Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Примерно то же самое происходит в цепи скользящего контакта, например, подающего напряжение на обмотку электродвигателя.
Идеальным такой контакт быть не может, при его скольжении контактное сопротивление хоть чуть-чуть, но меняется, вместе с ним хаотично меняется ток, порождая множество гармоник.
Как уже отмечалось, эффективно подавить ненужные переменные токи помогают электрические фильтры.
ВК-170. Основа полупроводникового диода — кремниевый или германиевый кристалл. Введением примесей, одна из которых добавляет электроны (примесь — донор), а другая отбирает их (примесь-акцептор), в кристалле создают две примыкающие друг другу зоны: зону р (от латинского positivus — «положительный») со свободными положительными зарядами по имени «дырки» (+) и зону n (от латинского negativus — «отрицательный») со свободными электронами (—). Граница между зонами называется рn-переход.
Р-66. РАБОТАЕТ ЧАСТОТА. Прежде всего отметим, что на этом рисунке имеется простейшая цепь (1) из конденсатора С, катушки индуктивности L и активного сопротивления R. Обычно такую цепь называют колебательный контур, или резонансный контур, или, наконец, просто контур. Первые два названия будут вскоре пояснены (Р-73), а третьим мы будем пока пользоваться без всяких пояснений.
Основа рисунка — большой график (2), показывающий, как с изменением частоты f (горизонтальная ось) меняются различные характеристики нашего LCR — контура (вертикальная ось). Для начала, вспомнив знакомый рисунок (Р-64.3, Р-64.5), отметим, что с ростом частоты f увеличивается индуктивное сопротивление XL в контуре и уменьшается ёмкостное Хс. Затем, тоже вспомнив знакомый рисунок (Р-59.3, Р-59.6), отметим, что эти сопротивления действуют друг против друга, так как напряжение на катушке опережает ток на 90°, а на конденсаторе отстаёт от тока на 90°, то есть эти напряжения сдвинуты на 180° (3). На сравнительно низких частотах, когда Хс больше, чем XL, напряжение на конденсаторе Uc больше, чем UL на катушке, ток во всей цепи одинаковый и напряжение генератора делится пропорционально сопротивлениям, какое из них больше, тому и напряжение достаётся побольше. На сравнительно высоких частотах, когда XL больше, чем Хс, напряжение UL оказывается больше, чем Uc.
Нечто особое происходит на частоте, которую обозначают fрез, или f0, и называют резонансная частота. На этой частоте сопротивления XL и Хс оказываются одинаковыми, они полностью компенсируют друг друга (3), и общее сопротивление Z контура резко уменьшается до очень небольшой величины R. Никто обычно не включает в контур резисторы, и в R входит небольшое сопротивление провода, которым намотана катушка. Итак, на резонансной частоте резко возрастает ток в контуре и вместе с ним и напряжения UL и Uc на катушке и конденсаторе, также ставшие равными из-за равенства сопротивлений XL и Xс.
Т-147. С помощью конденсаторов и катушек можно создавать фильтры — электрические цепи, которые по-разному пропускают токи разных частот. Сопротивление реактивных элементов (конденсатора и катушки) зависит от частоты. Эта их особенность может оказаться весьма нежелательной в тех случаях, когда по цепи с конденсатором и катушкой идут переменные токи разных частот и нужно создать для всех этих токов равные условия. То есть когда нужно пропускать эти токи, никому не отдавая предпочтения — одинаково хорошо или одинаково плохо, но, главное, одинаково. Конденсатор или катушка, разумеется, не допустят такой одинаковости — по-разному сопротивляясь токам разных частот, конденсатор и катушка в разной степени будут ослаблять эти токи. Профессионалы об этом говорят так: конденсаторы и катушки — источники частотных искажений.
Но зато только реактивные элементы, только конденсаторы и катушки могут разделить токи разных частот, протекающие в общей цепи, или отделить постоянный ток от переменного. Здесь реактивные элементы просто незаменимы, только у них развито «чувство частоты», только конденсатор и катушка оказывают разное сопротивление токам разных частот.