления, является совпадение напряжения и тока по фазе. Это сопротивление вычисляется по формуле:

R = U/I, где R – сопротивление элемента, U – напряжение на нем, I – сила тока, протекающего через элемент цепи.

На активное сопротивление влияют свойства и параметры проводника: температура, поперечное сечение, материал, длина.

Реактивное сопротивление

Тип сопротивления, определяющий соотношение напряжения и тока на емкостной и индуктивной нагрузке, не обусловленное количеством израсходованной электроэнергии, называется реактивным сопротивлением. Оно имеет место только при переменном токе, и может иметь отрицательное и положительное значение, в зависимости от направления сдвига фаз тока и напряжения. При отставании тока от напряжения величина реактивной составляющей сопротивления имеет положительное значение, а если отстает напряжение от тока, то реактивное сопротивление имеет знак минус.

Активное и реактивное сопротивление, свойства и разновидности

Рассмотрим два вида этого сопротивления: емкостное и индуктивное. Для трансформаторов, соленоидов, обмоток генераторов и моторов характерно индуктивное сопротивление. Емкостный вид сопротивления имеют конденсаторы. Чтобы определить соотношение напряжения и тока, нужно знать значение обоих видов сопротивления, которое оказывает проводник.

Реактивное сопротивление образуется при помощи снижения реактивной мощности, затраченной на образование магнитного поля в цепи. Снижение реактивной мощности создается путем подключения к трансформатору прибора с активным сопротивлением.

Конденсатор, подключенный в цепь, успевает накопить только ограниченную часть заряда перед изменением полярности напряжения на противоположный. Поэтому ток не снижается до нуля, так как при постоянном токе. Чем ниже частота тока, тем меньше заряда накопит конденсатор, и будет меньше создавать противодействие току, что образует реактивное сопротивление.

Иногда цепь имеет реактивные компоненты, но в результате реактивная составляющая равна нулю. Это подразумевает равенство фазного напряжения и тока. В случае отличия от нуля реактивного сопротивления, между током и напряжением образуется разность фаз.

Катушка имеет индуктивное сопротивлением в схеме цепи переменного тока. В идеальном виде ее активное сопротивление не учитывают. Индуктивное сопротивление образуется с помощью ЭДС самоиндукции. При повышении частоты тока возрастает и индуктивное сопротивление.

На индуктивное сопротивление катушки оказывает влияние индуктивность обмотки и частота в сети.

Конденсатор образует реактивное сопротивление из-за наличия емкости. При возрастании частоты в сети его емкостное противодействие (сопротивление) снижается. Это дает возможность активно его применять в электронной промышленности в виде шунта с изменяемой величиной.

Треугольник сопротивлений

Схема цепи, подключенной к переменному току, имеет полное сопротивление, которое можно определить в виде суммы квадратов реактивного и активного сопротивлений.

Если изобразить это выражение в виде графика, то получится треугольник сопротивлений. Он образуется, если рассчитать последовательную цепь всех трех видов сопротивлений.

По этому треугольному графику можно увидеть, что катеты представляют собой активное и реактивное сопротивление, а гипотенуза является полным сопротивлением.

Сопротивлением в электротехнике называют такую величину, которая характеризует противодействие отдельность части электрической сети или ее элементов электрическому току. Это основано на том, что сопротивление изменяет электрическую энергию и конвертирует ее в другие типы. Например, в сетях с переменных электротоком происходят необратимые изменения энергии и ее передача между участниками этой электроцепи.

Сопротивление как физическую величину трудно переоценить, так как она является одной из ключевых характеристик электричества в сети и прямо или пропорционально определяет силу тока и напряжение. Этот материал познакомит с такими понятиями как: активное сопротивление и реактивное сопротивление в цепи переменного тока, как проявляется зависимость активного сопротивления от частоты.

Какое сопротивление называется реактивным, какое активным

Активное электросопротивление — это важный параметр электрической сети, который обуславливает превращение электрической энергии, поступающей в участок электроцепи или в отдельный элетроэлемент в любой другой тип энергии: химическую, механическую, тепловую, электромагнитную. Процесс превращения при этом считаю необратимым.

Реактивное сопротивление по-другому называется реактансом и представляет собой сопротивляемость элементов электроцепи, которые вызывается измерением силы электротока или напряжения из-за имеющейся емкости или индуктивности этого элемента. При реактансе происходит обменный процесс между отдельным компонентом сети и источником энергии. Часто это понятие относят к простому электрическому сопротивлению, однако оно отличается некоторыми моментами.

Какие отличия

Отличия этих типов электросопротивления в том, что «внутри» активностного типа энергия не накапливается, так как она попадает в активностый элемент и отдается окружающей среде в виде другого ее типа. Это может быть тепло или механическое поднятие груза, свечение, химическая реакция, задание чему-либо скорости.

Важно! Преданная электроэлементу с активностным электросопротивлением энергия преображается и конвертируется, но не возвращается в сеть.

Сопротивляемость же реактивная, наоборот, копит энергию внутри себя за ¼ всего периода синусоидального электротока, а за следующую четверть возвращает ее обратно в сеть. То есть, в окружающую среду полученная энергия не передается.

В активностном типе фазы электрических токов и напряжения совпадают, следовательно, выделяется некоторое количество электроэнергии. В реактивном виде фазы электротока и напряжения расходятся, поэтому энергия передается обратно. Это во многом объясняет то, что активностные электроэлементы нагреваются, а реактивные — нет.

От чего зависит активное сопротивление

Активное электросопротивление зависит от сечения проводника. Это значит, что полезным сечением при электротоке с высокой частотой будет только тонкий наружный слой проводника. Из этого исходит также то, что активностное электросопротивление только возрастает с увеличением частоты электротока переменного типа.

Для того чтобы уменьшить поверхностный эффект проводника, по которому течет электроток высокой частоты, его изготавливают трубчатым и покрывают напылением металла, хорошо проводящего электрический ток, например, серебром.

В чем измеряется реактивное сопротивление

Само по себе, явление реактанса характерно только для цепей с электрическим током переменного типа. Обозначается оно латинской буквой «X» и измеряется в Омах. В отличие от активностного варианта, реактанс может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Знак «+» или «-» соответствует знаку, по которому сдвигается фаза электротока и напряжения. Знак положительный, когда ток отстает от напряжения и отрицателен, когда кот опережает напряжение.

Важно! Абсолютно чистое реактивное электросопротивление имеет сдвиг фазы на ± 180/2. То есть, фаза «двигается» на π/2.

Как правильно измерять сопротивление

При работе с радиоаппаратурой иногда требуется измерять не только активностное, но и реактивное электросопротивление (индуктивность и емкость). Для измерений применяют косвенный метод использования мультиметра, а более точные значения получают при мостовом методе.

Косвенный метод наиболее прост в своей реализации, так как не требует дополнительных схем включения. Одна требуется наличие трех отдельных приборов: амперметра, вольтметра и ваттметра. Если измерить напряжение и силу электротока в цепи, то можно получить полное электросопротивление: Z=U*I После измерения активностной мощности P, можно получить величину активного сопротивления отдельного элемента: R= P/I².

Области проявления

Реактанс электросопротивления проявляется в емкости и индукции. Первое обуславливается наличием емкости проводниках и обмотках или включением в электрическую цепь переменного тока различных конденсаторов. Чем выше емкость потребителя и угловой частоты сигнала электротока, тем меньше емкостная характеристика.

Сопротивляемость, которую оказывает проводник переменному току и электродвижущей силе самоиндукции, называется индуктивным. Оно зависит от индуктивности потребителя. Чем выше его индуктивность и выше частота переменного электротока, тем выше индуктивное электросопротивление. Выражается оно формулой: xl = ωL, где xl — это электросопротивление индукции, L — индуктивность, а ω — угловая частота тока.

Емкостный реактанс электросопротивление проявляется, например, в конденсаторе, который накапливает электроэнергию в виде электромагнитного поля между своими обкладками. Индуктивное электросопротивление можно наблюдать в дросселе, который накапливает энергию в виде магнитного поля внутри своей обмотки.

Активностным же электросопротивлением может обладать любой резистор, линии электропередач, обмотки трансформатора или электрического двигателя.

Таким образом, активный резист и реактанс во многом отличаются друг от друга не только разницей по названию, но и по физическим свойствам. Первый вид превращает электроэнергию в другой вид и отдает ее в окружающую среду. Второй же — возвращает ее обратно в электросеть.

Сопротивление активное — Справочник химика 21

    На рис. IV. 1 представлены зависимости избирательности и активности промотированных ванадиевых катализаторов от электрического сопротивления активной составляющей катализатора для реак- [c.156]

    Участок Реактивные сопротивления Активные сопротивления  [c.141]

    На рис. VI-14 приведена зависимость емкости электрода и электрического сопротивления активного слоя от его состава. Измерения емкости проведены в хлоридных растворах при частоте 120 Гц п Ф 0,45 В для активного покрытия, нанесенного в три слоя [78]. [c.200]


    Основным критерием, характеризующим обезвоживание активного ила при вакуум-фильтрации, является его удельное сопротивление. Для обеспечения устойчивой работы вакуум-фильтра удельное сопротивление активного ила не должно превышать 10-10 —50-10 см/г [125]. Удельное сопротивление сырого активного ила сооружений биологической очистки сточных вод НПЗ изменяется в широких пределах от 30-10 до 380-10 см/г, а сброженного ила колеблется в пределах 1210-10 —1430-10 ° см/г, поэтому сброженный ил без добавления коагулянтов практически не обезвоживается. [c.236]

    Описание процесса (рис. 69). Этилен и кислород смешивают с циркулирующим газом и направляют в большой трубчатый каталитический реактор, работающий в изотермическом режиме. Реакция слабо экзотермична температуру в реакторе регулируют при помощи специально запроектированной системы испарительного охлаждения, позволяющей весьма точно поддерживать заданный режим в реакторе. Специальный серебряный катализатор на носителе отличается высокой избирательностью и продолжительным сроком службы. Промышленные установки в течение шести лет работают на первоначально загруженном катализаторе без заметных изменений гидравлического сопротивления, активности или избирательности. [c.137]

    На величину удельного сопротивления сырого активного ила, как показали наши исследования, помимо его специфического состояния большое влияние оказывает исходная концентрация активного ила (см. рис. 10). Увеличение удельного сопротивления активного ила при уплотнении приводит к ухудшению его обезвоживания. Однако в связи с высокой влажностью избыточного активного ила его предварительное уплотнение необходимо. При определении степени предварительного уплотнения избыточного ила следует учитывать суммарное влияние его концентрации и удельного сопротивления на производительность вакуум-фильтров. [c.78]

    Влияние добавок флокулянтов на удельное сопротивление активного ила [c.156]

    Наружное сопротивление тела состоит как бы из двух параллельно включенных сопротивлений активного и емкостного. В практике обычно пренебрегают емкостным сопротивлением, которое незначительно, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным. [c.243]

    Между центральным электродам и электрометром устанавливается высокоомное сопротивление (10 —10 ом). Напряжение прямо пропорционально полученному ионизационному току и сопротивлению, активность газа можно рассчитать, принимая, что выход по току 100%-ный. (О работе электрометра с переменным конденсатором см. специальную литературу.) Средняя энергия -излучения трития составляет 5,69 эв. Для образования ионной пары в бутане требуются 23 эв. [c.437]


    Применение балластного сопротивления активного, индуктивного или емкостного типа приводит к различному характеру изменения напряжения на электродах лампы и тока разряда во времени (рис. 66). При активном балласте напряжение на электродах лампы возрастает так же, как и в сети до напряжения зажигания, и затем быстро падает до напряжения горения, которое почти не изменяется до тех пор, пока напряжение сети не станет ниже его, после чего напряжение на электродах вновь совпадает с напряжением сети. Ток в цепи возникает с момента зажигания разряда, возрастает до максимального значения и падает до нуля в момент прекращения разряда. В следующий полупериод все повторяется. Таким образом, в течение каждого полупериода имеются начальный и конечный промежутки времени, когда ток в цепи не идет, разряда нет и испускание света слабой интенсивности связано лишь с процессами рекомбинации. Величина этих пауз зависит от крутизны нарастания напряжения (рис. 67). С увеличением крутизны нарастания уменьшается продолжительность как начальной, так и конечной паузы. В свою очередь крутизна нарастания напряжения для синусоидального тока при неизменной частоте пропорциональна вели- [c.154]

    Значение коэффициента мощности находят из соотношения действительной части полного сопротивления (активного сопротивления) к модулю. Следовательно, имеем [c.108]

    Расчет активных сопротивлений. Активное сопротивление проводника при переменном токе отличается от активного сопротивления при постоянном токе и описывается следующим выражением  [c.75]

    Внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается по мере разряда в силу уменьшения удельного веса электролита, особенно в порах пластин и около них, и увеличения сопротивления активной массы пластин, из-за ее перехода в сульфат свинца, При этом величина внутреннего сопротивления для данного аккумулятора при той же отданной емкости зависит и от величины тока разряда. Чем больше ток разряда, тем энергичнее идет уменьшение концентрации электролита в порах пластин и около них. Это приводит к увеличению сопротивления электролита. [c.31]

    Учитывая, что вхвходное сопротивление активным, тогда из (5.4), переходя к модулям, получаем  [c.69]

    При замыкании химических источников тока на внешнее сопротивление активное вещество отрицательного электрода окисляется, давая соединения, растворяющиеся в электролите или образующие нерастворимые осадки на самом электроде. За счет этой реакции и поддерживается устойчивый потенциал отрицательного электрода. [c.181]

    Практически же расход активных материалов значительно больше, чем этого требует теория. Ряд причин ограничивают возможность полного использования активных материалов в условиях действительной службы аккумулятора. Сульфат свинца, образующийся в процессе разряда аккумулятора, является непроводником и поэтому увеличивает сопротивление активного материала пластин. Причинами неполного использования активного материала являются также закупорка пор у пластин сульфатом свинца, препятствующим диффузии электролита, недостаточный контакт между активным материалом пластин и свинцовой решеткой и саморазряд. [c.197]

    Э. д. с. самоиндукции оказывает дополнительное сопротивление прохождению электрического тока. Это дополнительное сопротивление носит название индуктивного или реактивного сопротивления. Сопротивление же самого проводника называется сопротивлением активным (омическим). [c.11]

    В ряде случаев требуется проводить длительные измерения электрического сопротивления (активного, реактивного или комплексного) и емкости, наблюдать изменение этих величин с течением времени, в процессе реакций, растворения, перемешивания, изменения внешних условий. При измерениях, проводимых известными методами , в том числе и мостовыми, через измеряемое сопротивление протекает электрический ток. Это приводит к нагреванию, испарению, поляризации, а также к более глубоким явлениям, связанным с изменением внутренних свойств вещества, что в свою очередь вызывает изменение электрических характеристик. Таким образом, появляется дополнительная погрешность измерения из-за протекания тока через вещество в процессе измерения. Погрешность эта зависит от рода тока (постоянный, переменный), частоты, величины, длительности действия, характера самого вещества и т. д. Наличие погрещности от протекания тока может существенно затемнить картину исследований и. сделать их неполноценными. [c.56]

    В преобразователе — активном элементе колебательной системы за счет магнитострикционного или пьезоэлектрического эффекта возникает знакопеременная механическая сила. Пассивный согласующий элемент системы осуществляет трансформацию скоростей, трансформацию вида колебаний, согласование сопротивления внещней нагрузки и внутреннего сопротивления активного элемента. Пассивный элемент заканчивается излучателем, создающим ультразвуковое поле в жидкости. Излучатель может выполняться как самостоятельная часть и как совмещенная с согласующим и трансформирующим устройством. [c.86]


    Уравнение движения жидкости. Перепад давления на разгрузочном устройстве расходуется на преодоление гидравлического сопротивления (активное сопротивление) и сообщение ускорения протекающей жидкости (индуктивное сопротивление)  [c.370]

    Удельное сопротивление активной массы значительно возрастает при уменьшении углеродных компонентов, что хорошо видно из кривой 2, приведенной на рис. 78. [c.119]

    Концентрация активного ила в г/л Удельное сопротивление активного ила X Ш ° см/г Влажность кека в % [c.72]

    На большой частоте фарадеевские процессы прекращаются, поэтому мы пере.ходим к последовательному эквиваленту. Здесь емкость обозначает емкость двойного слоя, а сопротивление — активную составляющую, сопутствующую процессу зарядки двойного слоя. [c.16]

    Проведенные исследования показали, что чем ниже значение удельного сопротивления активного ила, тем лучше и быстрее он уплотняется. Для получения оптимальной концентрации активного ила, обеспечивающей наибольшую производительность вакуум-фильтров, необходимо в каждом конкретном случае проведение опытов по установлению зависимости удельного сопротивления активного ила от его концентрации. [c.32]

    Использование электродных аналогов двойного электрического слоя электрода под током, простейшие из которых представлены на рис. 14.1, позволило разработать методы экспериментального разделения общей поляризационной емкости на ее слагаемые. Методы эти, однако, являются ирибллженными, так как двойнослойная и псевдоемкость взаимосвязаны и изменение одной приводит к изменению другой. Тем не менее они нашли широкое применение и дали возможность получить ценную информацию о поведении границы раздела электрод — электролит в условиях электродной йоляризации. Наиболее часто используются мостовые и другие схемы на переменном токг, которые позволяют находить величину, называемую импедансом 2 и характеризующую полное сопротивление (активное — R и реактивное — С) электрической цепи переменному току. Для цепи, моделирующей электрод, импеданс определяется уравнением [c.289]

    Использование X. в. в виде полотен позволяет резко уменьшить размеры или увеличить площадь активной зоны хим. аппаратов. Так, с применением тканей возможно осуществлять непрерывные процессы сорбции и десорбции. Использование нетканых мэтериалов позволяет существенно снизить гидродинамич. сопротивление активного слоя. [c.228]

    Изменение потенциала ОРТА в зависимости от содержания RUO2 в активном слое связано с ростом омического сопротивления активного слоя, а из генение сопротивления на границе между титаном и активным слоем с уменьшением содержания RuOa в активной массе. [c.200]

    ИМПЕДАНСНЫЙ МЕТОД, используется для изучения электрохим. систем путем их моделирования в виде пассивной вли активной электрич. цепи. Прв наложении на электрохим. систему напряжения, к-рое изменяется по гармо-нич. закону с малой амплитудой, сист. можно считать линейной, если через нее идет ток синусоидальной формы, опережающий питающее напряжение по фазе. Амплитуда тока зависит от проводимости индифферентного (фонового) электролита, конц. электрохимически активного в-ва и значения пост, потенциала рабочего электрода. Такую сист. представляют в виде пассивной электрич. цепи (соединения активных в емкостных сопротивлений). Активным сопротивлением моделируют электрич. сопротивление р-ра, перенос заряда, частично — диффузию электрохимически активных в-в емкостным — емкость двойного электрич. слоя, частично — диффузию и адсорбцию (или десорбцию) присутствующих в сист. ПАВ. Таким п ставлением пользуются, напр., прн изучении электрохим. цепей, ва к-рые налагают перем. напряжения с малой амплитудой, в переменаотоковой полярографии (см. Вааьтамперомет-рия). [c.218]

    Наличие сепараторов также увеличивает внутреннее сопротивление ХИТ. Фактором, определяющим внутреннее сопротивление ХИТ, является сопротивление активного материала и токоотводов. Так, в свинцовом аккумуляторе диоксид свинца — активная масса положительного электрода — является плохим проводником и поэтому правильно выбранная конструкция токоотво-да имеет очень важное значение. Сопротивление диоксида свинца превышает сопротивление токоотвода не менее чем в 10 раз. Удельное сопротивление губчатого свинца равно 1,83-10- Ом-см, диоксид свинца — 74-10 Ом-см, сульфата свинца — приблизительно ЫО Ом см. Так как при разряде аккумулятора губчатый свинец и диоксид свинца превращаются в сульфат свинца с высоким электрическим сопротивлением, а плотность электролита уменьшается с 1,28 до 1,1 г/см и ниже, то сопротивление аккумулятора по мере разряда увеличивается. [c.7]

    Третьим фактором, увеличивающим сопротивлелие элемента, является сопротивление активного матернала и решеток. [c.352]

    Седлообразная насадка имеет несколько повышенную активность по сравнению с кольцами, однако и более высокое гидравлическое сопротивление. Активность полуцилиндриков в 1,7 раза больше активности гладких колец, тогда как их гидравлическое сопротивление только в 1,2 раза превышает сопротивление контрольного образца. Эта форма элементов существенно превосходит все остальные. Однако с уменьшением размеров полуцилиндриков гидравлическое сопротивление их резко возрастает. [c.133]

    Благодаря возможности регулировать размер структурообразующей ячейки на стадии синтеза блочные никелевые катализаторы на высокопористом ячеистом носителе (ВПЯН) имеют низкий коэффициент гидравлического сопротивления. Активность катализаторов определяли в реакторе проточного типа, типичные результаты показаны в таблице. [c.153]

    Удельное сопротивление активного ила колеблется от75-10 до 7860-10 — см/г (см. табл. 2). Наши исследования показали, что на величину удельного сопротивления активного ила помимо его специфического состояния большое влияние оказывает исходная концентрация. Удельное сопротивление резко увеличивается с повышением концентрации ила. Таким образом, стремление уплотнить активный ил с целью максимального повышения его концентрации приводит к возрастанию удельного сопротивления и, следовательно, к снижению эффективности его обезвоживания. [c.15]

    Удельное сопротивление и производительность вакуум-фильтров определяли на лабораторном стенде (см. рис. 2). На рис. 12 приведены кривые изменения удельного сопротивления активного нла ЛСА прн уплотнении его в вертикальных и радиальных илоуплотнителях. Наиболее резко удельное сопротивление возрастает при концентрации активного ила выше 20—24 г/л, если уплотнение ведется в илоуплотнителях вертикального типа, и 30—35 г/л при уплотнении в илоуплотнителях радиального типа, оборудованных нлоскребами. Концентрация 20—24 г/л в вертикальных илоуплотнителях достигается за 15—17 ч, причем увеличение времени уплотнения вызывает загнивание активного ила, что ведет к еще большему возрастанию удельного сопротивления. В то же время концентрация 30—35 г/л в радиальных илоуплотнителях достигается за 10—12 ч. [c.29]


Электронные нагрузки — новое поколение

Электронные нагрузки

постоянного тока доступны для приложений электронного тестирования в течение нескольких десятилетий. Сегодняшняя продукция включает в себя переключаемые резисторы, высокоскоростные активные нагрузки, использующие силовые полупроводники, и рекуперативные нагрузки, которые возвращают энергию в сеть. Каждая технологическая группа нашла свое применение в различных приложениях. В этой статье описываются некоторые преимущества и недостатки альтернативных технологий и представлена ​​недавно разработанная топология гибридной схемы, предлагающая некоторые уникальные характеристики производительности.

Коммутируемые резистивные нагрузки

Самое старое поколение электронных нагрузок основано на переключении резистивных компонентов. В зависимости от уровня мощности резисторы обычно изготавливаются из стальных пластин, нихромовой проволоки или металлопленочных резисторов. Коммутируемые резистивные нагрузки имеют самую низкую стоимость ватта, но самые низкие характеристики с точки зрения динамического отклика, программируемости и защиты.

На рисунке 1 показаны две схемы, которые обычно используются с резистивной коммутацией.Две конфигурации отличаются своей способностью выбирать желаемую комбинацию резисторов, а не способностью рассеивать мощность.

Рисунок 1a, двоичное переключение, обеспечивает наиболее точный выбор сопротивления для каждого количества компонентов. Резистор R2 имеет двойное сопротивление, чем резистор R1, R3 имеет двойное сопротивление, чем R2, и так далее. Эта схема часто используется в приложениях с низким энергопотреблением для получения цифро-аналогового преобразования, когда мощность не рассматривается. Мощность изменяется как квадрат приложенного напряжения, и как нагрузка, двоичная коммутация демонстрирует плохие характеристики с точки зрения рассеивания мощности при более низких уровнях напряжения.Двоичное переключение — лучший выбор для приложений, когда приложенное напряжение фиксировано.

Рисунок 1b, оптимизированное переключение мощности, позволяет размещать резисторы последовательно или параллельно, обеспечивая лучшее рассеивание мощности в более широком диапазоне приложенного напряжения. Недостатком по сравнению с двоичной коммутацией является то, что оптимизированная коммутация мощности имеет меньший выбор доступных настроек резистора на количество компонентов. С помощью трех переключателей максимальная рассеиваемая мощность может быть достигнута при половинном и полном номинальном напряжении.Также возможны другие конфигурации резисторов путем модуляции включенного состояния резистора с помощью имеющихся переключателей.

В системах постоянного тока и при использовании подрядчиков для коммутационных устройств производительность обычно ограничивается номинальным током постоянного тока подрядчика. По соображениям стоимости для переключения резисторных элементов обычно используются подрядчики переменного тока, но с этими устройствами переключение ограничено низкими напряжениями, что позволяет свести к минимуму искрение. Это ограничение запрещает использование контакторной коммутации для приложений с динамической нагрузкой.Кроме того, контакторы постоянного тока, хотя и доступны, используются редко из-за ограничений по стоимости и размерам. Использование силовых полупроводников в качестве переключающих элементов устраняет ограничения, накладываемые контакторами переменного тока, но они редко используются в пользу технологий нагрузки MOSFET.

Большинство электронных нагрузок с использованием резистивных элементов изготавливаются конечными пользователями, которым нужны мощные и недорогие решения для своих тестовых нужд, жертвуя динамической нагрузкой и возможностями программируемой защиты.

Рисунок 1.(слева) двоичное переключение и (справа) оптимизированное переключение мощности

MOSFET Нагрузки

Металлооксидные полевые транзисторы

, полевые МОП-транзисторы, нагрузки могут использоваться как современные электронные нагрузки для устранения ограничений резисторных нагрузок.Как показано на Рисунке 2, в этих электронных нагрузках используются полупроводниковые устройства, работающие в линейной области, чтобы обеспечить полную мощность и полный контроль над всей номинальной мощностью продукта в ВА. МОП-транзисторы должны быть специально рассчитаны на работу в линейной области и иметь кривые безопасной работы, значительно ниже максимальной номинальной мощности при использовании в качестве электронного переключателя. [1-2] Схема для нагрузок МОП-транзисторов требует, чтобы каждая ступень управлялась в замкнутом контуре, чтобы линеаризовать ответ. Как показано на рисунке, каждое устройство производит ток нагрузки, определяемый величиной VC / Rn.Усилители с замкнутым контуром позволяют нескольким полевым МОП-транзисторам равномерно распределять ток нагрузки. Кроме того, нагрузки MOSFET обладают быстрым динамическим откликом.

Рисунок 2. Нагрузка на полевой МОП-транзистор

Надежность нагрузок MOSFET зависит от допустимой мощности, рассеиваемой на устройство, распределения тока и конструкции охлаждения.Водяное охлаждение обычно используется для повышения эффективности охлаждения и обеспечения более высоких нагрузок.

Нагрузки на полевых МОП-транзисторах

имеют более высокую стоимость по сравнению с нагрузками с коммутируемыми резисторами.

Регенеративные нагрузки

В последнее десятилетие регенеративные нагрузки начали появляться как жизнеспособный продукт. Рекуперативная нагрузка, в упрощенном смысле, представляет собой источник питания переменного тока в постоянный с измененной схемой питания, позволяющей току течь в обратном направлении. Время отклика аналогично источникам питания постоянного тока, и требуется специальная схема для остановки работы в случае отключения напряжения сети по какой-либо причине.Рекуперативные нагрузки можно сравнить с солнечными инверторами по производительности за исключением диапазона работы постоянного тока. Как и в случае нагрузок с переключаемыми резисторами, для достижения максимальной мощности в широком диапазоне напряжений требуется специальная схема, рассчитанная на максимальное напряжение и максимальный ток; такие требования к производительности могут значительно увеличить стоимость по сравнению с обычным импульсным источником питания.

Основным преимуществом регенеративных нагрузок является возможность рекуперации энергии, используемой для тестирования. Некоторые регенеративные нагрузки предназначены для работы как в качестве источника, так и в качестве поглотителя.Эти продукты, регенеративные источники питания, должны иметь двойной набор электронных переключателей.

Использование рекуперативных нагрузок в приложениях с импульсным током не рекомендуется, поскольку любой импульсный ток на входе должен протекать через устройство и появляться в электросети. Экономику рекуперативных нагрузок необходимо оценивать с точки зрения капитальных затрат на оборудование по сравнению с экономией энергии.

Активные резистивные нагрузки

Активные резистивные нагрузки представляют собой смесь нагрузок с переключаемыми резисторами и нагрузок на полевых МОП-транзисторах.Преимущество резистивных нагрузок — это стоимость рассеиваемой мощности на ватт, а преимуществом нагрузок MOSFET является скорость работы и способность рассеивать мощность в широком диапазоне управления. На рисунке 3 показана основная концепция активной резистивной нагрузки [3]. Как показано, важной частью конструкции является то, что резисторы размещаются последовательно с полевыми МОП-транзисторами. МОП-транзисторы — это преобразователи напряжения в ток, крутизны, устройства. Возмущения напряжения, возникающие в результате переключения резисторов, компенсируются обратными возмущениями напряжения на полевых МОП-транзисторах.Усилители, используемые для распределения тока между устройствами, не должны быстро реагировать на эти изменения напряжения из-за профиля устройств MOSFET, когда они работают в качестве устройства крутизны. Постоянное напряжение затвора в активной области устройства обеспечивает почти постоянный ток.

Диапазон максимальной мощности нагрузки, как и в резистивных нагрузках, зависит от количества резисторов, количества переключателей и приложенного напряжения. Чтобы найти компромисс между количеством рассеивающих элементов и диапазоном максимальной нагрузки, применяются обе конфигурации резисторов, показанные на рисунках 1a и 1b.Тщательная конструкция системы охлаждения может обеспечить максимальную выходную мощность при напряжении от половины до полного номинального. При достаточном количестве коммутационных состояний резистора рассеиваемая мощность может распределяться с соотношением мощности рассеиваемой мощности резистора и полевого МОП-транзистора от 80% до 20% соответственно.

Напряжение ниже половины номинального и, как описано ранее, максимальная рассеиваемая мощность изменяется пропорционально квадрату приложенного напряжения. Наличие последовательного подключения MOSFET позволяет получить более широкий профиль для приложений с более низким напряжением.Это требует, чтобы элементы резистора были закорочены. Если максимальная мощность ограничена 20% от общей мощности с использованием секции нагрузки MOSFET, эта часть нагрузки может обеспечить профиль максимальной мощности 20%. Хотя это не идеально, это эффективный компромисс с точки зрения рентабельности.

Рисунок 3.Электронная нагрузка с технологией активного сопротивления

При закороченном МОП-транзисторе нагрузки электронная нагрузка становится чисто резистивной, и нагрузка работает в режиме реостата. Хотя это можно рассматривать как пониженную нагрузку, во многих приложениях желателен чисто резистивный профиль без управления с обратной связью.Динамически переключаемые состояния резистора исключают возможность срабатывания двух замкнутых контуров источника и нагрузки. Полоса пропускания ступенчатого изменения сопротивления зависит от скорости переключения резистора. Активная резистивная нагрузка может обеспечивать 80% номинальной мощности нагрузки в диапазоне от половинного до полного номинального напряжения.

На рисунке 4 показаны профили нагрузки полевого МОП-транзистора, резистивного и активного резистивного режимов.

Устойчивость — ключевая характеристика активных резистивных нагрузок.Ограничение тока постоянно включено с последовательно подключенным резистором. Внезапное изменение тока вызовет насыщение полевых МОП-транзисторов, защищая устройства от выхода за пределы их безопасной рабочей зоны.

Балансировка мощности между резисторами и полевыми МОП-транзисторами представляет собой одну из ключевых проблем для эффективной работы нагрузки с активным сопротивлением. Полевые МОП-транзисторы должны иметь диапазон напряжения для компенсации напряжений, создаваемых переключающими резисторами. Напряжение и ток нагрузки должны постоянно контролироваться для обеспечения изменений состояния резистора наряду с аналоговым управлением полевыми МОП-транзисторами.Высокоскоростные процессоры цифровых сигналов (DSP) необходимы для выполнения таких вычислений, чтобы гарантировать правильную работу. Для реакции на скачкообразную нагрузку требуется компенсация с прямой связью, чтобы вызвать изменение сопротивления перед изменением тока нагрузки с помощью полевых МОП-транзисторов. Если ступенчатые изменения сопротивления выполняются быстро и MOSFET-транзисторы реагируют вскоре после этого, ограничения безопасной рабочей области MOSFET-транзистора могут сохраняться для надежной работы.

Рисунок 4.Профили нагрузки активного сопротивления по току, напряжению (IV)

Заключение

В этой статье представлен обзор доступных в настоящее время электронных нагрузок, а именно: коммутируемое сопротивление, полевой МОП-транзистор, регенеративный и недавно представленный гибрид, активное сопротивление.Каждая топология нагрузки имеет свои преимущества и недостатки, начиная от стоимости, скорости работы и заканчивая нагрузкой в ​​зависимости от приложенного напряжения. Топология активного сопротивления сочетает в себе характеристики коммутируемого сопротивления и нагрузок MOSFET, а также работает независимо от других.

Список литературы

[1] Саттар и В. Цуканов, «МОП-транзисторы выдерживают нагрузку при работе в линейном режиме», Технология силовой электроники, 2007, стр. 34-39.

[2] Дж. Додж, «Как заставить работать линейный режим», Bodo’s Power Systems, декабрь 2007 г.

[3] I. Pitel, G. Pitel и A. Pitel, «Electronic Loads», патент США № 9 429 629.

границ | Расстояния сопротивлений в линейных диаграммах полиацена

1 Введение

Пусть G = (V (G), E (G)) — связный граф. Интересно рассмотреть функции расстояния на G . Самая естественная и самая известная функция расстояния — это расстояние по кратчайшему пути.Для любых двух вершин i, j∈V (G) расстояние по кратчайшему пути между i и j , обозначенное dG (i, j), определяется как длина кратчайшего пути, соединяющего i и j . Два распада назад Кляйн и Рандич [1] определили еще одну новую функцию расстояния, названную расстоянием сопротивления. Концепция расстояния сопротивления происходит от теории электрических цепей. Если мы рассмотрим G как электрическую сеть N , заменив каждый край G единичным резистором, тогда расстояние сопротивления [1] между i и j , обозначенное ΩG (i, j) определяется как чистое эффективное сопротивление между соответствующими узлами в электрической сети N .В отличие от расстояния кратчайшего пути, расстояние сопротивления имеет примечательную особенность, заключающуюся в том, что если i и j соединены более чем одним путем, то они находятся ближе, чем они соединены единственным кратчайшим путем. Поэтому предполагается, что расстояние сопротивления больше подходит для волнового движения в сети, например, для связи в химических молекулах. Кроме того, оказывается, что расстояние сопротивления имеет некоторые чисто математические интерпретации, которые могут быть выражены в терминах обобщенной обратной матрицы лапласиана [1], числа остовных деревьев и остовных би-деревьев [2] и случайных прогулки по графам [3, 4].

Помимо того, что расстояние сопротивления является внутренней метрикой графа и важным компонентом теории электрических цепей, оно также имеет важные приложения в химии. По этой причине расстояние сопротивления широко изучается в математической, химической и физической литературе. При исследовании расстояния сопротивления основное внимание уделяется проблеме вычисления расстояния сопротивления. Эта проблема является классической проблемой в теории электрических сетей и долгое время изучается многими исследователями.Кроме того, он также имеет отношение к широкому кругу проблем, начиная от случайных блужданий, теории гармонических функций и заканчивая решеточными функциями Грина. Следовательно, эта проблема привлекла большое внимание, и многие исследователи посвятили себя ей. До сих пор расстояния сопротивления вычислялись для многих интересных (классов) графиков, с упором на некоторые наиболее важные электрические сети и графы, представляющие интерес для химии. Например, расстояния сопротивления были вычислены для Платоновых тел [5], а также для некоторых графов фуллеренов, включая бакминстерфуллерен [6], циркулянтные графы [7], дистанционно регулярные графы [8, 9], псевдодистанционно регулярные графы [10] ], колеса и вееры [11], графы Кэли над конечными абелевыми группами [12], полный граф минус N ребер [13], сеть резисторов, вложенная в глобус [14], лестница Мёбиуса [15], m × n паутина сеть [16], полные n -раздельных графов [17], сеть резисторов m × n [18], лестничный граф [19], n -ступенчатая сеть [20], графы Кэли на симметрических группах [21], Аполлоновая сеть [22], Сеть Серпинского Гаскета [23], обобщенные декорированные квадратные и простые кубические сеточные решетки [24], самоподобные (x, y) -цветковые сети [25], почти полные двудольные графы [26], линейные 2-деревья [27] и сети путей [28].

Интересно отметить, что большое внимание было уделено расстояниям сопротивления в плоских сетях, таких как Платоновы тела, графы фуллеренов, колеса, вентиляторы, лестничные графы, сеть Аполлония, сеть прокладок Серпинского, сеть резисторов m × n. , и прямолинейное 2-дерево. Руководствуясь этим фактом, мы посвятили себя рассмотрению других интересных плоских сетей. В этой статье мы принимаем во внимание линейные графики полиацена. Хорошо известно, что линейные полиаценовые графы представляют собой графические представления важного класса бензоидных углеводородов, и это интересный класс плоских гексагональных сетей.Мы используем Ln для обозначения линейного графа полиацена с n − 1 бензоидными кольцами (т. Е. Шестиугольниками), как показано на рисунке 1. Используя подход к электрической сети и локальные правила расстояния сопротивления, мы получаем точное выражение для расстояний сопротивления между любыми двумя вершинами Ln. .

РИСУНОК 1 . Линейный полиугольный граф Ln и разметка его вершин.

2 Расстояния сопротивлений в линейных диаграммах полиацена

Пусть Ln будет линейным графом полиацена с n − 1 бензоидными кольцами. Очевидно, что Ln имеет 4n − 2 вершины и 5n − 4 ребра.Для удобства мы помечаем вершины в Ln, как на рисунке 1. Мы разделим множество вершин Ln на два класса: V1 = {p1, p2,…, pn, q1, q2,…, qn} и V2 = {s1, s2,…, sn − 1, t1, t2,…, tn − 1}. Чтобы вычислить расстояния сопротивления между любыми двумя вершинами Ln, мы делаем два шага. На первом этапе мы вычисляем расстояния сопротивления между вершинами в V1. С этой целью мы сначала рассматриваем Ln как взвешенный лестничный граф Ln *, просто заменяя все пути pisipi + 1 и qitiqi + 1 (1≤i≤n − 1) ребрами сопротивления 2. Затем, используя Подход к электрической сети, вдохновленный [19], позволяет получить расстояния сопротивления между вершинами в V1.Затем, для второго шага, используя результаты, полученные на первом шаге, вместе с локальными правилами расстояния сопротивления, мы выводим выражения для расстояний сопротивления между оставшимися парами вершин.

Прежде чем сформулировать основной результат, мы вводим элегантные локальные правила расстояния сопротивления, которые будут часто использоваться позже. Для любой вершины a∈V (G) мы используем nG (a) для обозначения множества соседей a . Тогда у нас есть следующие правила сумм для расстояний сопротивления.

Лемма 2.1 [29]. Пусть G = (V (G), E (G)) — связный граф с n (n≥2) вершинами. Тогда

1) Для любых a, b∈V (G) (a ≠ b) (a ≠ b) ∆aΩG (a, b) + ∑i∈nG (a) (ΩG (i, a) −ΩG (i , b)) = 2, (1)

где Δa обозначает степень вершины a.

2) Для любых трех различных вершин a, b, c∈V,

Δc (ΩG (c, a) −ΩG (c, b)) + ∑i∈nG (c) (ΩG (i, b) — ΩG (i, a)) = 0. (2)

Теперь мы готовы к основной теореме. Для простоты положим α = 3−22 и определим f (x, y) и g (x, y) следующим образом:

f (x, y) = (1 − αx − y) (2 − αx + y −1 + α2y − 1 + α2n − 2x + 1 (1 − αx − y − 2αx + y − 1)), g (x, y) = (1 + αx − y) (2 + αx + y − 1 + α2y − 1 + α2n − 2x + 1 (1 + αx − y + 2αx + y − 1)).

Тогда основной результат представлен в следующем.

Теорема 2.2. Расстояния сопротивления между любыми двумя вершинами линейного графа полиацена Ln можно вычислить следующим образом.

ΩLn (pi, pj) = i − j + f (i, j) 42 (1 − α2n), (2.1) ΩLn (qi, pj) = i − j + g (i, j) 42 (1 − α2n ), (2.2) ΩLn (si, pj) = i − j + 34 − f (i + 1, i) 162 (1 − α2n) + f (i, j) + f (i + 1, j) 82 ( 1 − α2n), (2.3) ΩLn (si, qj) = j − i − 14 + f (j + 1, j) 162 (1 − α2n) + g (j, i) + g (j, i + 1 ) 82 (1 − α2n), (2.4) ΩLn (si, sj) = 12 − i + j −f (i + 1, i) + f (j + 1, j) + f (j, i) + f (j + 1, i) + f (j, i + 1) + f (j + 1, i + 1) 162 (1 − α2n), (2.5) ΩLn (si, tj) = 12 + i − j + g (i, j) + g (i, j + 1) + g (i + 1, j) + g (i + 1, j + 1). −f (i + 1, i) 162 (1 − α2n) −f (i + 1, i) + f (i + 2, i + 1) 322 (1 − α2n). (2.6)

Доказательство. Мы разделим доказательство на два этапа.

Шаг 1. Вычисление расстояний сопротивления между любыми двумя вершинами в V1.

Чтобы вычислить расстояния сопротивления между вершинами в V1, мы рассматриваем Ln как взвешенный лестничный граф Ln *, просто заменяя все пути pisipi + 1 и qitiqi + 1 (1≤i≤n − 1) ребрами сопротивления 2, см. Рисунок 2 (слева). Ясно, что ΩLn * (p, q) = ΩLn (p, q) выполняется для всех p, q∈V (Ln *).

РИСУНОК 2 . Взвешенный лестничный граф Ln * (слева) и схемная редукция Ln − 1 * относительно pn − 1 и qn − 1 (справа).

Сначала мы вычисляем расстояния сопротивления между концевыми вершинами p1, pn, q1 и qn. пусть xn: = ΩLn * (pn, p1), yn: = ΩLn * (pn, q1) и zn: = ΩLn * (pn, qn). Ясно, что Ln * может быть получено из Ln − 1 * добавлением двух вершин pn и qn и трех ребер с концевыми вершинами {pn − 1, pn}, {pn, qn} и {qn, qn − 1}, как показано на рисунке 2 (справа). Следовательно, согласно правилам для последовательных и параллельных цепей, zn можно выразить через zn − 1 как

zn = zn − 1 + 4zn − 1 + 5, ∀n≥2, (2.7)

с начальным условием z1 = 1. Решая рекуррентное соотношение с помощью Mathematica [30], получаем

zn = −2 (1 + 2) + 421− (3−22) 2n, n≥1. (2.8)

В частности, мы имеем z1 = 1, z2 = 56, z3 = 2935 и z4 = 169204. Легко проверить, что zn также может быть выражено как

zn = −2 (1 + 2) +42 (3 + 22) n (3 + 22) n− (3−22) n, n≥1. (2.9)

Перейдем к использованию zn для нахождения явных формул для xn и yn. Для этого сделаем схемную редукцию к подграфу Ln * графа Ln + 1 * по pn, qn и p1, где n≥1. Точнее говоря, мы сводим Ln * к графу формы Y , который имеет внешние вершины pn, qn и p1.Мы используем A , B и C для обозначения эффективных сопротивлений между конечными вершинами этих ребер графа в форме Y . Тогда имеем B + C = yn, A + C = xn и A + B = zn. Решая эти уравнения, получаем

A = xn − yn + zn2, B = −xn + yn + zn2, C = xn + yn − zn2.

С другой стороны, по правилам параллельного и последовательного соединения имеем xn + 1 = (A + 2) (B + 3) zn + 5 + C и yn + 1 = (B + 2) (A + 3) zn + 5 + С. Отсюда следует, что

xn + 1 = (xn − yn + zn + 4) (- xn + yn + zn + 6) 4 (zn + 5) + xn + yn − zn2, n≥1, (2.10) yn +1 = (- xn + yn + zn + 4) (xn − yn + zn + 6) 4 (zn + 5) + xn + yn − zn2, n≥1, (2.11)

с начальными условиями x1 = 0 и y1 = 1. Уравнение 2,10 минус уравнение. 2.11 дает

Set tn: = xn − yn. Отсюда следует, что

tn + 1 = tnzn + 5, n≥1 и t1 = −1. (2.12)

Таким образом, имеем

tn + 1 = −∏k = 1n1zk + 5. (2.13)

Поскольку 1zk + 5 = (3 + 22) k− (3−22) k (3 + 22) k + 1− (3−22) k + 1, используя уравнение. 2.9 и произведя некоторые алгебраические вычисления, получаем

tn = −42 (3 + 22) n− (3−22) n, n≥1. (2.14)

Это также можно переписать как tn = −42 (3−22) ) n1− (3−22) 2n для всех n≥1. Теперь мы вернемся к решению xn и yn. Используя xn = tn + yn, уравнения 2.8–2.14 и занимаясь алгеброй, уравнение. 2.11 становится

yn + 1 = yn + 221− (3−22) n + 1−221− (3−22) n + 1, n≥1 и y1 = 1. (2.15)

Решая рекурсионное соотношение, получаем

yn = n − 2−2 + 221− (3−22) n, n≥1. (2.16)

Теперь по уравнениям 2.14–2.16 вместе с соотношением xn = tn + yn получаем

xn = n −2−2 + 221 + (3−22) n, n≥1. (2.17)

Затем мы переходим к вычислению ΩLn * (pn, pi), ΩLn * (pn, qi) и ΩLn * (pi, qi), где n> i> 1. Для достижения нашей цели мы рассматриваем Ln * как объединение трех графов: верхней части pi + 1 и qi + 1, нижней части pi и qi и средней части, состоящей из pi + 1, qi + 1, pi и qi, как показано на рисунке 3.Обратите внимание, что верхний и нижний графики соответствуют графикам Ln − i * и Li * соответственно. Мы уменьшаем схему, как показано на рисунке 3. Сначала сделаем сокращение схемы в верхней части относительно pn, pi + 1 и qi + 1, чтобы получить график в форме Y , и предположим, что сопротивления вдоль его краев — это M , N и K . Затем уменьшите нижнюю часть pi и qi до ребра с сопротивлением ΩLn * (pi, qi) = zi. Мы могли бы найти, что

M + N = xn − i, M + K = yn − i, N + K = zn − i.(2.18)

Отметим, что

xn + yn − zn = 2n − 2, xn − yn + zn = −2−22 + 421 + (3−22) n, −xn + yn + zn = −2−22 + 421 — (3−22) n. (2.19)

Решая M , N и K , получаем

M = xn − i + yn − i − zn − i2 = n − i − 1, N = xn − i − yn − i + zn − i2 = −1−2 + 221 + (3−22) n − i, K = −xn − i + yn − i + zn − i2 = −1−2 + 221 — (3−22) n − i. (2.20)

Затем, применяя правила параллельного и последовательного соединения к редуцированной схеме на рисунке 3, мы получаем

ΩLn * (pn, pi) = (N + 2) (K + zi +2) zn − i + zi + 4 + M, ΩLn * (pn, qi) = (K + 2) (N + zi + 2) zn − i + zi + 4 + M, ΩLn * (pi, qi) знак равно zi (zn − i + 4) zn − i + zi + 4.(2.21)

Подставляя уравнения 2.8–2.20 в уравнения 2.21 имеем

ΩLn * (pn, pi) = n − i + (1 − αn − i) (2−2αn + i − αn + i − 1 − αn − i + 1 + α2i − 1 + α) 42 ( 1 − α2n), ΩLn * (pn, qi) = n − i + (1 + αn − i) (2 + 2αn + i + αn + i − 1 + αn − i + 1 + α2i − 1 + α) 42 ( 1 − α2n), ΩLn * (pi, qi) = 1 + α2i − 1 + α2n − 2i + 1 + α2n2 (1 − α2n). (2.22)

Наконец, мы вычисляем ΩLn * (pi, pj) и ΩLn * (qi, pj) (n> i≥j≥1). С этой целью мы рассматриваем Ln * как объединение двух графиков: верхней части и нижней части относительно pi и qi, как показано на рисунке 4. Обратите внимание, что нижняя часть — это граф Li *, а верхняя часть — это граф Ln − i *.Затем мы приводим схему к Ln − i *, чтобы она была сведена к ребру pi + 1qi + 1 с сопротивлением zn − i. Затем мы сводим Li * к графу формы Y с концевыми вершинами pi, qi и pj и сопротивлениями D , E и F по его краям. Эти сокращения показаны на рисунке 4. Тогда имеем

D + E = ΩLi * (pi, pj), D + F = ΩLi * (pi, qi) = zi, E + F = ΩLi * (qi, pj) . (2.23)

Отсюда следует, что

D = ΩLi * (pi, pj) + zi − ΩLi * (qi, pj) 2, E = ΩLi * (pi, pj) −zi + ΩLi * (qi, pj) 2. , F = −ΩLi * (pi, pj) + zi + ΩLi * (qi, pj) 2.(2.24)

С другой стороны, по правилам последовательного и параллельного соединения имеем

ΩLn * (pi, pj) = D (zn − i + F + 4) zn − i + zi + 4 + E, ΩLn * (qi, pj) = F (zn − i + D + 4) zn − i + zi + 4 + E. (2.25)

По формулам. (2.8), уравнения 2.22–2.25 и выполняя некоторую алгебру с помощью Mathematica [30], получаем

ΩLn * (pi, pj) = i − j + (1 − αi − j) (2 − αi + j − 1 + α2j −1 + α2n − 2i + 1 (1 − αi − j − 2αi + j − 1)) 42 (1 − α2n), (2.26) ΩLn * (qi, pj) = i − j + (1 + αi − j) (2 + αi + j − 1 + α2j − 1 + α2n − 2i + 1 (1 + αi − j + 2αi + j − 1)) 42 (1 − α2n). (2.27)

Нетрудно проверить, что уравнение 2.27 действительно для i = j.

РИСУНОК 3 .Ln * и приведение схемы для нахождения ΩLn * (pn, pi), ΩLn * (qn, pi) и ΩLn * (pi, qi).

РИСУНОК 4 . Ln * и схемные сокращения, чтобы найти ΩLn * (pi, pj) и ΩLn * (qi, pj).

Шаг 2. Вычисление расстояний сопротивления между p, q∈V2 и между p∈V1 и q∈V2.

Сначала мы вычисляем ΩLn (si, pi) и ΩLn (si, pi + 1). Применяя лемму 2.1 к парам вершин {si, pi} и {si, pi + 1}, получаем

2ΩLn (si, pi) + ΩLn (pi, si) −ΩLn (pi, pi) + ΩLn (pi + 1 , si) −ΩLn (pi + 1, pi) = 2, (2.28) 2ΩLn (si, pi + 1) + ΩLn (pi, si) −ΩLn (pi, pi + 1) + ΩLn (pi + 1, si ) −ΩLn (пи + 1, пи + 1) = 2.(2.29)

Умножение уравнения. 2,28 на 3, а затем минус уравнение. 2.29, получаем

ΩLn (si, pi) = 18 (4 + 2ΩLn (pi, pi + 1)). (2.30)

Затем, подставляя значение ΩLn (pi, pi + 1), полученное на шаге 1, в Уравнение 2.30, мы могли бы получить

ΩLn (pi + 1, pi) = 1 + (1 − α) (2 − α2i + α2i − 1 + α2n − 2i − 1 (1 − α − 2α2i)) 42 (1 − α2n) . (2.31)

Подставляя уравнение. 2.31 в уравнение. 2.30 имеем

ΩLn (si, pi) = 34 + (1 − α) (2 − α2i + α2i − 1 + α2n − 2i − 1 (1 − α − 2α2i)) 162 (1 − α2n). (2.32 )

Таким же образом можно получить

ΩLn (si, pi + 1) = 34 + (1 − α) (2 − α2i + α2i − 1 + α2n − 2i − 1 (1 − α − 2α2i)) 162 (1 — α2n).(2.33)

Во-вторых, мы вычисляем расстояние сопротивления между si и pj. Снова применяя лемму 2.1 к {si, pj}, получаем

2ΩLn (si, pj) + ΩLn (pi, si) −ΩLn (pi, pj) + ΩLn (pi + 1, si) −ΩLn (pi + 1 , pj) = 2. (2.34)

Из формул 2.32, 2.33 следует, что

ΩLn (pi, si) + ΩLn (pi + 1, si) = 32 + (1 − α) (2 − α2i + α2i− 1 + α2n − 2i − 1 (1 − α − 2α2i)) 82 (1 − α2n). (2.35)

Для простоты определим

f (x, y) = (1 − αx − y) ( 2 − αx + y − 1 + α2y − 1 + α2n − 2x + 1 (1 − αx − y − 2αx + y − 1)). (2.36)

Тогда уравнение 2.35 можно переписать как

ΩLn (pi, si) + ΩLn (pi + 1, si) = 32 + f (i + 1, i) 82 (1 − α2n).(2.37)

С другой стороны, по формуле. 2.26 имеем

ΩLn (pi, pj) + ΩLn (pi + 1, pj) = 2i − 2j + 1 + f (i, j) + f (i + 1, j) 42 (1 − α2n). ( 2.38)

Подставляя уравнения. 2.37, 2.38 в уравнение. 2.34, делаем вывод, что

ΩLn (si, pj) = i − j + 34 − f (i + 1, i) 162 (1 − α2n) + f (i, j) + f (i + 1, j ) 82 (1 − α2n). (2.39)

В-третьих, мы вычисляем расстояние сопротивления между sj и qi. Примените лемму 2.1 к {sj, qi}, чтобы получить

2ΩLn (sj, qi) + ΩLn (pj, sj) −ΩLn (pj, qi) + ΩLn (pj + 1, sj) −ΩLn (pj + 1, qi) = 2. (2.40)

По формуле. 2.37 имеем

ΩLn (pj, sj) + ΩLn (pj + 1, sj) = 32 + f (j + 1, j) 82 (1 − α2n).(2.41)

Для простоты определим

g (x, y) = (1 + αx − y) (2 + αx + y − 1 + α2y − 1 + α2n − 2x + 1 (1 + αx − y + 2αx + y − 1)). (2.42)

С другой стороны, по формуле. 2.27 имеем

ΩLn (qi, pj) + ΩLn (qi, pj + 1) = 2i − 2j − 1 + g (i, j) + g (i, j + 1) 42 (1 − α2n). ( 2.43)

Подставляя уравнения. 2.41–2.43 в уравнение. 2.40, получаем

ΩLn (sj, qi) = i − j − 14 + f (i + 1, i) 162 (1 − α2n) + g (i, j) + g (i, j + 1) 82 ( 1 − α2n). (2.44)

В-четвертых, мы вычисляем расстояние сопротивления между si и sj. Применяя лемму 2.1 к {si, sj}, получаем

2ΩLn (si, sj) + ΩLn (pi, si) −ΩLn (pi, sj) + ΩLn (pi + 1, si) −ΩLn (pi + 1, sj ) = 2.(2.45)

Поскольку ΩLn (pi, si), ΩLn (pi, sj), ΩLn (pi + 1, si) и ΩLn (pi + 1, sj) были заданы формулой 2.39, простой расчет приводит к

ΩLn (si, sj) = 12 − i + j − f (i + 1, i) + f (j + 1, j) + f (j, i) + f (j + 1 , i) + f (j, i + 1) + f (j + 1, i + 1) 162 (1 — α2n).

Пятое и последнее, мы вычисляем сопротивление между si и tj. Применяя лемму 2.1 к {si, tj}, получаем

2ΩLn (si, tj) + ΩLn (pi, si) −ΩLn (pi, tj) + ΩLn (pi + 1, si) −ΩLn (pi + 1, tj ) = 2 (2.46)

. Обратите внимание на симметрию Ln, что ΩLn (pi, tj) = ΩLn (qi, sj) и ΩLn (pi + 1, tj) = ΩLn (qi + 1, sj). Используя результаты, полученные в уравнениях.2.39–2.44, простое алгебраическое вычисление дает

ΩLn (si, tj) = 12 + i − j + g (i, j) + g (i, j + 1) + g (i + 1, j) + g (i + 1, j + 1) −f (i + 1, i) 162 (1 − α2n) −f (i + 1, i) + f (i + 2, i + 1) 322 (1 − α2n). ( 2.47)

3 Заключение

Вычисление сопротивлений — классическая задача в теории электрических цепей, привлекающая большое внимание. Особый интерес представляет исследование расстояний сопротивления в плоских сетях. Вдоль этой линии мы рассмотрели линейную полиаценовую сетку с указанием точного выражения для расстояний сопротивления в этой сети.Это первая попытка вычисления расстояний сопротивления в плоской гексагональной решетке. Ожидаются расстояния сопротивления во все более плоских гексагональных решетках.

Заявление о доступности данных

Исходные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительные материалы; дальнейшие запросы можно направить автору-корреспонденту.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая в рамках гранта № 116711347, а проект ZR2019YQ02 — Фондом естественных наук провинции Шаньдун.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить анонимных рецензентов за их полезные комментарии.

Ссылки

3. Нэш Уильямс, JAC. Случайные блуждания и электрические токи в сетях. Proc. Кембридж Фил Соц (1959) 55: 181–94. doi: 10.1017 / S0305004100033879

CrossRef Полный текст | Google Scholar

4. Дойл П.Г., Снелл Дж.Л. Случайные блуждания и электрические сети . Вашингтон, округ Колумбия: Математическая ассоциация Америки (1984) 118 стр.

Google Scholar

5. Луковиц И., Николич С., Тринайстич Н. Расстояние сопротивления в регулярных графах. Int J Quant Chem (1999) 71: 217–25. doi: 10.1002 / (SICI) 1097-461X (1999) 71: 3 <217 :: AID-QUA1> 3.0.CO; 2-C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

6. Фаулер П.В. Расстояния сопротивления в графах фуллеренов. Croat Chem Acta (2002) 75: 401–8.

Google Scholar

7. Чжан Х., Ян Ю. Расстояние сопротивления и индекс Кирхгофа в циркулянтных графах. Int J Quant Chem (2007) 107: 330–9. doi: 10.1002 / qua.21068

CrossRef Полный текст | Google Scholar

8.Palacios JL. Замкнутые формулы для индекса Кирхгофа. Int J Quant Chem (2001) 81: 135-40. doi: 10.1002 / 1097-461X (2001) 81: 2% 3C135 :: AID-QUA4% 3E3.0.CO; 2-G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Джафаризаде М.А., Суфиани Р., Джафаризаде С. Рекурсивное вычисление эффективных сопротивлений в дистанционно-регулярных сетях на основе алгебры Бозе-Меснера и тождества Кристоффеля-Дарбу. J Math Phys (2009) 50: 023302. doi: 10.1063 / 1.3077145

CrossRef Полный текст | Google Scholar

10.Джафаризаде С., Суфиани Р., Джафаризаде М.А. Оценка эффективных сопротивлений в цепях псевдодистанционно-регулярных резисторов. J. Stat Phys. (2010) 139: 177–99. doi: 10.1007 / s10955-009-9909-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Бапат Р.Б., Гупта С. Расстояние сопротивления в колесах и вентиляторах. Indian J Pure Appl Math (2010) 41: 1–13. doi: 10.1007 / s13226-010-0004-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Гао X, Луо Y, Лю В. Расстояния сопротивления и индекс Кирхгофа в графах Кэли. Дискретная прикладная математика (2011) 159: 2050–7. doi: 10.1016 / j.dam.2011.06.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Стул Н. Точное двухточечное сопротивление и простое случайное блуждание по полному графу минус N ребер. Ann Phys (2012) 327: 3116–29. doi: 10.1016 / j.aop.2012.09.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Tan Z, Essam JW, Wu FY. Двухточечное сопротивление сети резисторов, встроенных в глобус. Phys Rev E Stat Нелинейная мягкая материя Phys (2014) 90: 012130.doi: 10.1103 / PhysRevE.90.012130

CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Председатель N, Али Даннун EM. Двухточечное сопротивление лестницы Мебиуса. Phys Scripta (2015) 90: 035206. doi: 10.1088 / 0031-8949 / 90/3/035206

CrossRef Полный текст | Google Scholar

16. Тан З. Теория сопротивления сети паутины m × n и ее применение. Int J Circ Theor Appl (2015) 43: 1687–702. doi: 10.1002 / cta.2035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

17.Gervacio SV. Расстояние сопротивления в полных n -раздельных графиках. Дискретная прикладная математика (2016) 203: 53–61. doi: 10.1016 / j.dam.2015.09.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Tan Z. Двухточечное сопротивление цепи резисторов m × n с произвольной границей и его применение в сети RLC. Chin Phys B (2016) 25: 050504. doi: 10.1088 / 1674-1056 / 25/5/050504

CrossRef Полный текст | Google Scholar

19. Цинкир З.Эффективные сопротивления и индекс Кирхгофа лестничного графика. J Math Chem (2016) 54: 955–66. doi: 10.1007 / s10910-016-0597-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Tan Z, Asad JH, Owaidat MQ. Формулы сопротивления многоцелевой сети ступеней 𝑛 и их применение в сети LC. Int J Circuit Theor Appl (2017) 45: 1942–57. doi: 10.1002 / cta.2366

CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Васьковский М., Задорожнюк А.Расстояния сопротивления в графах Кэли на симметрических группах. Дискретная прикладная математика (2017) 227: 121–35. doi: 10.1016 / j.dam.2017.04.044

CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Jiang Z, Yan W. Некоторые двухточечные сопротивления сети прокладок Серпинского. J. Stat Phys. (2018) 172: 824–32. doi: 10.1007 / s10955-018-2067-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

24. Овайдат М.К., Асад Дж. Х., Тан З. Вычисление сопротивления обобщенных декорированных квадратных и простых кубических сетевых решеток.Результаты Phys (2019) 12: 1621–7. doi: 10.1016 / j.rinp.2019.01.070

CrossRef Полный текст | Google Scholar

25. Шангуань Ю., Чен Х. Двухточечные сопротивления в семействе самоподобных (x, y) -цветков. Physica A (2019) 523: 382–91. doi: 10.1016 / j.physa.2019.02.008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

26. Е Л., ​​Ян В. Сопротивление между двумя вершинами почти полных двудольных графов. Дискретная прикладная математика (2019) 257: 299–305.doi: 10.1016 / j.dam.2018.08.030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

27. Barrett W, Evans EJ, Francis AE. Расстояние сопротивления в прямых линейных 2-х деревьях. Дискретная прикладная математика (2019) 258: 13–34. doi: 10.1016 / j.dam.2018.10.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Цзян Цзинь, Ян В. Сопротивления между двумя узлами сети путей. Appl Math Comput (2019) 361: 42–6. doi: 10.1016 / j.amc.2019.05.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

30.Компания Wolfram Research, Inc. Mathematica . версия 9.0. Шампейн, Иллинойс: Wolfram Research Inc. (2012).

Google Scholar

Что такое поддержка и сопротивление?

Уровни поддержки и сопротивления — важные моменты времени, где встречаются силы спроса и предложения. Эти уровни поддержки и сопротивления рассматриваются техническими аналитиками как решающие при определении психологии рынка, а также спроса и предложения. Когда эти уровни поддержки или сопротивления пробиты, предполагается, что силы спроса и предложения, создавшие эти уровни, переместились, и в этом случае, вероятно, будут установлены новые уровни поддержки и сопротивления.

Источник: Active Trader Pro®

Поддержка

Поддержка — это уровень, на котором спрос достаточно силен, чтобы акции не упали дальше.На изображении выше вы можете видеть, что каждый раз, когда цена достигает уровня поддержки, ей трудно пробить этот уровень. Обоснование заключается в том, что по мере того, как цена падает и приближается к поддержке, покупатели (спрос) становятся более склонными покупать, а продавцы (предложение) становятся менее склонными продавать.

Сопротивление

Сопротивление — это уровень, на котором предложение достаточно сильное, чтобы акции не двигались вверх.На изображении выше вы можете видеть, что каждый раз, когда цена достигает уровня сопротивления, ей трудно двигаться выше. Обоснование состоит в том, что по мере того, как цена растет и приближается к сопротивлению, продавцы (предложение) становятся более склонными к продаже, а покупатели (спрос) становятся менее склонными к покупке.

Психология поддержки и сопротивления

Давайте используем несколько примеров участников рынка, чтобы объяснить психологию поддержки и сопротивления.

Во-первых, предположим, что есть покупатели, которые покупали акцию вблизи области поддержки. Допустим, уровень поддержки составляет 50 долларов. Они покупают акции по 50 долларов, и теперь они двигаются вверх и вниз с этого уровня до 55 долларов. Покупатели довольны и хотят купить больше акций за 50 долларов, но не за 55 долларов. Они решают, что если цена упадет до 50 долларов, они будут покупать больше. Они создают спрос на уровне 50 долларов.

Возьмем еще одну группу инвесторов. Это люди, которые не были привержены делу.Они думали о покупке акций по 50 долларов, но так и не «нажали на курок». Сейчас акция стоит 55 долларов, и они сожалеют, что не купили ее. Они решают, что если цена снова упадет до 50 долларов, они не совершат той же ошибки и на этот раз купят акции. Это создает потенциальный спрос.

Третья группа купила акции ниже 50 долларов; допустим, они купили его за 40 долларов. Когда цена упала до 50 долларов, они продали свои акции, но затем увидели, что цена упала до 55 долларов. Теперь они хотят восстановить свои длинные позиции и выкупить ее по той же цене, по которой они ее продали, — 50 долларов.Они изменили свои настроения с продавцов на покупателей. Они сожалеют о том, что продали его, и хотят исправить это. Это создает больший спрос.

А теперь давайте изменим ситуацию, чтобы помочь понять сопротивление. Возьмите всех вышеперечисленных участников и скажите, что все они владеют акциями по 50 долларов. Представьте себя одним из владельцев за 50 долларов. Акция идет до 55 долларов, а вы ее не продаете. Теперь цена снова упала до 50 долларов там, где она принадлежит вам. Что ты чувствуешь? Сожалеете, что не продали его за 55 долларов? Теперь он возвращается к 55 долларам, и на этот раз вы продаете столько, сколько сможете.То же самое и с другими владельцами акций. Акции не могут превысить 55 долларов и отступают. Есть как минимум 3 группы владельцев акций, которые пытаются продать свои запасы по 55 долларов. Это создает уровень сопротивления на уровне 55 долларов.

Это всего лишь несколько примеров из множества возможных сценариев. Если вы торговали раньше, вы, вероятно, прошли через все эти сценарии и испытали на себе эмоции и психологию, стоящие за ними. Ты не одинок. Бесчисленное множество участников рынка проходят через те же эмоции и мыслительные процессы, что и вы, и именно это помогает определить некоторую психологию рынка, стоящую за поддержкой и сопротивлением, и техническим анализом в целом.

Разворот роли поддержки и сопротивления

Ключевой концепцией технического анализа является то, что, когда уровень сопротивления или поддержки пробивается, его роль меняется на противоположную. Если цена упадет ниже уровня поддержки, этот уровень станет сопротивлением. Если цена поднимается выше уровня сопротивления, она часто становится поддержкой.Когда цена проходит уровень поддержки или сопротивления, считается, что спрос и предложение изменились, в результате чего пробитый уровень изменил свою роль.

Пример того, как сопротивление становится поддержкой

Источник: Active Trader Pro®

Пример того, как поддержка становится сопротивлением

Источник: Active Trader Pro ®

Заключение

Технический анализ — это один из подходов к попытке определить будущую цену ценной бумаги или рынка.Некоторые инвесторы могут использовать фундаментальный анализ и технический анализ вместе; они будут использовать фундаментальный анализ, чтобы определить, что покупать, и технический анализ, чтобы определить, когда покупать.

Не забывайте, что технический анализ не является точной наукой и подлежит интерпретации. Если вы продолжите изучение технического анализа, вы, вероятно, услышите, как кто-то скажет, что это больше искусство, чем наука. Как и в случае с любой другой дисциплиной, для того, чтобы стать мастером в ней, требуются работа и преданность делу.

Следующие шаги для рассмотрения

Инвестиции в исследования

Получите лучший в отрасли инвестиционный анализ.

График недели

Изучите предыдущие графики недели.

Руководство по техническим индикаторам

Узнайте больше о технических индикаторах и о том, как они могут помочь вам в торговле.

Измерение кривой I-V | Как измерить кривую I-V солнечного элемента


Кривая ВАХ (сокращение от «кривая вольт-амперной характеристики») — это графическое представление взаимосвязи между напряжением, приложенным к электрическому устройству, и током, протекающим через него.Это один из наиболее распространенных методов определения того, как электрическое устройство функционирует в цепи. Ключевые свойства электронных устройств также могут быть извлечены из формы и деталей кривой, что позволяет лучше понять их работу.

Существует столько же различных типов кривой I-V, сколько существует разных типов электронных устройств, и их форма может быть самой разной.


Измерение и анализ кривой I-V

Измерение кривой ВАХ выполняется путем подачи на устройство серии напряжений.При каждом напряжении измеряется ток, протекающий через устройство. Подаваемое напряжение измеряется вольтметром, подключенным параллельно к устройству, а ток измеряется амперметром, подключенным последовательно. Пример такой настройки показан на диаграмме ниже.


Принципиальная схема измерения I-V резистора.

Измерение также может быть выполнено с использованием измерительного блока источника , устройства, способного одновременно подавать напряжение и измерять ток с высокой точностью.

Напряжения, используемые при измерении ВА, обычно зависят от конкретного тестируемого устройства. Например, солнечный элемент может быть протестирован в диапазоне от -1 В до 1 В, в то время как светодиод может использовать более высокий диапазон от 0 В до 10 В.

Иногда приложение напряжения может изменить электронные свойства устройства. Это может вызвать изменение тока со временем, даже если напряжение остается постоянным. Таким образом, иногда нам требуется пауза между установкой напряжения и измерением тока.

Основной аспект работы электронного устройства можно вывести по положению кривой на графике ВАХ.График I-V можно разделить на квадранты вокруг осей, как показано на диаграмме справа. Квадранты, через которые проходит кривая устройства, показывают, является ли оно активным или пассивным.

Устройство с кривой, которая находится только в квадрантах I и III, где ток и напряжение имеют одинаковую полярность (т. Е. Оба положительные или отрицательные), является пассивным устройством. Подобные устройства используют электрическую мощность цепи.

Устройство с кривой в квадрантах II и IV, где ток и напряжение имеют противоположные полярности, является активным устройством.Активное устройство вырабатывает электроэнергию в этих квадрантах.


Квадранты ВАХ.

Примеры кривых I-V

Резистор

Резистор является одним из простейших электронных устройств и поэтому имеет одну из простейших кривых ВАХ. Это прямая линия, которая пересекает начало координат и проходит через квадранты I и III, что делает резистор пассивным устройством. Ток при каждом напряжении пропорционален сопротивлению согласно закону Ома: I = V / R.Следовательно, градиент линии равен 1 / R, что позволяет извлечь сопротивление из кривой ВАХ.


ВАХ идеального резистора

Диод

Диод — это полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь через него только в одном направлении. Это можно увидеть на ВАХ. При положительном напряжении кривая экспоненциально растет, указывая на то, что через устройство свободно протекает ток. При отрицательных напряжениях ток остается почти нулевым. Однако достаточно большое отрицательное напряжение (известное как «напряжение пробоя») приведет к тому, что диод станет проводящим для отрицательного тока.Как и резистор, стандартный диод — это пассивное устройство, работающее только в квадрантах I и III.


ВАХ диода.

Солнечная батарея

Солнечный элемент — это устройство, которое использует солнечный свет для производства электроэнергии. В темноте его поведение идентично поведению диода. Однако при освещении кривая I-V смещается вниз в квадрант IV. Это делает солнечный элемент активным устройством. При работе в этом квадранте солнечный элемент подает электроэнергию в цепь, к которой он подключен.Несколько ключевых свойств солнечного элемента можно извлечь из его кривой I-V.


ВАХ солнечного элемента.

Например, напряжение холостого хода и ток короткого замыкания — это значения, при которых ВАХ пересекает оси x и y соответственно. Кроме того, градиент кривой в каждой точке можно использовать для оценки последовательного и шунтирующего сопротивлений. Если вам нужно охарактеризовать устройства на солнечных элементах, испытательная система Ossila Solar Cell I-V Test System — это быстрый и простой способ начать работу.

Для получения дополнительной информации об измерении и анализе солнечных элементов см. Наше руководство по солнечным элементам .


Измерения ВАХ с помощью источника Ossila

Чтобы упростить выполнение измерений I-V с помощью нашего источника Source Measure Unit , компания Ossila разработала программное обеспечение для ПК, которое позволяет вам быстрее приступить к работе с вашим Source Measure Unit Ossila. Вы можете бесплатно скачать это программное обеспечение на нашей странице «Программное обеспечение и драйверы».



Программное обеспечение Ossila I-V Curve для ПК.

При использовании с источником Source Measure Unit программное обеспечение для ПК позволяет:

  • Выполняйте измерения I-V в диапазоне от -10 В до 10 В с размером шага напряжения всего 333 мкВ.
  • Измеряйте малые токи с точностью до ± 10 нА или большие токи до ± 200 мА.
  • Настройте свои измерения, изменив время между подачей напряжения и измерением тока (время установления).
  • Выполняйте более сложные измерения с помощью опции гистерезиса I-V, которая будет выполнять измерения как в прямом, так и в обратном направлениях.
  • Программное обеспечение может выполнять измерение I-V с использованием одного канала SMU, одновременно подавая напряжение через другой канал SMU, что позволяет проводить более широкий спектр экспериментов.
  • Данные измерений и настройки могут быть сохранены в файлах .csv для облегчения анализа и ведения записей. Профили настроек могут быть сохранены в программном обеспечении, что упрощает повторение измерений.

Что такое отрицательное сопротивление — Обмен электротехнического стека

Чтобы понять отрицательное сопротивление, начните с того, что такое сопротивление на самом деле.Для любого нормального (положительного) сопротивления это мера того, сколько напряжения нарастает на резисторе в зависимости от известного тока. Это именно то, что описывает закон Ома:

R = V / I

Или поместить в общие единицы:

Ом = В / А

Другими словами, Ом — это один вольт на ампер. Если вы пропустите через резистор 1 А, и это приведет к тому, что на резисторе будет 3 Вольта, то у вас будет резистор 3 Ом.

Отрицательное сопротивление ничем не отличается, только знак сопротивления отрицательный.Если вы пропустите 1 ампер через резистор -3 Ом, вы получите -3 В. Причина, по которой это может показаться нелогичным, заключается в том, что таких вещей не существует в природе. Я помню, как профессор Гиссер из колледжа объяснял отрицательное сопротивление. Он закончил, сказав : «У меня в офисе есть их банка. Если хотите, можете зайти позже и посмотреть». , затем огляделся, чтобы увидеть, кто рассмеялся. Удивительно, но некоторые сидели и смотрели пустыми глазами, недоумевая, что же такого смешного.

Чтобы понять, почему эти вещи не существуют естественным образом, рассмотрим передачу энергии.Мощность нагрузки — это напряжение в ней, умноженное на ток, проходящий через нее. Обратите внимание, что при отрицательном сопротивлении напряжение и ток имеют противоположные знаки. Это означает, что когда вы прикладываете напряжение к отрицательному сопротивлению, мощность в нем отрицательная, что является еще одним способом сказать, что оно производит мощность, а не рассеивает ее. Если вы поместите -100 Ом на батарею 2,2 В, тогда потекут 22 мА, которые будут заряжать батарею, а не разряжать ее. Отрицательное сопротивление источников питания.

Умная схема может имитировать отрицательные резисторы, ограниченные определенным диапазоном напряжения и тока.Однако эта схема всегда находится под напряжением, и то, что к ней подключено, будет получать часть этой энергии.

Есть пассивные устройства, которые, как говорят, демонстрируют отрицательное сопротивление, но на самом деле происходит то, что наклон вольт вольт как функция кривой ампер в некоторых областях отрицательный. Фактическая величина по-прежнему остается положительной, что является еще одним способом сказать, что вольт как функция кривой ампер остается в первом и третьем квадрантах (где устройство поглощает мощность, а не получает ее).Определенные типы диодов и база однопереходного транзистора демонстрируют отрицательный наклон на некоторой части их ВАХ. Иногда их называют устройствами с отрицательным сопротивлением, хотя это относится только к их крутизне в ограниченном диапазоне.

Активный и пассивный иммунитет: различия и определение

Иммунитет определяется как способность организма защищаться от инфекционного заболевания. Когда вы невосприимчивы к болезни, ваша иммунная система может бороться с инфекцией, исходящей от нее.

Иммунитет бывает врожденным или адаптивным. Врожденный иммунитет, также известный как естественный или генетический иммунитет, — это иммунитет, с которым рождается организм. Этот тип иммунитета закодирован в генах. Генетический иммунитет защищает организм на протяжении всей его жизни. Врожденный иммунитет состоит из:

  • Внешняя защита : Известная как первая линия защиты, внешняя защита защищает организм от воздействия патогенов. Внешняя защита включает в себя такие вещи, как кожа, слезы и желудочная кислота.
  • Внутренняя защита : Известная как вторая линия защиты, внутренняя защита воздействует на патоген после того, как он попал в организм. Внутренняя защита включает воспаление и жар.

Адаптивный иммунитет, также известный как приобретенный иммунитет, является третьей линией защиты. Адаптивный иммунитет защищает организм от конкретного возбудителя. Адаптивный иммунитет далее подразделяется на две подгруппы: активный иммунитет и пассивный иммунитет. В этой статье мы рассмотрим активный и пассивный иммунитет.

Что такое активный иммунитет?

Активный иммунитет определяется как иммунитет к патогену, который возникает после воздействия указанного патогена.

Когда организм подвергается воздействию нового возбудителя болезни, В-клетки, тип лейкоцитов, вырабатывают антитела, которые помогают уничтожить или нейтрализовать возбудитель болезни. Антитела — это белки Y-образной формы, которые способны связываться с сайтами токсинов или патогенов, называемыми антигенами.

Антитела специфичны для болезни, что означает, что каждое антитело защищает организм только от одного возбудителя болезни.Например, антитела, вырабатываемые при обнаружении организмом вируса, вызывающего эпидемический паротит, не обеспечивают никакой защиты от вирусов простуды или гриппа.

Диаграмма, показывающая различные типы активного и пассивного иммунитета

Когда В-клетки сталкиваются с патогеном, они создают клетки памяти в дополнение к антителам. Клетки памяти — это тип В-клеток, образующихся после первичной инфекции, которые могут распознавать патоген. Клетки памяти могут жить десятилетиями, ожидая в организме, пока патоген снова не вторгнется.Когда организм подвергается воздействию патогена во второй раз, иммунный ответ становится более устойчивым, быстро устраняя возбудителя болезни.

Иммунитет не возникает сразу после заражения. Для развития активного иммунитета могут пройти дни или недели после первого контакта. Но как только это произойдет, защита может длиться всю жизнь.

Активный иммунитет может возникать одним из двух способов: естественным путем или посредством иммунизации.

Естественный иммунитет

Естественный иммунитет создается, когда человек заражается болезнью.Возьмем, к примеру, человека, который заразился ветряной оспой. После первоначального заражения организм вырабатывает иммунитет против болезни. Благодаря этому естественному активному иммунитету люди, заболевшие ветряной оспой, на многие десятилетия обладают иммунитетом против этой болезни.

Иммунитет, индуцированный вакциной

Также известный как искусственный активный иммунитет, человек может выработать устойчивость к болезни после иммунизации. Иммунизация определяется как процесс, с помощью которого кто-то становится защищенным от определенного заболевания посредством введения вакцины.

Вакцины используют ослабленную или мертвую форму болезни для стимуляции иммунного ответа. Вакцины обычно вводят с помощью инъекции. Однако есть прививки, которые вводят через рот или в виде назального спрея.

Когда иммунная система человека обнаруживает ослабленный или мертвый патоген, она начинает предпринимать шаги по его уничтожению. Это включает формирование новых антител и клеток памяти, специфичных для этого патогена. В будущем, если организм подвергнется воздействию указанного патогена, будут созданы антитела для защиты организма.

Вакцинация и иммунитет необходимы для защиты больших групп людей от инфекционных заболеваний. Например, вакцина против гриппа предотвращает заражение гриппом миллионов людей каждый год.

Что такое пассивный иммунитет?

Пассивный иммунитет — это защита от болезней, обеспечиваемая антителами, созданными вне организма. Пассивный иммунитет:

  • Не требует предварительного контакта с возбудителем болезни
  • Действует немедленно
  • Длится недолго (до нескольких месяцев)

В чем разница между искусственным пассивным иммунитетом и естественным пассивным иммунитетом?

Пассивный иммунитет бывает либо материнским, либо искусственным.

Материнский пассивный иммунитет или естественный пассивный иммунитет — это иммунитет, передаваемый от матери к ребенку. Перед рождением ребенка через плаценту проходят антитела, чтобы защитить ребенка от болезней. После рождения ребенок продолжает получать пассивный иммунитет к болезням за счет антител, обнаруженных в грудном молоке.

Искусственный пассивный иммунитет возникает из-за введения антител, созданных другим человеком или животным. Эти содержащие антитела препараты называют антисывороткой.Вакцина против бешенства и противоядие от змей — два примера антисывороток, обеспечивающих пассивный иммунитет.

Активный иммунитет против пассивного


7 907 907 907 введенные внутрь тела

Активный иммунитет Пассивный иммунитет
Антитела Результаты от
  • Прямая инфекция
  • Вакцинация
  • Грудное молоко
  • Инъекция
  • От матери к ребенку через плаценту
  • 37739
обычно несколько раз недель)
Немедленно
Продолжительность действия Долгосрочная или пожизненная Кратковременная
Производится ячейками памяти? Да Нет

Разница между активными и пассивными компонентами (со сравнительной таблицей)

Активные и пассивные компоненты различаются по различным факторам, таким как природа источника, его функции, коэффициент усиления мощности, управление потоком тока.Различные примеры составляющей, природы энергии, требований внешнего сопротивления. Разница между активными и пассивными компонентами приведена ниже в виде таблицы.

Сравнительная таблица

BASIS АКТИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Природа источника Активные компоненты подают мощность или энергию в цепь. Пассивные элементы используют мощность или энергию из цепи.
Примеры Диоды, транзисторы, SCR, интегральные схемы и т. Д. Резистор, конденсатор, индуктор и т. Д.
Функция компонента Устройства, вырабатывающие энергию в виде напряжения или тока. Устройства, накапливающие энергию в виде напряжения или тока.
Power Gain Они способны обеспечивать прирост мощности. Они не могут обеспечить прирост мощности.
Протекание тока Активные компоненты могут контролировать протекание тока. Пассивные компоненты не могут контролировать прохождение тока.
Требование внешнего источника Им требуется внешний источник для операций. Им не требуется внешний источник для операций.
Природа энергии Активные компоненты являются донорами энергии. Пассивные компоненты являются акцепторами энергии.

В этой статье объясняется разница между активными и пассивными компонентами с учетом различных моментов. Активные компоненты — это элементы или устройства, которые могут обеспечивать или передавать энергию в схему. Пассивные компоненты — это те компоненты, которые не требуют внешнего источника для работы и способны накапливать энергию в форме напряжения или тока в цепи.

Разница между активными и пассивными компонентами

  1. Активные компоненты — это компоненты, которые доставляют или вырабатывают энергию или мощность в виде напряжения или тока.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *