Введение в электронику
Введение в электронику читать книгу онлайн
Книга известного американского специалиста в простой и доступной форме знакомит с основами современной электроники. Основная ее цель — теоретически подготовить будущих специалистов — электриков и электронщиков — к практической работе, поэтому кроме детального изложения принципов работы измерительных и полупроводниковых приборов, интегральных микросхем рассмотрены общие вопросы физики диэлектриков и полупроводников. Обсуждение общих принципов микроэлектроники, описание алгоритмов цифровой обработки информации сопровождается примерами практической реализации устройств цифровой обработки сигналов, описаны принципы действия и устройство компьютера. Книга снабжена большим количеством примеров, задач и упражнений, выполнение которых помогает пониманию и усвоению материала. Предназначена для учащихся старших курсов средних специальных учебных заведений радиотехнического профиля, а также будет полезна самостоятельно изучающим основы электроники.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
Рис. 11-8. График зависимости заряда и разряда конденсатора от времени.
11-3. Вопросы
1. Что такое постоянная времени цепи RC?
2. Как определяется постоянная времени цепи RC?
3. Сколько постоянных времени цепи требуется для полного заряда или разряда конденсатора?
4. Конденсаторы емкостью 1 мкФ и 0,1 мкФ соединены последовательно. Чему равна полная емкость цепи?
5. Конденсатор емкостью 0,015 мкФ заряжен до 25 вольт. Чему будет равно напряжение на нем через 25 миллисекунд после подсоединения к его выводам резистора 2 МОм?
РЕЗЮМЕ
• Емкость — это способность сохранять электрическую энергию в электростатическом поле.
• Конденсатор состоит из двух проводников, разделенных изолятором.
• Схематическое обозначение постоянного конденсатора следующее:
• Схематическое обозначение переменного конденсатора следующее:
• Единицей измерения емкости является фарада (Ф).
• Поскольку фарада — это большая единица, обычно используются микрофарады (мкФ) и пикофарады (пФ).
• Емкость обозначается буквой С.
• На емкость влияют следующие факторы:
а. Площадь обкладок конденсатора.
б. Расстояние между обкладками.
в. Тип диэлектрического материала
г. Температура.
• Конденсаторы бывают следующих типов: электролитические, бумажные, пластиковые и керамические.
• Емкость последовательно соединенных конденсаторов вычисляется по следующей формуле:
1/СT = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 +… + 1/Сn
• Емкость параллельно соединенных конденсаторов вычисляется по следующей формуле:
СT = С1 + С2 + С3 +… + Сn
• Постоянная времени цепи RC определяется формулой:
t = RC.
Для полного заряда или разряда конденсатора требуется время, примерно в пять раз больше постоянной времени цепи.
Глава 11. САМОПРОВЕРКА
1. Где в конденсаторе сохраняется заряд?
2. Четыре конденсатора с емкостями 1,5 мкФ, 0,05 мкФ, 2000 пФ и 25 пФ соединены последовательно. Чему равна полная емкость цепи?
3. Четыре конденсатора с емкостями 1,5 мкФ, 0,05 мкФ, 2000 пФ и 25 пФ соединены параллельно. Чему равна полная емкость цепи?
Раздел 2
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Электрик может специализироваться в изготовлении аппаратуры, в ее эксплуатации или и в том, и в другом.
Электрики собирают, устанавливают и эксплуатируют различное оборудование: нагревательное, осветительное, энергоснабжающее, кондиционирующее и холодильное.
Работа электрика является активной и напряженной.
Электрик рискует получить поражение электрическим током, упасть или порезаться об острые предметы. Электрик должен уметь пользоваться защитным оборудованием и одеждой для того, чтобы избежать травм, и неукоснительно соблюдать правила техники безопасности.
Большая часть электриков подготавливается на основе учебных программ, которые позволяют им получать квалификацию по эксплуатации и по изготовлению различного оборудования.
К 2000 году ожидается увеличение потребности в электриках. По мере роста населения и экономики возрастет потребность в электриках для эксплуатации электрических систем, используемых в промышленности и дома.
Глава 12. Переменный ток
ЦЕЛИ
После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:
• Описать получение напряжения переменного тока с помощью генератора переменного тока.
• Дать определения цикла, герца, синусоиды, периода и частоты.
• Описать части генератора переменного тока.
• Дать определения пикового значения, полного размаха колебания и эффективного или среднеквадратичного значения.
• Объяснить соотношение между временем и частотой.
• Описать три основных вида несинусоидальных сигналов.
• Знать, что несинусоидальный сигнал имеет основную частоты и гармоники.
Переменный ток широко используется в настоящее время. В отличие от постоянного тока, который течет только в одном направлении, переменный ток периодически изменяет свое направление. Переменный ток сначала течет в одном направлении, а потом меняет направление и течет в противоположном.
Переменный ток легче генерировать и передавать на большие расстояния. Генераторы переменного тока проще и более экономичны в работе. Напряжение переменного тока может быть увеличено или уменьшено с помощью трансформатора с очень малой потерей мощности. Кроме того, переменный ток легко преобразуется в постоянный.
Переменный ток можно использовать для передачи информации из одного пункта в другой по линиям передачи, а также преобразовать в электромагнитные волны и передавать и принимать с помощью антенных систем.
В этой главе описываются способы производства и важные электрические характеристики переменного тока.
Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Генератор переменного тока вырабатывает переменное напряжение, используя принципы электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — это процесс индуцирования напряжения в проводнике, движущемся в магнитном поле.
Как описано в главе 9, правило левой руки для генераторов может быть использовано для определения направления тока в проводнике, который перемещается в магнитном поле: когда большой палец указывает направление движения проводника, а указательный (расположенный под прямым углом к большому) указывает направление магнитных силовых линий от севера к югу, то средний палец (расположенный под прямым углом к двум другим) укажет направление тока в проводнике. Максимальное напряжение индуцируется, когда проводник движется перпендикулярно силовым линиям. Если же проводник перемещается параллельно силовым линиям, напряжение не индуцируется.
На рис. 12-1 показана рамка, вращающаяся в магнитном поле.
Рис. 12-1. Генератор переменного тока, индуцирующий выходное напряжение.
В положении А рамка (т. е. ее горизонтальные проводники) перемещается параллельно силовым линиям, и напряжение при этом не индуцируется. Повернувшись в положение Б, рамка при движении пересекает максимальное число магнитных силовых линий и, следовательно, индуцируется максимальное напряжение. При перемещении рамки в положение В количество пересекаемых силовых линий уменьшается, и индуцированное напряжение уменьшается также. Поворот рамки из положения А в положение В представляет собой поворот на 180 градусов. Перемещение рамки в положение Г приводит к возникновению тока противоположного направления. Как и в предыдущем случае, максимальное напряжение индуцируется, когда плоскость рамки находится под прямым углом к силовым линиям. При возвращении рамки в исходное положение Д индуцируемое напряжение падает до нуля.
