Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 [ 235 ] 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

5 Рассмотрим последовательно различные этапы возникновения й-йх колебаний.

После включения цепи до тех пор, пока конденсатор не зарядился до напряжения U, ток неоновой лампы равен нулю и конденсатор С заряжается через сопротивление г, как и в линейной цепи г, С (см. § 13-7), по закону

ac = t/a(l-e-/).

Когда напряжение на конденсаторе в момент t = ti достигнет значения t/j (рис. 26-3), неоновая лампа зажжется и, так как напряжение на ней из-за параллельно подключенного конденсатора не может измениться скачком, ток лампы практически мгновенно увеличится от нуля до величины (точки / и / на рис. 26-3).

С этого момента времени t- процесс описывается нелинейным дифференциальным уравнением (26-3). Скорость изменения напряжения на неоновой лампе duldt, которая пропорциональна горизонтальному отрезку между прямой г = ([/а - и)1г и кривой i (и) (на рис. 26-3 эти отрезки показаны штриховкой), становится отрицательной. Конденсатор начинает разряжаться через неоновую лампу. Зависимость напряжения и от времени при разрядке конденсатора может быть найдена графическим ийтегрированием непосредственно из уравнения (26-3)


t, t

Рис. 26-5.

Напряжение на конденсатореУбывает до тех пор, пока не снизится в момент времени 4 ДО величины и неоновая лампа гаснет (точки 2 и 2 на рис. 26-3).

Дальнейшая зарядка конденсатора от напряжения погасания До напряжения второго зажигания неоновой лампы происходит аналогично первоначальной зарядке.

Итак, в цепи устанавливается периодический процесс попеременной зарядки и разрядки конденсатора; график этого процесса Представлен на рис. 26-5.

Для получения линейного изменения напряжения при зарядке конденсатора вместо резистора г включают насыщающийся диод, для ускорения разрядки конденсатора вместо неоновой лампы применяют тиратроны с большими значениями тока зажигания /т, 5рторые обеспечивают большую скорость разрядки конденсатора (отрезок /-/ на рис. 26-3). Так могут быть получены напряжения пилообразной формы, необходимые, например, для развертки 13 на экране электронно-лучевого осциллографа.



26-4. Близкие к синусоидальным колебания в цепи с отрицательным сопротивлением

Для уяснения условий получения незатухающих синусоида ных колебаний рассмотрим колебательный контур, подключенный к источнику постоянного напряжения 11 (рис. 26-6,а) через нелинейное сопротивление типа (рис. 26-6,6). При анализе устойчивости этой цепи паразитная емкость может считаться включенной в емкость С.

Так как в рассматриваемой цепи напряжение на конденсаторе Uc = - и, а ток ic = С ducdt = - С duldt, то по второму закону Кирхгофа получаем следующее уравнение:

LC~ + rC-rj + u + L-fj-

rfT т--rf-r-r-j-T/- -a- (26-5)

При постоянном токе в цепи все производные должны обратиться в нуль й

t=. (26-6)

Допустим, что параметры цепи подобраны так, что прямая, описываемая этим выражением, пересекает характеристику нелинейного сопротивления в одной точке (точке равновесия А), для которой дифференциальное сопротивление отрицательно (рис. 26-6,6).


Пусть в момент включения цепи напряжение на конденсаторе и ток в катушке равны нулю. Тогда сразу же после замыкания рубильника напряжение и на нелинейном резисторе равно напряжению источника и по мере зарядки конденсатора напряжение и= Uc убывает, казалось бы, приближаясь к значению Уа,

соответствующему точке равновесия.

Для анализа переходного процесса рассмотрим условие равновесия, соответствующего точке А. Заменив нелинейный элеыент дифференциальным сопротивлением рд в точке А, составим характеристическое уравнение для приращений и и i относительно этой точки;

Zip)=.r + pL+- = 0,



01 после преобразований

р2 4-2Рр + со? = 0,. (26-7)

где

P = l(f + -)= o = Lc(+p)-орни уравнения (26-7)

где

Предположим, что корни комплексные coq > и свободные колебания в цепи могут быть выражены формулой (13-54).

Поскольку рА < О, коэффициент затухания р может быть как юложительным, так и отрицательным. Если О > рд > - ЫгС, то Р имеет отрицательный знак, режим в точке А неустойчив и свободные колебания, возникающие в цепи с частотой со, нарастают.

Таким образом, в цепи не устанавливается, как можно было бы предположить, постоянный ток, а возникают автоколебания, амплитуда которых постепенно увеличивается до тех пор, пока значения тока и напряжения в нелинейном сопротивлении не выйдут за пре-1елы спадающего участка характеристики. Переход на участок \арак1еристики с положительным дифференциальным сопротив-1еннем ограничивает амплитуду колебаний, в цепи устанавливаются практически синусоидальные колебания с частотой, близкой к со.

Нелинейным элементом при получении синусоидальных коле-оаннй часто является электронная лампа, например триод. Поэтому остановимся па создании обратной связи между напряжением на зноде лампы и папряжением на сетке, обеспечивающей получение издающего участка характеристики нелинейного сопротивления.

На рис. 26-7, а-в представлены три схемы ламповых генераторов, для Koropjx при некоторой частоте w и соответствующем боре параметров цепп и напряжений Uq и могут быть выполнены условия (26-1), обеспечивающие наличие спадающего участка льт-амперной характеристики.

Векторные диаграммы переменных составляющих напряжений *бражены для каждой из схем над нею. Как видно из диаграмм, Ременная составляющая напряжения на сетке 0 находится противофазе с напряжением на аноде лампы (У^. Таким образом, Ффициент обратной связи k в выражении (26-1) получается поло- ельпым (его выражение для каждой схемы приведено на рис.

) Следовательно, вольт-амперная характеристика участка *пи между анодом и катодом лампы при достаточно большом Л^ченпи коэффициента обратной связи имеет спадающий участок Рис. 26-2).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 [ 235 ] 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов