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.
ВК-175. Ещё одно схемное решение из числа тех, что неизвестные изобретатели ежегодно делают миллионами. У вас есть батарейка с постоянным напряжением 6 вольт, а аппарату нужно тоже постоянное напряжение, но 1000 вольт. Как его получить? Решение простое. Сначала с помощью транзисторного генератора превратим 6 вольт постоянного напряжения в 6 вольт переменного. Затем трансформатором повысим 6 вольт до 1000 вольт. И, наконец, выпрямим эти 1000 вольт мостовым выпрямителем.
Р-69. НЕСЛОЖНЫЕ ОБЫЧНО КОМБИНАЦИИ ОТКРЫТЫХ И ЗАКРЫТЫХ ДОРОГ. Синусоидальные составляющие сложного сигнала — это не только формулы теоретиков. Эти составляющие реально выделяют, направляют по нужным путям или, наоборот, не пропускают туда, куда не нужно. Причём такие операции производят довольно простые схемы с общим названием «фильтры». Так, например, фильтр из резистора Rн и конденсатора Сф (1) не пропускает к нагрузке Rн высокочастотные составляющие из спектра сложного сигнала. Элементы фильтра подобраны так, что этим составляющим легче пройти через конденсатор, чем через нагрузку. В другом таком же фильтре (2) ёмкость конденсатора в 10 000 раз больше, и поэтому он отводит от нагрузки ещё и низкочастотные составляющие. Теперь посмотрим на типичные фильтры выпрямителя (3, 4). Постоянная составляющая пульсирующего тока, который приходит от выпрямителя, через Rф попадает в нагрузку Rн (3), а переменным составляющим намного легче замкнуться через малое для них ёмкостное сопротивление конденсаторов Сф1 и Сф2 с достаточно большой ёмкостью. Ещё больше ослабляет переменные составляющие катушка индуктивности (дроссель) Lф (4). И,наконец, последняя схема (5) — резонансный фильтр LфкCфк, который настроен на принимаемую станцию, то есть на частоту одной из составляющих спектра сложного входного сигнала Uвх.
Ток в цепи, а вместе с ним магнитное поле катушки Lк, проскочив своё максимальное значение, начинают уменьшаться, и при этом в катушке Lк наводится э.д.с. самоиндукции, которая вновь заряжает конденсатор Ск, но уже в противоположной полярности — на той пластине конденсатора, где был «плюс», появляется и нарастает «минус», там, где был «минус», нарастает «плюс». Затем, перекачав себе всю энергию, которая была в магнитном поле катушки, конденсатор начинает разряжаться, в цепи нарастает ток обратного направления, конденсатор вновь перезаряжается, («плюс и «минус» оказываются там, где в самом начале их создала батарея), и всё повторяется сначала.
Три важных параметра характеризуют процесс свободных колебаний в контуре LкCк. Первый параметр — это период Т, время, в течение которого ток в контуре проходит все свои возможные значения, проходит полный цикл изменений. Второй параметр — частота/, число полных периодов за секунду. Единица частоты герц, сокращённо Гц, — одно полное колебание в секунду, Т = 1 с (секунда). Соответственно 50 Гц — это 50 полных колебаний в секунду (Т = 0,02 с). Если за секунду происходит 1000 полных колебаний, то их частота равна 1000 Гц = 1 кГц, если происходит 1 000 000 (1 миллион) колебаний за секунду — 1 000 000 Гц = 1 МГц, то есть 1 мегагерц. Частота колебаний в равной мере зависит от индуктивности Lк и ёмкости Ск: чем больше Lк и Ск, тем медленнее идёт обмен энергией, тем ниже частота.
Наконец, третья важная характеристика — добротность контура Q, она говорит о том, какая часть запасённой энергии теряется при каждом её перекачивании из конденсатора в катушку и обратно (Р-112). Чем выше потери, тем быстрее израсходуется энергия, запасённая при зарядке конденсатора, тем быстрее затухнут колебания. При очень больших потерях колебания даже и не начнутся — конденсатор быстро отдаст всю свою энергию, причём безвозвратно, её сразу же заберёт и превратит в тепло сопротивление потерь. Потери в контуре иногда отображают двумя условными сопротивлениями (Р-112.1) — одно Rк2 включено последовательно с катушкой, второе Rк1 включено параллельно конденсатору. Чем больше Rк1 и чем меньше Rк2, тем меньше общие потери и выше добротность Q. Часто все потери пересчитывают в одно сопротивление Rк, включая его последовательно с катушкой.