Измерение напряжения на участке электрической цепи

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Рис. 1.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

Рис. 2.

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

Рис. 3.

2. Соблюдаем полярность: «+» вольтметра подключается к «+» источника тока, а «минус» вольтметра — к «минусу» источника тока.

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

Рис. 4.

Измерение работы и мощности электрического тока

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор — ваттметр. При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Рис. 5.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI … и … A = UIt.

Измерение сопротивления с помощью моста постоянного тока Для измерения сопротивления на постоянном токе широко используются одинарные мосты. Одинарными мостами называют четырехплечие мосты с питанием от источника постоянного тока. Существует ряд конструкций этих приборов с различными характеристиками. Погрешность моста зависит от пределов измерения и указывается обычно в паспорте моста.

Конструктивно мосты оформляются в виде переносных приборов; они рассчитаны на работу с собственным или наружным нуль-индикатором. При измерении малых сопротивлений на результат измерения существенное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Для уменьшения этого влияния используют специальные способы присоединения Rx к мосту, для чего мост имеет четыре зажима:

Полупроводниковые приборы Полупроводниковые приборы, ППП — широкий класс электронных приборов, изготавливаемых из полупроводников.

К полупроводниковым приборам относятся:

Интегральные схемы (микросхемы) Полупроводниковые диоды (в том числе варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки),.

Тиристоры, фототиристоры, Транзисторы, Приборы с зарядовой связью, Полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды),.

Оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, солнечные элементы, детекторы ядерных излучений, светодиоды, полупроводниковые лазеры, электролюминесцентные излучатели),.

Терморезисторы, датчики Холла.

Производство.

Исследование и первые попытки создания полупроводниковых приборов проводились в СССР еще в 1920;30-х годах. В 1924 году в Нижегородской радиолаборатории ученый О. В. Лосев создал полупроводниковый детектор-усилитель и детектор-генератор электромагнитных излучений на частоты до десятков МГц. На этой основе впервые в мире было создано детекторное приемопередаточное устройство — кристадин[1].

Позже в СССР для развития отрасли были созданы научно-исследовательские институты и центры. В 1956 году введен в эксплуатацию Завод полупроводниковых приборов. Среди продукции завода на то время — пальчиковые лампы широкого применения и сверхминиатюрные стержневые лампы, первые полупроводниковые диоды Д2, диоды Д9, Д10, Д101−103А, Д11, стабилитроны Д808−813[2].

В 2014 году на Заводе полупроводниковых приборов была запущена новая линия производства для разработки и освоения современных сложных корпусов для интегральных микросхем[3].

Среди крупных производителей интегральных микросхем в СССР и РФ — ОКБ «Искра». Среди продукции предприятия — сильноточные транзисторы, транзисторные модули и силовые быстровосстанавливающиеся диоды. В настоящее время предприятие выпускает микросхемы для нужд российского флота, армии, космоса и атомной энергетики[4].

На данный момент оба предприятия входят в холдинг «Росэлектроника"[5].

Полупроводниковые диоды Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.

Плоскостные p-n-переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии. 1].

Основные характеристики и параметры диодов.

Диод ДГ-Ц25. 1959 г.

Вольт-амперная характеристика Максимально допустимое постоянное обратное напряжение Максимально допустимое импульсное обратное напряжение Максимально допустимый постоянный прямой ток Максимально допустимый импульсный прямой ток Номинальный постоянный прямой ток Прямое постоянное напряжение на диоде при номинальном токе (т. н. «падение напряжения»).

Постоянный обратный ток, указывается при максимально допустимом обратном напряжении Диапазон рабочих частот.

Ёмкость Пробивное напряжение (для защитных диодов и стабилитронов) Тепловое сопротивление корпуса при различных вариантах монтажа Максимально допустимая мощность рассеивания Классификация диодов[править | править вики-текст].

Типы диодов по назначению[править | править вики-текст].

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

Параметрические Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.

Умножительные Настроечные Генераторные Типы диодов по частотному диапазону Низкочастотные Высокочастотные СВЧ Типы диодов по размеру перехода Плоскостные Точечные Типы диодов по конструкции Диоды Шоттки СВЧ-диоды Стабилитроны Стабисторы Варикапы Светодиоды Фотодиоды.

Pin диод Лавинный диод Лавинно-пролётный диод Диод Ганна Туннельные диоды Обращённые диоды Электронные выпрямители Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток. 1][2].

Большинство выпрямителей создаёт не постоянные, а пульсирующие однонаправленные напряжение и ток, для сглаживания пульсаций которых применяют фильтры.

Устройство, выполняющее обратную функцию — преобразование постоянных напряжения и тока в переменные напряжение и ток — называется инвертором.

Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины (справедливо только для инвертора на базе электрической машины).

Выпрямление электрического тока[править | править вики-текст].

Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток. Применение выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный вызвало понятие среднего значения тока по модулю (т. е. без учета знака ординаты) за период. При двухполупериодном выпрямлении среднее значение по модулю определяется как среднеарифметическое значение всех ординат обеих полуволн за целый период без учета их знаков (т. е. полагая все ординаты за период положительными, что и имеет место при двухполупериодном идеальном выпрямлении).

Приемниками электроэнергии с нелинейными характеристиками являются в первую очередь всевозможные преобразовательные установки переменного тока в постоянный, использующие различные вентили.

Сюда относятся выпрямительные установки для:

железнодорожной тяги, городского электротранспорта, электролиза (производство алюминия, хлора, едкого натра и др.),.

питания приводов прокатных станов, возбуждения генераторов электростанций.

В качестве вентилей до последнего времени использовались в основном ртутные выпрямители (неуправляемые и управляемые). В настоящее время широкое применение находят преимущественно кремниевые полупроводниковые выпрямители. Внедряются тиристорные выпрямители.

Обычно выпрямительные установки выполняются большой мощности и присоединяются через специальные трансформаторы к питающей сети на напряжении 6 — 10 кВ. Выпрямительные установки небольшой мощности выполняются по трехфазной схеме с нулевым выводом.