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.
В отличие от фильтров, которые по-разному будут вести себя на разных частотах, есть электрические и электронные устройства, у которых создана идеальная частотная характеристика — горизонтальная линия. Именно такую частотную характеристику желательно иметь, в частности, в усилителях звука — они должны одинаково хорошо передавать все звуковые частоты, не ослаблять басы контрабаса или высокие звуки флейты в звучании симфонического оркестра.
ВК-172. Если подвести к диоду переменное напряжение, то дважды в течение периода его полярность будет меняться, и диод будет пропускать ток только в течение одного полупериода. Иными словами, под действием переменного напряжения через диод из-за его односторонней проводимости пойдёт пульсирующий ток. Этот пульсирующий ток имеет уже довольно сложный спектр, то есть он может быть представлен в виде суммы синусоидальных составляющих, и в их числе постоянная составляющая (f = 0).
Т-149. Коэффициент передачи показывает, во сколько раз напряжение или ток на выходе больше или меньше, чем на входе. Не вдаваясь в устройство какого-либо фильтра, нарисуем его в виде прямоугольника и для определённости будем считать, что при входном напряжении Uг = 10 В выходные напряжения на частотах 3 и 5 кГц соответственно равны 2 и 8 В. Приведённые цифры показывают, что есть смысл ввести ещё одну важную характеристику фильтра, да и вообще любого элемента электрической цепи или всей этой цепи в целом. Эта характеристика — коэффициент передачи К, он в данном случае сообщает, что конкретно происходит на частотах 3 и 5 кГц. Коэффициент К указывает соотношение между выходным и входным напряжением, он составляет 0,2 (для 3 кГц) и 0,8 (для 5 кГц). В каких-то случаях К может быть больше единицы, если, например, происходит усиление электрического сигнала.
Т-150. Децибел — универсальная единица, показывающая, во сколько раз какая-либо величина больше или меньше другой. В каких единицах нужно измерять коэффициент передачи? Вполне подошла бы для этого единица «раз» или хорошо известные проценты. Ведь мы так и говорим: «На частоте 3 кГц напряжение ослабляется в 5 раз, на частоте 5 кГц — в 1,25 раза». Однако чаще используется не «раз», а другая единица — децибел, сокращённо дБ, она названа так по имени изобретателя телефона Александра Белла.
ВК-173. Появление постоянной составляющей в спектре пульсирующего тока можно объяснить очень просто. Этот ток появляется с перерывами, но движется всегда в одну сторону. Именно это движение отображает постоянная составляющая — постоянный ток (f = 0), без которого спектр был бы неверным. Можно с помощью фильтра отделить постоянную составляющую от переменных — для них нужно создать лёгкий и короткий путь через конденсаторы, а для него через резистор Rф к нагрузке Rн.
Децибел — единица универсальная, она применяется для того, чтобы показать отношение любых двух величин: напряжений, токов, давлений, мощностей и других. Переход от характеристики «во столько-то раз» к децибелам и обратно проще всего произвести с помощью справочной таблицы, один из очень простых вариантов которой помещён на рисунке Р-70. Если коэффициент передачи меньше единицы, то есть если фильтр или другой элемент цепи уменьшает напряжение (ток), то децибелы получаются отрицательные. А если коэффициент передачи больше единицы, то есть если выходное напряжение (ток) больше входного, то децибелы положительные.
Особо нужно сказать о том, как в справочной таблице выражено соотношение мощностей. Между мощностью и током, а также между мощностью и напряжением существует квадратичная зависимость. То есть если увеличить напряжение или ток на каком-то участке цепи в два раза, мощность возрастёт в четыре раза. Эта зависимость как раз и находит отражение в таблице: во сколько бы раз ни изменилось напряжение (ток), мощность изменится в то же число раз, возведённое в квадрат.
Децибел — единица логарифмическая, и с этим связаны её многие достоинства. Так, например, если вы знаете, что один фильтр ослабляет переменное напряжение на 20 дБ, а затем оно поступает на другой фильтр и там ослабляется ещё на 30 дБ, то общее ослабление подсчитывается как сумма (-20) + (-30) = -50 дБ. По приведённой справочной таблице легко определить, что напряжение в этом случае ослабляется в 316 раз и мощность в 10 000 раз.