Измерение тока и напряжения на диоде.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 7Следующая ⇒

В данной схеме напряжение на резисторе Rx равно разности напряжения источника U и падения напряжения на амперметре, а ток источника разделяется между токами резистора и вольтметра. Поскольку сопротивление амперметра мало (единицы Ом), а сопротивление вольтметра велико - погрешность измерения невелика. Ток диода равен разности токов на сопротивлении RmA и тока на сопротивлении RmV.

Если измеряется большое сопротивление (сотни кОм и Мом, что соответствует обратному сопротивлению диода), то схема изменится: падение напряжения на амперметре (R1) минимально вследствие малого тока и малого сопротивления амперметра. Вольтметр (R2) измеряет суммарное напряжение, которое практически равно напряжению на обратно включенном диоде (МОм), поскольку напряжение на миллиамперметре (R1) очень мало (мал обратный ток, много меньше тока через сопротивление R2).

Мощность- скорость генерации, передачи либо преобразования электроэнергии в другие виды энергии, например, тепловую, световую, механическую. Для постоянного тока: P = U* I.

Основной единицей измерения мощности является 1 ватт (Вт), который определяет мощность устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.

Активная мощность в цепи переменного тока определяется формулой P = U х I х cosφ(угла сдвига фаз между рабочим током и падением напряжения). Если сдвиг фаз равен 90 град., активная мощность равна 0.

Индуктивность L – идеализированный элемент цепи, который характеризуется способностью накапливать энергию магнитного поля.Индуктивность катушки - это индивидуальный показатель, численно равный электродвижущей силе (в вольтах), которая возникает в цепи при изменении силы тока на 1 А за 1 секунду.

, где I_L, U_L - действующие значения тока и напряжения на индуктивном сопротивлении х_L. , где ω – циклическая частота. При постоянном токе (ω =0) катушка индуктивности не имеет сопротивления. Величина индуктивности выражается в «Генри» (мГн, мкГн). В индуктивном сопротивлении ток отстает от напряжения вследствие самоиндукции, препятствующей изменению тока.

Емкость C– идеализированный элемент электрической цепи, который характеризуется способностью накапливать энергию электрического поля.

, где – заряд на обкладках или пластинах конденсатора, U_C – разность потенциалов между пластинами конденсатора. Емкость С – не зависит от q_c /U_c, а определяется размерами, формой конденсатора, а также диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками конденсатора. Для плоского конденсатора С = ϵ S/d, где ϵ - диэлектрическая проницаемость прослойки, S – площадь обкладок, d – расстояние между ними.

Величина называется реактивным емкостным сопротивлением. Для постоянного тока ω равна нулю и х_C=∞, т.е. постоянный ток через конденсатор течь не может. Величина емкости выражается в «Фарадах» (мкФ, пкФ).

Колебательный контур.

Если зарядить конденсатор от батареи, поставив переключатель S в левое положение , затем перевести переключатель в правое положение, то конденсатор начнет разряжаться через катушку и по цепи колебательного контура потечет ток. Катушка обладает индуктивным сопротивлением, т.е. сопротивляется нарастанию тока, поэтому ток в цепи нарастает постепенно. Вокруг катушки образуется магнитное поле, которое усиливается по мере увеличения тока. Когда конденсатор полностью разрядится, магнитное поле и ток в катушке достигнут наибольшего значения (момент t1 на рисунке).

За счет энергии, накопленной в магнитном поле катушки, ток будет продолжать течь в том же направлении, постепенно уменьшаясь по величине. При этом происходит перезарядка конденсатора, и нижняя пластина приобретает положительное напряжение.

В некоторый момент t2 вся энергия магнитного поля катушки переходит в энергию электрического поля конденсатора, ток в цепи уменьшается до нуля. Но в это же время конденсатор уже зарядился током катушки и снова начинает разряжаться. В контуре опять потечет ток, но уже в обратном направлении: от нижней пластины конденсатора через катушку к верхней пластине. В момент полной разрядки конденсатора t3 он возрастет до максимального значения, а энергия электрического поля конденсатора полностью превратится в энергию магнитного поля катушки. После этого начнется новая зарядка конденсатора, сопровождающаяся уменьшением тока в цепи до нуля. Описанный цикл составляет одно полное колебание.

Величина энергии электрического поля, запасенной конденсатором от внешнего источника, определяется как W=W_эл0=CU₀²/2, а величина энергии магнитного поля, возникающая при перезарядке конденсатора через катушку индуктивности W=W_м=LI²/2.

Чем больше емкость конденсатора, входящего в колебательный контур, тем больший заряд он может накопить и тем длительнее его перезарядка. Увеличение числа витков катушки и ее диаметра также вызывает рост индуктивности колебательного контура и усиление накапливаемого в ней магнитного поля. Сильное магнитное поле способно долго поддерживать ток перезарядки конденсатора. Таким образом, увеличение емкости конденсатора или индуктивности катушки, входящих в параллельный колебательный контур, приводит к увеличению периода полного колебания электрического тока в этом контуре, или уменьшению частоты электрических колебаний в контуре. (F = 1/ T). Собственная частота колебательного контура определяется по формуле:

В реальном контуре происходит потеря энергии и в проводниках, соединяющих катушку индуктивности и конденсатор и в самих конденсаторе и индуктивности. Поэтому с каждым новым циклом колебаний энергия в контуре будет уменьшаться. Это приводит к уменьшению амплитуды колебаний или их «затуханию» с течением времени.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 413; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!