Пример расчета трехфазной цепи Асинхронные машины Режим генератора Двухполупериодный выпрямитель Трехфазный трансформатор Полупроводниковые диоды Биполярные транзисторы Автогенераторы

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Энергетические соотношения в параметрических реактивных элементах цепи.

Целым рядом особых свойств обладают параметрические реактивные элементы, у которых либо емкость С(t), либо индуктивность L(t)переменны во времени.

На примере параметрические управляемого конденсатора покажем, что в определенных условиях такие элементы могут выступить в роли «Посредников», передающих часть энергии от внешних управляющих источников, так называемых генераторов накачки, к цепям, несущим полезный сигнал.

Связь между емкостью конденсатора и запасенной энергией.

Для уяснения физических основ процессов, происходящих в реактивных параметрических цепях, рассмотрим плоский конденсатор с емкостью С и расстоянием Х0 между обкладками, заряженный до напряжения U0. Конденсатор несет разделенный заряд q=CU0.

Предположим, что зазор между обкладками механически увеличен до величины Х0+dX.

Перемещение производится в направлении против силы электрического поля, стремящейся сблизить обкладки.

С увеличением зазора емкость конденсатора уменьшается.

Поэтому внешние силы совершают некоторую положительную работу и запас энергии поля в конденсаторе возрастает.

Для того чтобы получить количественные оценки, заметим, что исходная энергия конденсатора

E=q2/2C

Если емкость получила приращение dC, то приращение энергии

  12.21

поскольку ток проводимости отсутствует и заряд q неизменен.

Вычисляя емкость С по известной формуле плоского конденсатора

С=e0S/X0,

Имеем следующее выражение для относительного приращения емкости:

dC/C=-dX/X0,

откуда приращение энергии конденсатора,

где S – площадь обкладки;

e0=10-9/(36p)=8×842×10-12F

Как и следовало ожидать, для увеличения запаса энергии электрического поля в системе необходимо за счет внешних факторов уменьшить емкость зараженного конденсатора.

Рассмотрим конденсатор (варикап), емкость которого С(t) с помощью управляющего напряжения изменяется по скачкообразному закону, представленному на рис. 10.8.

Допустим, что подобный конденсатор включен в высокодобротный контур, возбуждаемый сигналом

e(t)=Ecoswt,

Частота которого w совпадает с резонансной частотой контура

[C0 – среднее значение С(t)], а последняя вдвое меньше частоты изменения С(t).

Фаза изменения С(t) подобрана с таким расчетом, чтобы уменшения емкости происходило в моменты перехода uC(t) через амплитудные значения, а увеличение – в моменты прохождения через нуль.

В моменты спада С(t) напряжение uC(t) получает приращение, рис. 10.8, поскольку заряд конденсатора не может мгновенно измениться.

Это означает, что энергия электрического поля в конденсаторе периодически получает приращение, а это эквивалентно увеличению средней мощности сигнала.

Если прирост энергии, обусловленный одним скачком (вниз) емкости С(t), не превышает расхода энергии за время Т, в противном случае возникает параметрическое возбуждение колебаний.

Таким образом, регулируя относительную величину DС/С0, т.е. глубину модуляции параметра С, можно осуществить как параметрическое усиление сигнала, так и параметрическую генерацию.


Общая электротехника и электроника