Проводимость (электропроводность) - это свойство материала проводить электрический ток. Сопротивление - величина, обратная проводимости. Материалы характеризуются удельным электрическим сопротивлением. Промежуточное положение (по удельному сопротивлению) между проводниками и непроводниками электрического тока (диэлектрики или изоляторы) занимают полупроводники.

В участке цепи постоянного тока - ток I (измеряемый в амперах - А) при приложении к сопротивлению R (измеряемого в омах - Ом) напряжения U (измеряемого в вольтах - В) подчиняется закону Ома: I = U / R.

Мощность электрического тока Р, измеряемая в ваттах (Вт), определяется по формуле: P = U x I. Мощность P, выделяемая за определенный промежуток времени T называется израсходованной энергией E и измеряется в джоулях (Дж): E = P x T.

Резистор - элемент электрической цепи, обладающий сопротивлением на пути прохождения тока. Ом - основная единица измерения сопротивления. Резистор мгновенно реагирует на прикладываемое к нему напряжение. Вся расходуемая в нем мощность превращается в тепло и он нагревается. Чем больше внешняя поверхность резистора, тем большую мощность он может поглотить. Сопротивление проводников при их нагревании возрастает. Относительное изменение сопротивления (при изменении температуры на 1 градус) называют температурным коэффициентом сопротивления. Имеются материалы (например, полупроводники), сопротивление которых при нагревании уменьшается. Резисторы из таких материалов имеют отрицательный температурный коэффициент. На практике применяются резисторы номиналом от долей ом до сотен мегом.

Конденсатор - это элемент электрической цепи, накапливающий энергию (в виде энергии электрического поля). Чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд он способен накопить. Заряды (в физике) измеряются в кулонах. Основной единицей измерения емкости является 1 фарада (Ф) - это емкость конденсатора, накопившего электрический заряд в 1 кулон при приложенном к нему напряжении в 1 В. Это - очень большая емкость. Емкость конденсатора определяется размерами конденсатора и материалом диэлектрика. Чем больше площадь обкладок и меньше расстояние между ними – тем больше емкость. Емкость возрастает в зависимости от диэлектрической проницаемости диэлектрика. Наименьшую удельную емкость (на единицу объема) имеют конденсаторы с воздушным зазором. Такие конденсаторы чаще используют в качестве конденсаторов с изменяющейся емкостью. Самой большой удельной емкостью обладают электролитические конденсаторы. В зависимости от свойств диэлектрика конденсаторы могут иметь как положительный, так и отрицательный температурный коэффициент емкости. На практике используются конденсаторы от единиц пикофарад до десятков тысяч микрофарад.

Катушка индуктивности - это элемент электрической цепи, запасающий энергию за счет создания магнитного поля при протекании через катушку тока. Индуктивность L измеряется в генри (Гн). 1 Гн - это индуктивность такой катушки, при протекании через которую тока в 1 А возникает магнитный поток в 1 тесла (Тл). Индуктивность катушки зависит от количества витков (растет пропорционально квадрату числа витков), диаметра катушки и ее длины. Наличие внутри катушки сердечника из ферромагнитного материала увеличивает индуктивность проницаемости материала сердечника. При протекании через катушку переменного тока индуктивность создает реактивное сопротивление. Любая катушка индуктивности имеет сопротивление проводника, которым намотаны ее витки. Это сопротивление также вносит дополнительные потери. Чем меньше потери в катушке, тем лучше качество катушки, называемое добротностью. В радиолюбительской практике применяются катушки, имеющие индуктивность от единиц микрогенри (мкГн) до десятков миллигенри (мГн).

Трансформаторы. Если к одной из двух катушек индуктивности (размещенных так, что магнитный поток одной проходит и через другую) подвести переменное напряжение, то переменный магнитный поток наведет в другой катушке электродвижущую силу (ЭДС). Такое устройство называется трансформатором. Поместив обе катушки на единый замкнутый сердечник (из материала с высокими магнитными свойствами), можно значительно улучшить условия наведения тока во второй катушке. Практическое получение необходимых напряжений на вторичной обмотке трансформатора достигается за счет соотношения витков обмоток. Это отношение витков называют коэффициентом трансформации. Трансформатор также позволяет согласовывать сопротивления в различных устройствах (при этом сопротивления трансформируются пропорционально числу витков обмоток).

Диод - это электронный элемент, главная особенность которого - проводить ток в одном направлении. При включении его в цепь переменного тока получают из переменного тока ток одного направления (так называемый - постоянный ток). В настоящее время наибольшее распространение имеют полупроводниковые диоды, выпускаемые с различными параметрами, основными из которых являются: максимально допустимый средний выпрямленный ток и максимально допустимое постоянное обратное напряжение. Диоды несколько измененной конструкции обладают свойством (при обратном включении) - удерживать постоянное напряжение определенной величины. Такие диоды называются стабилитронами. «Закрытый» диод имеет емкость, которую можно изменять, варьируя величину подаваемого на него напряжения. Это свойство используется в специальных типах диодов - варикапах. Применение же специальных полупроводниковых материалов и технологий позволило расширить функции диодов, в частности, получить диоды, излучающие свет при приложении к ним прямого напряжения - т.н. светодиоды.

Транзисторы. Транзистором называется преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, пригодный для усиления мощности. Полупроводниковые транзисторы делятся на биполярные и полевые.
Биполярные транзисторы представляют собой трехслойную структуру из полупроводников с разной проводимостью, условно обозначаемых: n-p-n и p-n-p.
Особую группу составляют полевые, или канальные, транзисторы, которые иногда называют униполярными, а также однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды).
В радиотехнике транзисторы используются в основном для усиления, генерации и коммутации сигналов. Их применяют в трех основных схемах включения: с общим эмиттером (истоком), с общей базой (затвором) и с общим коллектором (стоком). Данные схемы отличаются различными усилительными параметрами, входными и выходными сопротивлениями. Самым низким входным и самым высоким выходным сопротивлением обладает схема с общей базой (затвором). Самым высоким усилением обладает схема с общим коллектором (стоком). Промежуточное значение занимает схема с общим эмиттером (истоком), обладая самым наибольшим усилением по мощности. Эта схема является самой распространенной.

Наиболее часто встречающиеся кратные производные базовых единиц.
Напряжение.
Микровольт (мкВ): 1 мкВ= 1х10-6 В.
Милливольт (мВ): 1 мВ=1х10-3 В.
Киловольт (кВ): 1 кВ=1х103 В.
Ток.
Микроампер (мкА): 1 мкА=1х10-6 А.
Миллиампер (мА): 1 мА=1х10-3 А.
Сопротивление.
Килоом (кОм): 1 кОм=1х103 Ом.
Мегом (МОм): 1 МОм=1х106 Ом.
Емкость.
Пикофарада (пФ): 1 пФ=1х10-12 Ф.
Нанофарада (нФ): 1 нФ=1х10-9 Ф.
Микрофарада (мкФ): 1мкФ=1х10-6 Ф.
Индуктивность.
Микрогенри (мкГн): 1 мкГн=1х10-6 Гн.
Миллигенри (мГн): 1 мГн=1х10-3 Гн.
Мощность.
Микроватт (мкВт): 1 мкВт=1х10-6 Вт.
Милливатт (мВт): 1 мВт=1х10-3 Вт.
Киловатт (кВт): 1 кВт=1х103 Вт.
Мегаватт (МВт): 1 МВт=1х106 Вт.
Частота.
Килогерц (кГц): 1 кГц=1х103 Гц.
Мегагерц (МГц): 1 МГц=1х106 Гц.
Время.
Наносекунда (нС): 1 нс=1х10-9 с.
Микросекунда (мкс): 1 мкс=1х10-6 с.
Миллисекунда (мс): 1 мс=1х10-3 с.

Источники электрической энергии. Первым источником электрического тока, используемым в практической деятельности, явился гальванический элемент Вольта. Элемент состоял из набора медных и цинковых пластин, между которыми была помещена суконная прокладка и все пространство было заполнено кислотой. Современные гальванические элементы имеют принципиально такое же устройство и отличаются только формой пластин-электродов, их материалами и составом электролита. Самыми распространенными гальваническими элементами являются аккумуляторы (аккумуляторные батареи).

Основными параметрами гальванических элементов являются: электродвижущая сила - ЭДС (напряжение, создаваемое ненагруженным элементом) и его внутреннее сопротивление.
Начальная емкость - основной параметр аккумуляторов (выражается в ампер-часах): это - произведение тока, отдаваемого аккумулятором на время, когда аккумулятор способен отдавать свою энергию.

Замыкание выводов гальванического элемента или аккумулятора создает ток "короткого замыкания", который также подчиняется закону Ома. Использовать элементы в таком режиме не следует, так как это приводит к быстрому выходу их из строя. Срок службы гальванических элементов, как правило, не превышает нескольких сотен часов.
Для стационарной радиоаппаратуры применяют сетевые источники питания. Такие источники состоят из трансформатора, обеспечивающего необходимые напряжения и ток нагрузки, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

Однополупериодный выпрямитель использует при работе только один полупериод переменного напряжения. На выходе такого выпрямителя изменения напряжения (пульсации) довольно значительны. Такие выпрямители используют, как правило, при небольших токах нагрузки или для питания устройств не требовательных к форме питающего напряжения (например, зарядные устройства для аккумуляторов).

Двухполупериодный выпрямитель использует при работе оба полупериода переменного выходного напряжения, но требует еще одной обмотки трансформатора.
Наиболее часто используется мостовая схема выпрямителя. Она не требует дополнительной обмотки трансформатора, но в качестве выпрямительного элемента требует применение диодной сборки-моста. В любом выпрямителе имеется конденсатор, сглаживающий пульсации после выпрямления переменного напряжения.
Электролитический конденсатор, емкостью от десятков до тысяч микрофарад используют в качестве сглаживающего фильтра. Чем больше его электрическая емкость – тем меньше уровень пульсаций сетевого напряжения на выходе источника питания. Для уменьшения пульсаций, после сглаживающего конденсатора применяют дроссель ( индуктивность) и второй электролитический конденсатор (П-образный фильтр).

В радиолюбительской практике часто используют стабилизированные источники питания, обеспечивающие постоянные значения напряжений. Они выполняются на транзисторах или микросхемах.
В последнее время нашли широкое применение импульсные источники питания. Их отличает более высокий коэффициент полезного действия и меньшие габаритные размеры.

Вы недавно смотрели

              
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика