Impulsu strāva

Dažādās elektroniskajās ierīcēs, piemēram, elektroniskajās un pusvadītāju iekārtās, t.i., pastiprinātājos, taisngriežos, radioaparātos, ģeneratoros, televizoros, kā arī oglekļa mikrofonos, telegrāfos un daudzās citās ierīcēs tos plaši izmanto pulsācijas strāvas un spriegumi… lai divreiz neatkārtotu argumentāciju, runāsim tikai par strāvām, bet viss, kas saistīts ar strāvām, attiecas arī uz spriegumiem.

Pulsējošas strāvas, kurām ir nemainīgs virziens, bet maina to vērtību, var būt dažādas. Dažreiz pašreizējā vērtība mainās no augstākās uz zemāko vērtību, kas nav nulles vērtība. Citos gadījumos strāva tiek samazināta līdz nullei. Ja līdzstrāvas ķēde tiek pārtraukta noteiktā frekvencē, tad kādu laika intervālu ķēdē nav strāvas.

attēlā. 1 parāda dažādu viļņu strāvu grafikus. attēlā. 1, a, b, strāvu izmaiņas notiek saskaņā ar sinusoidālā līkne, taču šīs strāvas nevajadzētu uzskatīt par sinusoidālām maiņstrāvām, jo ​​strāvas virziens (zīme) nemainās. attēlā.1, c parāda strāvu, kas sastāv no atsevišķiem impulsiem, tas ir, īslaicīgiem strāvas "šokiem", kas atdalīti viens no otra ar lielāka vai mazāka ilguma pauzēm, un to bieži sauc par impulsu strāvu. Dažādas impulsu strāvas atšķiras viena no otras pēc impulsu formas un ilguma, kā arī pēc atkārtošanās ātruma.

Jebkāda veida pulsējošu strāvu ir ērti uzskatīt par divu strāvu — tiešās un maiņstrāvas — summu, ko sauc par termina vai komponentes strāvu. Jebkurai pulsējošai strāvai ir līdzstrāvas un maiņstrāvas komponenti. Tas daudziem šķiet dīvaini. Galu galā, pulsējoša strāva ir strāva, kas visu laiku plūst vienā virzienā un maina savu vērtību.

Kā jūs varat pateikt, ka tajā ir maiņstrāva, kas maina virzienu? Taču, ja caur vienu un to pašu vadu vienlaikus iziet divas strāvas — tiešā un mainīgā, tad izrādās, ka tajā plūdīs pulsējoša strāva (2. att.). Šajā gadījumā maiņstrāvas amplitūda nedrīkst pārsniegt līdzstrāvas vērtību. Tiešā un maiņstrāva nevar plūst atsevišķi caur vadu. Tie papildina vispārēju elektronu plūsmu, kurai piemīt visas pulsējošas strāvas īpašības.

Rīsi. 1. Dažādu viļņu strāvu grafiki

Maiņstrāvas un līdzstrāvas strāvu pievienošanu var parādīt grafiski. attēlā. 2. attēlā ir parādīti grafiki par līdzstrāvu, kas vienāda ar 15 mA, un maiņstrāvu ar amplitūdu 10 mA. Ja mēs summējam šo strāvu vērtības atsevišķiem laika punktiem, ņemot vērā strāvu virzienus (zīmes), iegūstam viļņu strāvas grafiku, kas parādīts attēlā. 2 ar treknu līniju. Šī strāva svārstās no zemākās 5 mA līdz augstākajai 25 mA.

Apsvērtā strāvu pievienošana apstiprina pulsējošās strāvas attēlojuma kā līdzstrāvas un maiņstrāvas summas pamatotību. Šī attēlojuma pareizību apliecina arī tas, ka ar dažu ierīču palīdzību ir iespējams atdalīt šīs strāvas sastāvdaļas vienu no otras.

Rīsi. 2. Pulsējošas strāvas iegūšana, pievienojot līdzstrāvu un maiņstrāvu.

Jāuzsver, ka jebkuru strāvu vienmēr var attēlot kā vairāku strāvu summu. Piemēram, strāvu 5 A var uzskatīt par strāvu 2 un 3 A summu, kas plūst vienā virzienā, vai strāvu 8 un 3 A summu, kas plūst dažādos virzienos, tas ir, citiem vārdiem sakot, par strāvu 8 starpību. un 3 A. Nav grūti atrast citas divu vai vairāku strāvu kombinācijas, kas kopā dod 5 A.

Šeit ir pilnīga līdzība ar spēku pievienošanas un sadalīšanas principu. Ja uz kādu objektu iedarbojas divi vienādi vērsti spēki, tos var aizstāt ar vienu kopīgu spēku. Spēkus, kas darbojas pretējos virzienos, var aizstāt ar vienības starpību. Un otrādi, doto spēku vienmēr var uzskatīt par atbilstošu vienādi virzītu spēku summu vai atšķirību starp pretēji vērstiem spēkiem.

Tiešās vai sinusoidālās maiņstrāvas nav nepieciešams sadalīt komponentstrāvās. Ja pulsējošo strāvu aizvietojam ar līdzstrāvu un maiņstrāvu summu, tad, piemērojot šīm komponenšu strāvām zināmos līdzstrāvas un maiņstrāvas likumus, ir iespējams atrisināt daudzas problēmas un veikt nepieciešamos aprēķinus saistībā ar pulsējošo strāvu.

Pulsējošās strāvas jēdziens kā līdzstrāvas un maiņstrāvas summa ir parasts.Protams, nevar pieņemt, ka noteiktos laika intervālos tiešās un maiņstrāvas patiešām plūst viena pret otru pa vadu. Patiesībā nav divu pretēju elektronu plūsmu.

Patiesībā pulsējoša strāva ir viena strāva, kas laika gaitā maina savu vērtību. Pareizāk ir teikt, ka pulsējošo spriegumu vai pulsējošo EMF var attēlot kā pastāvīgo un mainīgo komponentu summu.

Piemēram, Fig. 2 parāda, kā algebriski viena ģeneratora konstante emf tiek pievienota cita ģeneratora mainīgajam emf. Rezultātā mums ir pulsējošs EML, kas izraisa atbilstošo pulsējošo strāvu. Tomēr nosacīti var uzskatīt, ka pastāvīgs EMF ķēdē rada līdzstrāvu, bet mainīgs EMF - maiņstrāvu, kas, summējot, veido pulsējošu strāvu.

Katru pulsējošo strāvu var raksturot ar Itax un Itin maksimālo un minimālo vērtību, kā arī tās nemainīgajām un mainīgajām sastāvdaļām. Pastāvīgo komponentu apzīmē ar I0. Ja maiņstrāva ir sinusoidāla strāva, tad tās amplitūdu apzīmē ar It (visi šie lielumi parādīti 2. att.).

To nevajadzētu jaukt ar It un Itax. Arī pašreizējā viļņa Imax maksimālo vērtību nevajadzētu saukt par amplitūdu. Termins amplitūda parasti attiecas tikai uz maiņstrāvu. Runājot par pulsējošo strāvu, mēs varam runāt tikai par tās mainīgās sastāvdaļas amplitūdu.

Pulsējošās strāvas konstanto komponentu var saukt par tās vidējo vērtību Iav, tas ir, par vidējo aritmētisko vērtību. Patiešām, ja ņemam vērā izmaiņas vienā pulsējošās strāvas periodā, kas parādīts attēlā.2, ir skaidri redzams: pirmajā pusciklā 15 mA strāvai tiek pievienotas vairākas vērtības, mainot strāvas komponentu, mainot no 0 līdz 10 mA un atpakaļ līdz 0, un otrajā pusē -cikls, tieši tādas pašas strāvas vērtības tiek atņemtas no strāvas 15 mA.

Tāpēc strāva 15 mA patiešām ir vidējā vērtība. Tā kā strāva ir elektrisko lādiņu pārnešana caur stieples šķērsgriezumu, tad Iav ir tādas līdzstrāvas vērtība, kas vienā periodā (vai veselu periodu skaitu) pārvadā tādu pašu elektroenerģijas daudzumu kā šī pulsējošā strāva. .

Sinusoidālajai maiņstrāvai Iav vērtība vienā periodā ir nulle, jo elektroenerģijas daudzums, kas iziet caur vadītāja šķērsgriezumu vienā pusperiodā, ir vienāds ar elektroenerģijas daudzumu, kas plūst pretējā virzienā citā pusperiodā. Strāvu grafikos, kas parāda strāvas i atkarību no laika t, strāvas pārnesto elektroenerģijas daudzumu izsaka ar skaitļa laukumu, ko ierobežo strāvas līkne, jo elektroenerģijas daudzumu nosaka produkts, ka tas.

Sinusoidālai strāvai pozitīvā un negatīvā pusviļņu laukumi ir vienādi.Attēls parādītajā pulsējošajā strāvā. 2, pirmajā pusperiodā maiņstrāvas komponentes pārnēsātās elektroenerģijas daudzums tiek pieskaitīts elektroenerģijas daudzumam, ko pārvadā pašreizējā Iav (attēlā ēnotais laukums). Un otrā puscikla laikā tiek izņemts tieši tāds pats elektroenerģijas daudzums. Rezultātā visā periodā tiek pārnests tāds pats elektroenerģijas daudzums kā ar vienu līdzstrāvu Iav, tas ir, taisnstūra Iav T laukums ir vienāds ar laukumu, ko ierobežo viļņu strāvas līkne.

Tādējādi pastāvīgo komponentu vai strāvas vidējo vērtību nosaka elektrisko lādiņu pārnešana caur stieples šķērsgriezumu.

Pašreizējais vienādojums, kas parādīts attēlā. 2 acīmredzami ir jāraksta šādā formā:

Pulsējošās strāvas jauda jāaprēķina kā tās sastāvdaļu strāvu jaudu summa. Piemēram, ja strāva, kas parādīta attēlā. 2, iet caur rezistoru ar pretestību R, tad tā jauda ir

kur I = 0,7Im ir mainīgā komponenta efektīvā vērtība.

Varat ieviest viļņu strāvas Id efektīvās vērtības jēdzienu. Jauda tiek aprēķināta parastajā veidā:

Pielīdzinot šo izteiksmi iepriekšējai un samazinot to ar R, mēs iegūstam:

Tādas pašas attiecības var iegūt stresa gadījumā.