Pokud připojíte odpor a kondenzátor, získáte možná jeden z nejužitečnějších a nejuniverzálnějších obvodů.

Dnes jsem se rozhodl mluvit o mnoha způsobech, jak jej použít. Nejprve však o každém prvku zvlášť:

Úkolem rezistoru je omezit proud. Jedná se o statický prvek, jehož odpor se nemění, nemluvíme nyní o tepelných chybách - nejsou příliš velké. Proud přes odpor je určen Ohmovým zákonem - I=U/R, kde U je napětí na svorkách rezistoru, R je jeho odpor.

Kondenzátor je zajímavější věc. Má zajímavou vlastnost - při vybití se chová skoro jako zkrat - proud jím protéká bez omezení, spěchá do nekonečna. A napětí na něm má tendenci k nule. Když se nabije, stane se jako přerušení a proud jím přestane protékat a napětí na něm se rovná nabíjecímu zdroji. Ukazuje se zajímavý vztah – je tam proud, žádné napětí, je tam napětí – žádný proud.

Pro vizualizaci tohoto procesu si představte balón... ehm... balón, který je naplněný vodou. Proud vody je proud. Tlak vody na elastické stěny je ekvivalentem napětí. Teď se podívejte, když je koule prázdná - voda volně teče, je tam velký proud, ale zatím není skoro žádný tlak - napětí je nízké. Poté, když se kulička naplní a začne odolávat tlaku, v důsledku pružnosti stěn se průtok zpomalí a poté se úplně zastaví - síly jsou stejné, kondenzátor se nabije. Na natažených stěnách je napětí, ale žádný proud!

Nyní, když odstraníte nebo snížíte vnější tlak, odeberete zdroj energie, pak voda pod vlivem elasticity poteče zpět. Také proud z kondenzátoru poteče zpět, pokud je obvod uzavřen a napětí zdroje je nižší než napětí v kondenzátoru.

Kapacita kondenzátoru. co to je?
Teoreticky lze do libovolného ideálního kondenzátoru napumpovat náboj nekonečné velikosti. Prostě náš míč se více natáhne a stěny vytvoří větší tlak, nekonečně větší tlak.
Co potom Farads, co je napsáno na straně kondenzátoru jako indikátor kapacity? A to je právě závislost napětí na náboji (q = CU). U malého kondenzátoru bude nárůst napětí z nabíjení vyšší.

Představte si dvě sklenice s nekonečně vysokými stěnami. Jedna je úzká, jako zkumavka, druhá je široká, jako umyvadlo. Hladina vody v nich je napětí. Spodní část je nádoba. Oba lze naplnit stejným litrem vody – stejný náboj. Ale ve zkumavce hladina vyskočí o několik metrů a v nádrži se rozstříkne na samém dně. Také v kondenzátorech s malou a velkou kapacitou.
Můžete ho plnit, jak chcete, ale napětí bude jiné.

Navíc v reálném životě mají kondenzátory průrazné napětí, po kterém přestanou být kondenzátorem, ale změní se na použitelný vodič :)

Jak rychle se nabíjí kondenzátor?
Za ideálních podmínek, kdy máme nekonečně výkonný zdroj napětí s nulovým vnitřním odporem, ideální supravodivé dráty a naprosto bezchybný kondenzátor, dojde k tomuto procesu okamžitě, s časem rovným 0, stejně jako k vybití.

Ale ve skutečnosti vždy existují odpory, explicitní - jako banální odpor nebo implicitní, jako je odpor drátů nebo vnitřní odpor zdroj napětí.
V tomto případě bude rychlost nabíjení kondenzátoru záviset na odporu v obvodu a kapacitě kondenzátoru a samotný náboj bude proudit podle exponenciální zákon.

A tento zákon má několik charakteristických veličin:

• T - časová konstanta, to je čas, kdy hodnota dosáhne 63 % svého maxima. 63 % nebylo bráno náhodou, přímo souvisí se vzorcem HODNOTA T =max—1/e*max.
• 3T - a při trojnásobku konstanty hodnota dosáhne 95% svého maxima.

Časová konstanta pro RC obvod T=R*C.

Čím nižší je odpor a nižší kapacita, tím rychleji se kondenzátor nabíjí. Pokud je odpor nulový, pak je doba nabíjení nulová.

Pojďme si spočítat, jak dlouho bude trvat, než se 1uF kondenzátor nabije na 95 % přes 1kOhm odpor:
T= C*R = 10-6*103 = 0,001 c
3T = 0,003s Po této době dosáhne napětí na kondenzátoru 95% napětí zdroje.

Vypouštění se bude řídit stejným zákonem, pouze hlavou dolů. Tito. po čase T zbývá na kondenzátoru pouze 100 % - 63 % = 37 % původního napětí a po 3T ještě méně - ubohých 5 %.

S napájením a uvolněním napětí je vše jasné. Co když bylo napětí přiloženo a pak postupně zvyšováno a pak také postupně vybíjeno? Zde se situace prakticky nezmění - napětí stouplo, kondenzátor se mu nabil podle stejného zákona, se stejnou časovou konstantou - po čase 3T bude jeho napětí 95% nového maxima.
Trochu klesl - byl dobitý a po 3T na něm bude napětí o 5% vyšší než nové minimum.
Co vám říkám, je lepší to ukázat. Zde v multisim jsem vytvořil chytrý generátor krokového signálu a přivedl jej do integračního RC řetězce:

Podívejte se, jak se to viklá :) Pozor, nabíjení i vybíjení, bez ohledu na výšku kroku, mají vždy stejnou dobu trvání!!!

Na jakou hodnotu lze nabít kondenzátor?
Teoreticky do nekonečna, jakási koule s nekonečně se táhnoucími stěnami. Ve skutečnosti kulička dříve nebo později praskne a kondenzátor se prorazí a zkratuje. Proto mají všechny kondenzátory důležitý parametr — konečné napětí. Na elektrolytech je to často napsáno na boku, ale na keramických se to musí vyhledat v referenčních knihách. Tam je to ale většinou od 50 voltů. Obecně platí, že při výběru kondenzátoru musíte zajistit, aby jeho maximální napětí nebylo nižší než napětí v obvodu. Ještě dodám, že při výpočtu kondenzátoru pro střídavé napětí byste měli zvolit maximální napětí 1,4x vyšší. Protože na střídavé napětí indikovat efektivní hodnotu a okamžitá hodnota ve svém maximu ji překročí 1,4krát.

Co z výše uvedeného vyplývá? Co když to aplikujete na kondenzátor konstantní tlak, pak se to jen nabije a je to. Tady končí legrace.

Co když odešlete proměnnou? Je zřejmé, že se bude buď nabíjet, nebo vybíjet a v obvodu bude proudit tam a zpět. Hnutí! Je tam proud!

Ukazuje se, že navzdory fyzickému přerušení obvodu mezi deskami střídavý proud snadno protéká kondenzátorem, ale stejnosměrný proud teče slabě.

Co nám to dává? A skutečnost, že kondenzátor může sloužit jako druh separátoru k oddělení střídavý proud a konstantní pro odpovídající komponenty.

Jakýkoli časově proměnný signál lze reprezentovat jako součet dvou složek - proměnné a konstantní.

Například klasická sinusoida má pouze proměnnou část a konstanta je nulová. U stejnosměrného proudu je to naopak. Co když máme posunutou sinusoidu? Nebo neustále s rušením?

AC a DC složky signálu jsou snadno odděleny!
O něco výše jsem vám ukázal, jak se při změně napětí nabíjí a vybíjí kondenzátor. Variabilní složka tedy projde konderem s třeskem, protože pouze nutí kondenzátor aktivně měnit svůj náboj. Konstanta zůstane tak jak byla a bude přilepená na kondenzátoru.

Aby však kondenzátor účinně oddělil proměnnou složku od konstanty, frekvence proměnné složky nesmí být nižší než 1/T

Jsou možné dva typy aktivace RC řetězce:
Integrace a diferenciace. Jsou filtrem nízké frekvence a horní propust.

Dolní propust propustí konstantní složku beze změn (protože její frekvence je nulová, není nikde nižší) a potlačí vše vyšší než 1/T. Přímá složka prochází přímo a střídavá složka je zhášena k zemi přes kondenzátor.
Takový filtr se také nazývá integrační řetězec, protože výstupní signál je jakoby integrovaný. Pamatujete si, co je to integrál? Oblast pod křivkou! Tady to vychází.

A nazývá se to derivační obvod, protože na výstupu dostáváme diferenciál vstupní funkce, což není nic jiného než rychlost změny této funkce.

• V sekci 1 je kondenzátor nabitý, což znamená, že jím protéká proud a na rezistoru dojde k poklesu napětí.
• V sekci 2 dochází k prudkému nárůstu rychlosti nabíjení, což znamená, že proud prudce vzroste a následuje pokles napětí na rezistoru.
• V sekci 3 kondenzátor jednoduše drží stávající potenciál. Neprotéká jím žádný proud, což znamená, že napětí na rezistoru je také nulové.
• No a ve 4. sekci se začal vybíjet kondenzátor, protože... vstupní signál je nižší než jeho napětí. Proud šel opačným směrem a na rezistoru již existuje záporný pokles napětí.

A pokud na vstup přivedeme obdélníkový impuls s velmi strmými hranami a zmenšíme kapacitu kondenzátoru, uvidíme jehly jako tyto:

obdélník. Dobře co? Je to tak – derivace lineární funkce je konstanta, sklon této funkce určuje znaménko konstanty.

Stručně řečeno, pokud právě chodíte na kurz matematiky, můžete zapomenout na bezbožného Mathcada, nechutného Maple, vyhodit z hlavy matrixové kacířství Matlabu a vyndat z úkrytu hrst analogových volných věcí a připájet se. opravdu PRAVÝ analogový počítač :) Učitel bude šokován :)

Pravda, integrátory a diferenciátory obvykle nevytvářejí integrátory a diferenciátory pouze na rezistorech, zde je používají operační zesilovače. Tyhle věci si zatím můžeš googlit, zajímavá věc :)

A zde jsem přivedl běžný obdélníkový signál na dva horní a dolní propusti. A výstupy z nich do osciloskopu:

Zde je trochu větší část:

Při spouštění se kondenzátor vybije, proud jím je plný a napětí na něm je zanedbatelné - na vstupu RESET je signál reset. Brzy se ale kondenzátor nabije a po čase T bude jeho napětí již na úrovni logické jedničky a resetovací signál se již nebude posílat do RESETu - spustí se MK.
A pro AT89C51 je potřeba zorganizovat přesný opak RESETu - nejprve odevzdat jedničku a pak nulu. Zde je situace opačná - zatímco kondenzátor není nabitý, pak jím protéká velký proud Uc - úbytek napětí na něm je nepatrný Uc = 0. To znamená, že RESET je napájen napětím o něco nižším, než je napájecí napětí Usupply-Uc=Upsupply.
Ale když je kondenzátor nabitý a napětí na něm dosáhne napájecího napětí (Upit = Uc), tak na pinu RESET již bude Upit-Uc = 0

Analogová měření
Ale nevadí resetovací řetězce, kde je zábavnější používat schopnost RC obvodu měřit analogové hodnoty s mikrokontroléry, které nemají ADC.
To využívá toho, že napětí na kondenzátoru roste striktně podle stejného zákona – exponenciálně. V závislosti na vodiči, odporu a napájecím napětí. To znamená, že může být použito jako referenční napětí s dříve známými parametry.

Funguje to jednoduše, přivedeme napětí z kondenzátoru na analogový komparátor a naměřené napětí připojíme na druhý vstup komparátoru. A když chceme změřit napětí, jednoduše nejprve stáhneme kolík dolů, aby se vybil kondenzátor. Poté jej vrátíme do režimu Hi-Z, resetujeme a spustíme časovač. A pak se přes rezistor začne nabíjet kondenzátor a jakmile komparátor hlásí, že napětí z RC dohnalo měřené, stopneme časovač.

Když víme, podle kterého zákona se referenční napětí RC obvodu v čase zvyšuje, a také když víme, jak dlouho tiká časovač, můžeme poměrně přesně zjistit, čemu se rovnalo naměřené napětí v době spuštění komparátoru. Navíc zde není nutné počítat exponenty. V počáteční fázi nabíjení kondenzátoru můžeme předpokládat, že závislost je zde lineární. Nebo, pokud chcete větší přesnost, aproximujte exponenciály po částech lineární funkce, a v ruštině - nakreslete jeho přibližný tvar několika rovnými čarami nebo sestavte tabulku závislosti hodnoty na čase, zkrátka metody jsou jednoduché.

Pokud potřebujete analogový přepínač, ale nemáte ADC, nemusíte ani používat komparátor. Zatřeste nohou, na které visí kondenzátor a nechte jej nabíjet přes proměnný odpor.

Změnou T, které, připomenu, T = R * C a vědomím, že máme C = konst, můžeme vypočítat hodnotu R. Navíc opět zde není nutné zapojovat matematický aparát, ve většině případů v případech stačí provést měření u některých podmíněných papoušků, jako jsou časovače. Nebo můžete jít jinou cestou, neměnit odpor, ale měnit kapacitu např. tak, že k němu připojíte kapacitu svého těla... co se stane? Správně – dotyková tlačítka!

Pokud něco není jasné, pak se nebojte, brzy napíšu článek o tom, jak připojit analogové zařízení k mikrokontroléru bez použití ADC. Tam vše podrobně vysvětlím.

Kondenzátorje prvkem elektrický obvod, který je schopen akumulovat elektrický náboj. Důležitou vlastností kondenzátoru je jeho schopnost nejen akumulovat, ale také uvolňovat náboj, a to téměř okamžitě.

Podle druhého zákona komutace se napětí na kondenzátoru nemůže náhle změnit. Tato vlastnost se aktivně využívá v různých filtrech, stabilizátorech, integračních obvodech, oscilačních obvodech atd.

Skutečnost, že se napětí nemůže okamžitě změnit, je patrné ze vzorce

Pokud by se napětí v okamžiku sepnutí náhle změnilo, znamenalo by to, že rychlost změny du/dt = ∞, což se v přírodě nemůže stát, protože by byl potřeba zdroj nekonečného výkonu.

Proces nabíjení kondenzátoru

Schéma ukazuje RC (integrační) obvod napájený z konstantního zdroje energie. Když je klíč zavřený do polohy 1, kondenzátor se nabíjí. Proud prochází obvodem: „plus“ zdroje – rezistor – kondenzátor – „mínus“ zdroje.

Napětí na deskách kondenzátoru se mění exponenciálně. Proud procházející kondenzátorem se také mění exponenciálně. Navíc jsou tyto změny reciproční, čím vyšší napětí, tím menší proud protéká kondenzátorem. Když se napětí na kondenzátoru rovná napětí zdroje, proces nabíjení se zastaví a proud v obvodu přestane téct.

Nyní, když přepneme klíč do polohy 2, proud poteče opačným směrem, konkrétně obvodem: kondenzátor - odpor - „mínus“ zdroje. Tím dojde k vybití kondenzátoru. Proces bude také exponenciální.

Důležitou vlastností tohoto obvodu je produkt R.C., kterému se také říká časová konstantaτ . Během doby τ se kondenzátor nabije nebo vybije o 63 %. V 5 τ se kondenzátor zcela vzdá nebo přijme náboj.

Přejděme od teorie k praxi. Vezměme kondenzátor 0,47 uF a odpor 10 kOhm.

Spočítejme si přibližnou dobu, po kterou by se měl kondenzátor nabíjet.

Nyní sestavíme tento obvod v multisim a zkusíme simulovat

Sestavený obvod je napájen baterií 12 V. Změnou polohy přepínače S1 nejprve nabijeme a poté vybijeme kondenzátor přes odpor R = 10 KOhm. Chcete-li jasně vidět, jak obvod funguje, podívejte se na video níže.

Generátory vysokého napětí Nízký výkon je široce používán v detekci defektů, k napájení přenosných urychlovačů nabitých částic, rentgenových a katodových trubic, fotonásobičů a detektorů ionizujícího záření. Kromě toho se používají také pro elektropulzní destrukci pevných látek, výrobu ultrajemných prášků, syntézu nových materiálů, jako detektory jisker, pro spouštění plynových výbojkových světelných zdrojů, při elektrovýbojové diagnostice materiálů a výrobků, získávání plyno- výbojové fotografie metodou S. D. Kirlian, testující kvalitu vysokonapěťové izolace. V každodenním životě se taková zařízení používají jako zdroje energie pro elektronické lapače ultrajemného a radioaktivního prachu, elektronické zapalovací systémy, pro elektroefluviální lustry (lustry A. L. Chizhevského), aeroionizéry, lékařské přístroje (D'Arsonval, franklizační, ultratonoterapeutické přístroje), plyn zapalovače, elektrické ohradníky, elektrické paralyzéry atd.

Běžně řadíme mezi vysokonapěťové generátory zařízení, která generují napětí nad 1 kV.

Vysokonapěťový pulzní generátor pomocí rezonančního transformátoru (obr. 11.1) je vyroben podle klasického schématu s použitím plynového jiskřiště RB-3.

Kondenzátor C2 se nabíjí pulzujícím napětím přes diodu VD1 a rezistor R1 na průrazné napětí plynového jiskřiště. V důsledku porušení plynové mezery jiskřiště je kondenzátor vybit na primární vinutí transformátoru, načež se proces opakuje. V důsledku toho se na výstupu transformátoru T1 tvoří tlumené vysokonapěťové impulsy s amplitudou až 3...20 kV.

Pro ochranu výstupního vinutí transformátoru před přepětím je k němu paralelně připojeno jiskřiště vytvořené ve formě elektrod s nastavitelnou vzduchovou mezerou.

Rýže. 11.1. Obvod vysokonapěťového pulzního generátoru pomocí plynového jiskřiště.

Rýže. 11.2. Obvod vysokonapěťového pulzního generátoru se zdvojením napětí.

Transformátor T1 pulzního generátoru (obr. 11.1) je vyroben na otevřeném feritovém jádru M400NN-3 o průměru 8 a délce 100 mm. Primární (nízkonapěťové) vinutí transformátoru obsahuje 20 závitů drátu MGShV 0,75 mm s roztečí vinutí 5...6 mm. Sekundární vinutí obsahuje 2400 závitů běžného vinutí drátu PEV-2 0,04 mm. Primární vinutí je navinuto přes sekundární vinutí přes 2x0,05 mm polytetrafluorethylenové (fluoroplastové) těsnění. Sekundární vinutí transformátoru musí být spolehlivě izolováno od primárního.

Provedení vysokonapěťového pulzního generátoru využívajícího rezonanční transformátor je na Obr. 11.2. V tomto obvodu generátoru je galvanické oddělení od napájecí sítě. Síťové napětí jde do mezilehlého (zvyšovacího) transformátoru T1. Napětí odebírané ze sekundárního vinutí síťového transformátoru je přiváděno do usměrňovače pracujícího podle obvodu pro zdvojení napětí.

V důsledku činnosti takového usměrňovače se na horní desce kondenzátoru C2 vzhledem k nulovému vodiči objeví kladné napětí rovné druhé odmocnině z 2Uii, kde Uii je napětí na sekundárním vinutí výkonového transformátoru.

Na kondenzátoru C1 se vytvoří odpovídající napětí opačného znaménka. V důsledku toho se napětí na deskách kondenzátoru SZ bude rovnat 2 odmocninám 2Uii.

Rychlost nabíjení kondenzátorů C1 a C2 (C1=C2) je určena hodnotou odporu R1.

Když se napětí na deskách kondenzátoru SZ rovná průraznému napětí plynové mezery FV1, dojde k průrazu jeho plynové mezery, kondenzátor SZ a tedy i kondenzátory C1 a C2 se vybijí a dojde k periodickým tlumeným oscilacím. v sekundárním vinutí transformátoru T2. Po vybití kondenzátorů a vypnutí jiskřiště se proces nabíjení a následného vybíjení kondenzátorů do primárního vinutí transformátoru 12 bude znovu opakovat.

Vysokonapěťový generátor sloužící k získávání fotografií v plynovém výboji i ke sběru ultrajemného a radioaktivního prachu (obr. 11.3) se skládá z napěťového zdvojovače, generátoru relaxačních pulzů a stupňovitého rezonančního transformátoru.

Zdvojovač napětí je vyroben pomocí diod VD1, VD2 a kondenzátorů C1, C2. Nabíjecí řetězec je tvořen kondenzátory C1 SZ a rezistorem R1. Plynové jiskřiště 350 V je paralelně připojeno ke kondenzátorům C1 SZ s primárním vinutím zvyšovacího transformátoru T1 zapojeným do série.

Jakmile úroveň stejnosměrného napětí na kondenzátorech C1 SZ překročí průrazné napětí jiskřiště, kondenzátory se vybijí přes vinutí zvyšovacího transformátoru a v důsledku toho se vytvoří vysokonapěťový impuls. Prvky obvodu jsou voleny tak, aby frekvence vytváření impulsů byla asi 1 Hz. Kondenzátor C4 je určen k ochraně výstupní svorky zařízení před síťovým napětím.

Rýže. 11.3. Obvod vysokonapěťového pulsního generátoru pomocí plynového jiskřiště nebo dinistorů.

Výstupní napětí zařízení je zcela určeno vlastnostmi použitého transformátoru a může dosáhnout 15 kV. Vysokonapěťový transformátor o výstupním napětí cca 10 kV je vyroben na dielektrické trubici o vnějším průměru 8 a délce 150 mm, uvnitř je umístěna měděná elektroda o průměru 1,5 mm. Sekundární vinutí obsahuje 3...4 tisíc závitů drátu PELSHO 0,12, navinutého závitu na závit v 10...13 vrstvách (šířka závitu 70 mm) a impregnovaného lepidlem BF-2 s mezivrstvou izolací z polytetrafluoretylenu. Primární vinutí obsahuje 20 závitů drátu PEV 0,75 protaženého polyvinylchloridovou vačkou.

Jako takový transformátor můžete také použít upravený výstupní transformátor horizontálního skenování televizoru; transformátory pro elektronické zapalovače, zábleskové lampy, zapalovací cívky atd.

Plynový vybíječ R-350 lze nahradit přepínatelným řetězcem dinistorů typu KN102 (obr. 11.3 vpravo), který umožní skokovou změnu výstupního napětí. Pro rovnoměrné rozložení napětí na dinistory jsou ke každému z nich paralelně zapojeny rezistory stejné hodnoty s odporem 300...510 kOhm.

Varianta obvodu vysokonapěťového generátoru s použitím plynem plněného zařízení, tyratronu, jako prahového spínacího prvku je na Obr. 11.4.

Rýže. 11.4. Obvod vysokonapěťového pulzního generátoru pomocí tyratronu.

Síťové napětí je usměrněno diodou VD1. Usměrněné napětí je vyhlazeno kondenzátorem C1 a přivedeno do nabíjecího obvodu R1, C2. Jakmile napětí na kondenzátoru C2 dosáhne zapalovacího napětí tyratronu VL1, začne blikat. Kondenzátor C2 se vybije přes primární vinutí transformátoru T1, tyratron zhasne, kondenzátor se začne znovu nabíjet atd.

Jako transformátor T1 je použita automobilová zapalovací cívka.

Místo tyratronu VL1 MTX-90 můžete zapnout jeden nebo více dinistorů typu KN102. Amplituda vysokého napětí může být nastavena počtem zahrnutých dinistorů.

V práci je popsán návrh vysokonapěťového měniče pomocí tyratronového spínače. Všimněte si, že k vybití kondenzátoru lze použít jiné typy zařízení plněných plynem.

Slibnější je použití polovodičových spínacích zařízení v moderních vysokonapěťových generátorech. Jejich výhody jsou jasně vyjádřeny: vysoká opakovatelnost parametrů, nižší cena a rozměry, vysoká spolehlivost.

Níže budeme uvažovat vysokonapěťové pulzní generátory využívající polovodičové spínací zařízení (dinistory, tyristory, bipolární tranzistory a tranzistory s efektem pole).

Zcela ekvivalentní, ale slaboproudé obdobou plynových výbojů jsou dinistory.

Na Obr. Obrázek 11.5 ukazuje elektrický obvod generátoru vyrobeného na dinistorech. Struktura generátoru je zcela podobná těm, které byly popsány dříve (obr. 11.1, 11.4). Hlavním rozdílem je nahrazení vybíječe plynu řetězem sériově zapojených dinistorů.

Rýže. 11.5. Obvod vysokonapěťového pulsního generátoru pomocí dinistorů.

Rýže. 11.6. Obvod vysokonapěťového pulzního generátoru s můstkovým usměrňovačem.

Je třeba poznamenat, že účinnost takového analogu a spínané proudy jsou znatelně nižší než u prototypu, ale dinistory jsou cenově dostupnější a odolnější.

Poněkud komplikovaná verze vysokonapěťového pulzního generátoru je na Obr. 11.6. Síťové napětí je přiváděno do můstkového usměrňovače pomocí diod VD1 VD4. Usměrněné napětí je vyhlazeno kondenzátorem C1. Tento kondenzátor generuje konstantní napětí cca 300 V, které slouží k napájení relaxačního generátoru složeného z prvků R3, C2, VD5 a VD6. Jeho zátěží je primární vinutí transformátoru T1. Ze sekundárního vinutí jsou odstraněny impulsy s amplitudou přibližně 5 kV a opakovací frekvencí až 800 Hz.

Řetězec dinistorů musí být dimenzován na spínací napětí cca 200 V. Zde lze použít dinistory typu KN102 nebo D228. Je třeba vzít v úvahu, že spínací napětí dinistorů typu KN102A, D228A je 20 V; KN102B, D228B 28 V; KN102V, D228V 40 V; KN102G, D228G 56 V; KN102D, D228D 80 V; KN102E 75 V; KN102Zh, D228Zh 120 V; KN102I, D228I 150 V.

Jako transformátor T1 ve výše uvedených zařízeních lze použít upravený linkový transformátor z černobílého televizoru. Jeho vysokonapěťové vinutí se ponechá, zbytek se odstraní a místo něj se navine nízkonapěťové (primární) vinutí 15...30 závitů PEV drátu o průměru 0,5...0,8 mm.

Při volbě počtu závitů primárního vinutí je třeba vzít v úvahu počet závitů sekundárního vinutí. Je také nutné mít na paměti, že hodnota výstupního napětí vysokonapěťového generátoru impulsů závisí ve větší míře na seřízení transformátorových obvodů na rezonanci než na poměru počtu závitů vinutí.

Charakteristiky některých typů horizontálních snímacích televizních transformátorů jsou uvedeny v tabulce 11.1.

Tabulka 11.1. Parametry vysokonapěťových vinutí unifikovaných horizontálních televizních transformátorů.

Typ transformátoru	Počet otáček		R vinutí, Ohm
TVS-A, TVS-B
TVS-110, TVS-110M

Typ transformátoru	Počet otáček		R vinutí, Ohm
TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1
TVS-110PTs15
TVS-110PTs16, TVS-110PTs18

Rýže. 11.7. Elektrické schéma vysokonapěťový pulzní generátor.

Na Obr. Na obrázku 11.7 je schéma dvoustupňového vysokonapěťového pulzního generátoru publikovaného na jednom z webů, ve kterém je jako spínací prvek použit tyristor. Jako prahový prvek, který určuje rychlost opakování vysokonapěťových impulzů a spouští tyristor, byla zvolena neonová lampa s plynovou výbojkou (řetězec HL1, HL2).

Při přivedení napájecího napětí pulsní generátor vyrobený na bázi tranzistoru VT1 (2N2219A KT630G) vytváří napětí cca 150 V. Toto napětí je usměrněno diodou VD1 a nabíjí kondenzátor C2.

Poté, co napětí na kondenzátoru C2 překročí zapalovací napětí neonů HL1, HL2, dojde k vybití kondenzátoru přes omezovací odpor R2 k řídící elektrodě tyristoru VS1 a k odblokování tyristoru. Vybíjecí proud kondenzátoru C2 bude vytvářet elektrické oscilace v primárním vinutí transformátoru T2.

Tyristorové spínací napětí lze upravit výběrem neonových žárovek s různým zapalovacím napětím. Spínací napětí tyristoru můžete měnit postupně přepínáním počtu sériově zapojených neonů (nebo dinistorů, které je nahrazují).

Rýže. 11.8. Schéma elektrických procesů na elektrodách polovodičová zařízení(k obr. 11.7).

Diagram napětí na bázi tranzistoru VT1 a na anodě tyristoru je na Obr. 11.8. Jak vyplývá z uvedených schémat, impulsy blokovacího generátoru mají trvání přibližně 8 ms. Kondenzátor C2 se nabíjí exponenciálně v souladu s působením impulsů odebraných ze sekundárního vinutí transformátoru T1.

Na výstupu generátoru se tvoří impulsy o napětí přibližně 4,5 kV. Výstupní transformátor pro nízkofrekvenční zesilovače je použit jako transformátor T1. Tak jako

Vysokonapěťový transformátor T2 využívá transformátor z fotoblesku nebo recyklovaný (viz výše) horizontální skenovací televizní transformátor.

Schéma jiné verze generátoru využívající neonové lampy jako prahového prvku je na Obr. 11.9.

Rýže. 11.9. Elektrický obvod generátoru s prahovým prvkem na neonové lampě.

Relaxační generátor v něm je vyroben na prvcích R1, VD1, C1, HL1, VS1. Pracuje při kladných cyklech síťového napětí, kdy je kondenzátor C1 nabíjen na spínací napětí prahového prvku na neonové lampě HL1 a tyristoru VS1. Dioda VD2 tlumí samoindukční impulsy primárního vinutí zvyšovacího transformátoru T1 a umožňuje zvýšit výstupní napětí generátoru. Výstupní napětí dosahuje 9 kV. Neonová lampa zároveň slouží jako indikátor, že je zařízení připojeno k síti.

Vysokonapěťový transformátor je navinut na kusu tyče o průměru 8 a délce 60 mm z feritu M400NN. Nejprve se umístí primární vinutí o 30 závitech drátu PELSHO 0,38 a poté se umístí sekundární vinutí o 5500 závitech o průměru PELSHO 0,05 nebo větším. Mezi vinutí a každých 800... 1000 otáček sekundárního vinutí je položena izolační vrstva z polyvinylchloridové izolační pásky.

V generátoru je možné zavést diskrétní vícestupňové nastavení výstupního napětí spínáním neonů nebo dinistorů v sériovém zapojení (obr. 11.10). V první verzi jsou k dispozici dva stupně regulace, ve druhé - až deset nebo více (při použití dinistorů KN102A se spínacím napětím 20 V).

Rýže. 11.10. Elektrický obvod prahového prvku.

Rýže. 11.11. Elektrický obvod generátoru vysokého napětí s diodovým prahovým prvkem.

Jednoduchý vysokonapěťový generátor (obr. 11.11) umožňuje získat výstupní impulsy s amplitudou až 10 kV.

Ovládací prvek zařízení spíná s frekvencí 50 Hz (při jedné půlvlně síťového napětí). Jako prahový prvek byla použita dioda VD1 D219A (D220, D223) pracující pod zpětným předpětím v režimu lavinového průrazu.

Když lavinové průrazné napětí na polovodičovém přechodu diody překročí lavinové průrazné napětí, dioda přejde do vodivého stavu. Napětí z nabitého kondenzátoru C2 je přiváděno na řídicí elektrodu tyristoru VS1. Po zapnutí tyristoru se kondenzátor C2 vybije do vinutí transformátoru T1.

Transformátor T1 nemá jádro. Vyrábí se na cívce o průměru 8 mm z polymetylmetakrylátu nebo polytetrachloretylenu a obsahuje tři od sebe oddělené sekce o šířce

9 mm. Zvyšovací vinutí obsahuje 3x1000 závitů, vinuté drátem PET, PEV-2 0,12 mm. Po navinutí musí být vinutí napuštěno parafínem. Na parafín se nanesou 2 x 3 vrstvy izolace, načež se primární vinutí navine 3 x 10 závity drátu PEV-2 0,45 mm.

Tyristor VS1 lze vyměnit za jiný pro napětí vyšší než 150 V. Lavinovou diodu lze nahradit řetězcem dinistorů (obr. 11.10, 11.11 níže).

Obvod nízkovýkonového přenosného vysokonapěťového pulzního zdroje s autonomním napájením z jednoho galvanického prvku (obr. 11.12) se skládá ze dvou generátorů. První je postaven na dvou nízkovýkonových tranzistorech, druhý na tyristoru a dinistoru.

Rýže. 11.12. Obvod generátoru napětí s nízkonapěťovým zdrojem a klíčovým prvkem tyristor-dinistor.

Kaskáda tranzistorů různé vodivosti převádí nízkonapěťové stejnosměrné napětí na vysokonapěťové pulzní napětí. Časový řetěz v tomto generátoru jsou prvky C1 a R1. Po zapnutí napájení se otevře tranzistor VT1 a pokles napětí na jeho kolektoru otevře tranzistor VT2. Kondenzátor C1, nabíjený přes rezistor R1, snižuje základní proud tranzistoru VT2 natolik, že tranzistor VT1 přechází ze saturace, což vede k uzavření VT2. Tranzistory budou uzavřeny, dokud se kondenzátor C1 nevybije přes primární vinutí transformátoru T1.

Zvýšené pulzní napětí odebrané ze sekundárního vinutí transformátoru T1 je usměrněno diodou VD1 a přivedeno do kondenzátoru C2 druhého generátoru s tyristorem VS1 a dinistorem VD2. V každém pozitivním půlcyklu

Akumulační kondenzátor C2 se nabíjí na hodnotu amplitudového napětí rovnou spínacímu napětí dinistoru VD2, tzn. až 56 V (nominální pulzní odblokovací napětí pro dinistor typu KN102G).

Přechod dinistoru do otevřeného stavu ovlivňuje řídicí obvod tyristoru VS1, který se zase otevírá. Kondenzátor C2 se vybije přes tyristor a primární vinutí transformátoru T2, načež se dinistor a tyristor opět uzavřou a začne další nabíjení kondenzátoru, spínací cyklus se opakuje.

Ze sekundárního vinutí transformátoru T2 jsou odstraněny impulsy s amplitudou několika kilovoltů. Frekvence jiskrových výbojů je přibližně 20 Hz, ale je mnohem menší než frekvence pulsů odebraných ze sekundárního vinutí transformátoru T1. To se děje proto, že kondenzátor C2 se nabíjí na spínací napětí dinistoru nikoli v jednom, ale v několika kladných půlcyklech. Hodnota kapacity tohoto kondenzátoru určuje výkon a dobu trvání výstupních vybíjecích impulsů. Průměrná hodnota vybíjecího proudu bezpečná pro dinistor a řídicí elektrodu tyristoru se volí na základě kapacity tohoto kondenzátoru a velikosti pulzního napětí napájejícího kaskádu. K tomu by měla být kapacita kondenzátoru C2 přibližně 1 µF.

Transformátor T1 je vyroben na prstencovém feritovém magnetickém jádru typu K10x6x5. Má 540 závitů drátu PEV-2 0,1 s uzemněnou odbočkou po 20. závitu. Začátek jeho vinutí je připojen k tranzistoru VT2, konec k diodě VD1. Transformátor T2 je navinut na cívce s feritovým nebo permalloy jádrem o průměru 10 mm a délce 30 mm. Cívka o vnějším průměru 30 mm a šířce 10 mm je navinuta drátem PEV-2 0,1 mm, dokud není rám zcela zaplněn. Před dokončením navíjení se vytvoří uzemněný kohout a poslední řada drátu o 30...40 závitech se navine, aby se převrátila izolační vrstva lakované látky.

Transformátor T2 je nutné při navíjení napustit izolačním lakem nebo lepidlem BF-2 a poté důkladně vysušit.

Namísto VT1 a VT2 můžete použít jakékoli nízkovýkonové tranzistory schopné pracovat v pulzním režimu. Tyristor KU101E lze nahradit KU101G. Zdroj energie galvanické články s napětím nejvýše 1,5 V, například 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373 nebo nikl-kadmiové diskové baterie typu D-0,26D, D-0,55S atd. .

Tyristorový vysokonapěťový pulzní generátor s síťové napájení znázorněno na Obr. 11.13.

Rýže. 11.13. Elektrický obvod vysokonapěťového generátoru impulsů s kapacitním zásobníkem energie a tyristorovým spínačem.

Během kladné půlperiody síťového napětí se kondenzátor C1 nabíjí přes odpor R1, diodu VD1 a primární vinutí transformátoru T1. Tyristor VS1 je v tomto případě uzavřen, protože jeho řídicí elektrodou neprotéká žádný proud (úbytek napětí na diodě VD2 v propustném směru je malý ve srovnání s napětím potřebným k otevření tyristoru).

Během záporného půlcyklu se diody VD1 a VD2 uzavřou. Na katodě tyristoru se vytvoří úbytek napětí vzhledem k řídicí elektrodě (mínus na katodě, plus na řídicí elektrodě), v obvodu řídicí elektrody se objeví proud a tyristor se otevře. V tomto okamžiku je kondenzátor C1 vybit přes primární vinutí transformátoru. V sekundárním vinutí se objeví vysokonapěťový impuls. A tak v každé periodě síťového napětí.

Na výstupu zařízení se tvoří bipolární vysokonapěťové impulsy (protože při vybíjení kondenzátoru v obvodu primárního vinutí dochází k tlumeným oscilacím).

Rezistor R1 může být složen ze tří paralelně zapojených rezistorů MLT-2 s odporem 3 kOhm.

Diody VD1 a VD2 musí být dimenzovány na proud minimálně 300 mA a zpětné napětí ne nižší než 400 V (VD1) a 100 B (VD2). Kondenzátor C1 typu MBM pro napětí minimálně 400 V. Jeho kapacita (zlomek jednotky mikrofaradů) se volí experimentálně. Tyristor VS1 typ KU201K, KU201L, KU202K KU202N. Transformátory B2B zapalovací cívka (6 V) z motocyklu nebo automobilu.

Zařízení může používat horizontální skenovací televizní transformátor TVS-110L6, TVS-1 YULA, TVS-110AM.

Dost typické schéma vysokonapěťový pulzní generátor s kapacitním ukládáním energie je na Obr. 11.14.

Rýže. 11.14. Schéma tyristorového generátoru vysokonapěťových impulsů s kapacitním zásobníkem energie.

Generátor obsahuje zhášecí kondenzátor C1, diodový usměrňovací můstek VD1 VD4, tyristorový spínač VS1 a řídicí obvod. Při zapnutí zařízení se nabíjejí kondenzátory C2 a S3, tyristor VS1 je stále uzavřen a nevede proud. Maximální napětí na kondenzátoru C2 je omezeno zenerovou diodou VD5 9V. V procesu nabíjení kondenzátoru C2 přes rezistor R2 se napětí na potenciometru R3 a v souladu s tím na řídicím přechodu tyristoru VS1 zvýší na určitou hodnotu, po které se tyristor přepne do vodivého stavu a kondenzátor SZ přes tyristor VS1 vybitý přes primární (nízkonapěťové) vinutí transformátoru T1, generující vysokonapěťový impuls. Poté se tyristor uzavře a proces začíná znovu. Potenciometr R3 nastavuje práh odezvy tyristoru VS1.

Opakovací frekvence pulzu je 100 Hz. Automobilová zapalovací cívka může být použita jako vysokonapěťový transformátor. V tomto případě výstupní napětí zařízení dosáhne 30...35 kV. Tyristorový generátor vysokonapěťových impulsů (obr. 11.15) je řízen napěťovými impulsy odebranými z relaxačního generátoru vyrobeného na dinistoru VD1. Pracovní frekvence generátoru řídicích impulsů (15...25 Hz) je určena hodnotou odporu R2 a kapacitou kondenzátoru C1.

Rýže. 11.15. Elektrický obvod tyristorového vysokonapěťového pulzního generátoru s pulzním řízením.

Relaxační generátor je připojen k tyristorovému spínači přes pulzní transformátor T1 typu MIT-4. Jako výstupní transformátor T2 je použit vysokofrekvenční transformátor z darsonvalizačního aparátu Iskra-2. Napětí na výstupu zařízení může dosáhnout 20...25 kV.

Na Obr. Obrázek 11.16 ukazuje možnost dodávání řídicích impulsů do tyristoru VS1.

Napěťový měnič (obr. 11.17), vyvinutý v Bulharsku, obsahuje dva stupně. V prvním z nich je zatížením klíčového prvku, vyrobeného na tranzistoru VT1, vinutí transformátoru T1. Obdélníkové řídicí impulsy periodicky zapínají/vypínají spínač na tranzistoru VT1, čímž připojují/odpojují primární vinutí transformátoru.

Rýže. 11.16. Možnost ovládání tyristorového spínače.

Rýže. 11.17. Elektrický obvod dvoustupňového vysokonapěťového pulzního generátoru.

V sekundárním vinutí se indukuje zvýšené napětí úměrné transformačnímu poměru. Toto napětí je usměrněno diodou VD1 a nabíjí kondenzátor C2, který je připojen k primárnímu (nízkonapěťovému) vinutí vysokonapěťového transformátoru T2 a tyristoru VS1. Činnost tyristoru je řízena napěťovými impulsy odebranými z přídavného vinutí transformátoru T1 přes řetězec prvků, které korigují tvar impulsu.

V důsledku toho se tyristor periodicky zapíná/vypíná. Kondenzátor C2 je vybit na primární vinutí vysokonapěťového transformátoru.

Vysokonapěťový pulzní generátor, Obr. 11.18, obsahuje jako řídicí prvek generátor na bázi unijunkčního tranzistoru.

Rýže. 11.18. Obvod vysokonapěťového pulzního generátoru s řídicím prvkem na bázi unijunkčního tranzistoru.

Síťové napětí je usměrněno diodovým můstkem VD1 VD4. Zvlnění usměrněného napětí je vyhlazeno kondenzátorem C1, nabíjecí proud kondenzátoru v okamžiku připojení zařízení k síti je omezen rezistorem R1. Přes rezistor R4 se nabíjí kondenzátor S3. Současně se uvádí do provozu pulzní generátor na bázi unijunkčního tranzistoru VT1. Jeho „spouštěcí“ kondenzátor C2 je nabíjen přes odpory R3 a R6 z parametrického stabilizátoru (předřadný odpor R2 a zenerovy diody VD5, VD6). Jakmile napětí na kondenzátoru C2 dosáhne určité hodnoty, sepne tranzistor VT1 a do řídicího přechodu tyristoru VS1 je vyslán otevírací impuls.

Kondenzátor SZ je vybíjen přes tyristor VS1 do primárního vinutí transformátoru T1. Na jeho sekundárním vinutí se vytvoří vysokonapěťový impuls. Opakovací frekvence těchto pulzů je dána frekvencí generátoru, která zase závisí na parametrech řetězce R3, R6 a C2. Pomocí ladícího odporu R6 můžete změnit výstupní napětí generátoru asi 1,5krát. V tomto případě je pulzní frekvence regulována v rozsahu 250...1000 Hz. Navíc se při volbě odporu R4 mění výstupní napětí (v rozmezí 5 až 30 kOhm).

Je vhodné použít papírové kondenzátory (C1 a SZ pro jmenovité napětí minimálně 400 V); Diodový můstek musí být navržen na stejné napětí. Místo toho, co je uvedeno ve schématu, můžete použít tyristor T10-50 nebo v extrémních případech KU202N. Zenerovy diody VD5, VD6 by měly zajistit celkové stabilizační napětí cca 18V.

Transformátor je vyroben na bázi TVS-110P2 z černobílých televizorů. Všechna primární vinutí jsou odstraněna a na volné místo je navinuto 70 závitů drátu PEL nebo PEV o průměru 0,5...0,8 mm.

Elektrický obvod vysokonapěťového generátoru impulsů, Obr. 11.19, sestává z násobiče napětí dioda-kondenzátor (diody VD1, VD2, kondenzátory C1 C4). Jeho výstup vytváří konstantní napětí přibližně 600 V.

Rýže. 11.19. Obvod vysokonapěťového generátoru impulsů se zdvojovačem síťového napětí a generátorem spouštěcích impulsů na bázi unijunkčního tranzistoru.

Jako prahový prvek zařízení je použit unijunkční tranzistor VT1 typu KT117A. Napětí na jedné z jeho bází je stabilizováno parametrickým stabilizátorem na bázi zenerovy diody VD3 typu KS515A (stabilizační napětí 15 B). Přes rezistor R4 se nabíjí kondenzátor C5 a když napětí na řídicí elektrodě tranzistoru VT1 překročí napětí na jeho bázi, VT1 se přepne do vodivého stavu a kondenzátor C5 se vybije na řídicí elektrodu tyristoru VS1.

Při zapnutí tyristoru se do nízkonapěťového vinutí zvyšovacího transformátoru T1 vybije řetězec kondenzátorů C1 C4 nabitý na napětí cca 600...620 V. Poté se tyristor vypne, procesy nabíjení a vybíjení se opakují s frekvencí určenou konstantou R4C5. Rezistor R2 omezuje proud zkrat při zapnutém tyristoru a zároveň je prvkem nabíjecího obvodu kondenzátorů C1 C4.

Obvod převodníku (obr. 11.20) a jeho zjednodušená verze (obr. 11.21) je rozdělen na tyto komponenty: síťový odrušovací filtr (interferenční filtr); elektronický regulátor; vysokonapěťový transformátor.

Rýže. 11.20. Elektrický obvod generátoru vysokého napětí s přepěťová ochrana.

Rýže. 11.21. Elektrický obvod generátoru vysokého napětí s přepěťovou ochranou.

Schéma na Obr. 11.20 funguje následovně. Kondenzátor SZ se nabíjí přes diodový usměrňovač VD1 a rezistor R2 na hodnotu amplitudy síťového napětí (310 V). Toto napětí prochází primárním vinutím transformátoru T1 na anodu tyristoru VS1. Podél druhé větve (R1, VD2 a C2) se pomalu nabíjí kondenzátor C2. Když je při jeho nabíjení dosaženo průrazného napětí dinistoru VD4 (v rozsahu 25...35 V), kondenzátor C2 se vybije přes řídicí elektrodu tyristoru VS1 a otevře ji.

Kondenzátor SZ je téměř okamžitě vybit přes otevřený tyristor VS1 a primární vinutí transformátoru T1. Impulzně se měnící proud indukuje v sekundárním vinutí T1 vysoké napětí, jehož hodnota může přesáhnout 10 kV. Po vybití kondenzátoru SZ se tyristor VS1 sepne a proces se opakuje.

Jako vysokonapěťový transformátor se používá televizní transformátor, ze kterého je odstraněno primární vinutí. Pro nové primární vinutí je použit navíjecí drát o průměru 0,8 mm. Počet otočení 25.

Pro výrobu tlumivek bariérového filtru L1, L2 se nejlépe hodí vysokofrekvenční feritová jádra, například 600NN o průměru 8 mm a délce 20 mm, každé s přibližně 20 závity drátu vinutí o průměru 0,6 ...0,8 mm.

Rýže. 11.22. Elektrický obvod dvoustupňového vysokonapěťového generátoru s ovládacím prvkem tranzistorového pole.

Dvoustupňový vysokonapěťový generátor (autor Andres Estaban de la Plaza) obsahuje transformátorový pulzní generátor, usměrňovač, časovací RC obvod, klíčový prvek na tyristoru (triak), vysokonapěťový rezonanční transformátor a tyristorový provoz. řídicí obvod (obr. 11.22).

Analog tranzistoru TIP41 KT819A.

Nízkonapěťový transformátorový měnič napětí s výhybkou zpětná vazba, sestavený na tranzistorech VT1 a VT2, produkuje impulsy s opakovací frekvencí 850 Hz. Pro usnadnění provozu při proudění velkých proudů jsou tranzistory VT1 a VT2 instalovány na radiátorech vyrobených z mědi nebo hliníku.

Výstupní napětí odvedené ze sekundárního vinutí transformátoru T1 nízkonapěťového měniče je usměrněno diodovým můstkem VD1 VD4 a nabíjí kondenzátory S3 a C4 přes rezistor R5.

Práh spínání tyristoru je řízen regulátorem napětí, který obsahuje tranzistor s efektem pole VTZ.

Provoz měniče se dále významně neliší od dříve popsaných procesů: na nízkonapěťovém vinutí transformátoru dochází k periodickému nabíjení/vybíjení kondenzátorů a dochází k tlumení elektrických oscilací. Výstupní napětí měniče při použití na výstupu jako zvyšovacího transformátoru zapalovací cívky z automobilu dosahuje 40...60 kV při rezonanční frekvenci cca 5 kHz.

Transformátor T1 (výstupní horizontální skenovací transformátor) obsahuje 2x50 závitů drátu o průměru 1,0 mm, vinutý bifilárně. Sekundární vinutí obsahuje 1000 závitů o průměru 0,20...0,32 mm.

Všimněte si, že moderní bipolární tranzistory a tranzistory s efektem pole lze použít jako řízené klíčové prvky.

Lidský kontakt s obvodem se zbytkovým nábojem. Pojem zbytkový se vztahuje k množství zbývajícího náboje určitý čas v obvodu po odstranění napětí z něj. Elektrické zařízení má v tomto případě kapacitu a jako kondenzátor udržuje potenciál vzhledem k zemi.

Náhodný kontakt člověka s nabitou nádobou vede k jejímu vybití a odčerpání potenciálu proudem. já h přes tělo až k zemi.

Podmínky pro vytvoření proudového obvodu. Kapacita elektrického obvodu vůči zemi a mezi fázemi závisí na Designové vlastnosti zařízení. Délka vedení, jeho typ (kabelové nebo nadzemní), stav izolace, uzemnění živých částí ovlivňují velikost kapacity popř. zbytkový náboj, resp.

Je důležité pochopit, že pro nabití kapacity obvodu není nutné jej připojovat k hlavnímu zdroji napájení a poté jej odpojovat. Existují i ​​jiné, méně nápadné a tedy nebezpečné způsoby, jak vytvořit kapacitní potenciál.

Při práci s megaohmmetrem je napětí zařízení aplikováno mezi testované sběrnice (všechny nebo jednotlivě) a/nebo kostru. Vzniká kapacitní náboj, který přetrvává po dlouhou dobu.

Proto by měl být po každé operaci odstraněn pomocí připraveného přenosného uzemňovacího zařízení.

Transformátorová zařízení v odpojeném stavu podléhají kontrole polarity vinutí. K tomu je v jednom vinutí pulsováno malé konstantní napětí do 6 voltů, které je odváděno do jednoho vinutí a řízeno ve druhém měřicími přístroji. Pokud se člověk dostane do kontaktu s tímto vinutím, bude transformovaným impulsem zraněn.

Jednofázový obvod níže ukazuje možný způsob zranit se.

Laboratorní práce č. 6

STUDIUM PROCESU NABÍJENÍ A VYBÍJENÍ KONDENZÁTORU

CÍL PRÁCE

Studium procesů nabíjení a vybíjení kondenzátorů v R.C.- obvody, seznámení s provozem zařízení používaných v pulzní elektronické technice.

TEORETICKÉ ZÁKLADY PRÁCE

Podívejme se na schéma znázorněné na obr. 1. Součástí obvodu je zdroj stejnosměrný proud, aktivní odpor a kondenzátor, ve kterém budeme uvažovat procesy nabíjení a vybíjení. Tyto procesy budeme analyzovat samostatně.

Vybití kondenzátoru.

Nechť se nejprve přes odpor R připojí zdroj proudu e ke kondenzátoru C. Poté se kondenzátor nabije, jak je znázorněno na Obr. 1. Přesuňme klíč K z polohy 1 do polohy 2. V důsledku toho se kondenzátor nabije na napětí E, se začne vybíjet přes odpor R. Uvážíme-li kladný proud, když směřuje z kladně nabité desky kondenzátoru na záporně nabitou desku, můžeme napsat

https://pandia.ru/text/78/025/images/image003_47.gif" width="69 height=25" height="25">, , (1)

Kde i– okamžitá hodnota proudu v obvodu, jejíž znaménko mínus značí výskyt proudu v obvodu i spojené s poklesem poplatku q na kondenzátoru;

q A S– okamžité hodnoty nabití a napětí na kondenzátoru.

Je zřejmé, že první dva výrazy představují definice proudu a elektrické kapacity a poslední je Ohmův zákon pro část obvodu.

Z posledních dvou vztahů vyjadřujeme aktuální sílu i následujícím způsobem:

https://pandia.ru/text/78/025/images/image006_31.gif" width="113" height="53 src=">. (2)

18. Proč v této instalaci není ve schématu zapojení zobrazen žádný stejnosměrný zdroj?

19. Je možné v této instalaci použít generátor sinusového napětí nebo generátor pilového napětí?

20. Jakou frekvenci a dobu trvání impulsů by měl generátor produkovat?

21. Proč je v tomto obvodu potřeba aktivní odpor? R? Jaká by měla být jeho velikost?

22. Jaké typy kondenzátorů a rezistorů lze v této instalaci použít?

23. Jaké hodnoty může mít kapacita a odpor v tomto obvodu?

24. Proč je potřeba synchronizace signálu osciloskopu?

25. Jak toho dosáhnou optimální typ signál na obrazovce osciloskopu? Jaké úpravy platí?

26. Jaký je rozdíl mezi nabíjecím a vybíjecím obvodem kondenzátoru?

27. Jaká měření je třeba provést pro určení kapacity kondenzátoru v R.C.- řetězy?

28. Jak vyhodnotit chyby měření během provozu zařízení?

29. Jak zlepšit přesnost stanovení relaxační doby R.C.- řetězy?

30. Vyjmenujte způsoby, jak zlepšit přesnost stanovení kapacity kondenzátoru.