1. Единицей измерения реактивной мощности Q цепи синусоидального тока является. Единицей измерения реактивной мощности q цепи синусоидального тока являетсяАктивная, реактивная и полная мощность, коэффициент мощностиЗадания 1.1. Коэффициент мощностиcosпассивного двухполюсника при заданных активной мощностиPи действующих значениях напряженияUи токаIопределяется выражением… I
U
а) б) Cos = в) Cos = г) Cos =P 1.2. В формуле для активной мощности симметричной трехфазной цепиP=UIcosподUиIпонимают… а) амплитудные значения линейных напряжения и тока б) амплитудные значения фазных напряжения и тока в) действующие значения линейных напряжения и тока г) действующие значения фазных напряжений и тока 1.3.Если амперметр, реагирующий на действующее значения измеряемой величины, показывает 2А, то реактивная мощностьQцепи составляет…
а) 120 ВАр б) 280 ВАр в) 160 ВАр г) 140 ВАр 1.4.Если амперметр, реагирующий на действующее значения измеряемой величины, показывает 2А, то показания ваттметра составляет…
а) 100 Вт б) 220 Вт в) 120 Вт г) 110 Вт 1.5. Единицей измерения реактивной мощности Q цепи синусоидального тока является… а) АВ б) ВА в) Вт г) ВАр 1.6. Активная P, реактивная Q и полная S мощности цепи синусоидальная тока связана соотношением … а) S=P+Q б) S=P-Q в) S= г) S= 1.7. Активную мощность Р цепи синусоидального тока можно определить по формуле… а) Р=UI cos φб) Р=UI sin φв)Р=UI cos φ + Р=UI sin φг)Р=UI tg φ 1.8. Коэффициент мощности пассивной электрической цепи синусоидального тока равен… а) cos φ б) cos φ+ sin φ в) sin φ г) tg φ 1.9. Реактивную мощностьQцепи синусоидального тока можно определить по формуле… а) Q= UI tg φ б) Q = UI cos φ+ UI sin φ в) Q = UI sin φ г) Q = UI cos φ 1.10. Единицей измерения полной мощностиSцепи синусоидального тока является… а) Вт б) ВАр в) Дж г) ВА 1.11.Единица измерения активной мощностиР … а) кВт б) кВАр в) кВА г) кДж 1.12.Единица измерения полной мощностиS … 2. Анализ цепей постоянного тока с одним источником энергииЗадания 2.1.Если сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 6 Ом, то входное сопротивление схемы, изображенной на рисунке, равно… а) 11 Ом б) 36 Ом в) 18 Ом г) 2 Ом 2.2. Сопротивления,,соединены…
а) треугольником б) звездой в) параллельно г) последовательно 2.3. Если сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 6 Ом, то эквивалентное сопротивление пассивной резистивной цепи, изображенной на рисунке, равно…
а) 1,5 Ом б)2 Ом в)3 Ом г)6 Ом 2.4. Если напряжения на трех последовательно соединенных резисторах относятся как 1:2:4, то отношение сопротивлений резисторов… а) равно 1:1/2:1/4 б) равно 4:2:1 в) равно 1:4:2 г) подобно отношению напряжений 1:2:4 2.5. Определите, при каком соединении (последовательном или параллельном) двух одинаковых резисторов будет выделяться большее количество теплоты и во сколько раз … а) при параллельном соединении в 4 раза б) при последовательном соединении в 2 раза в) при параллельном соединении в 2 раза г) при последовательном соединении в 4 раза 2.6. В цепи известны сопротивления R1=30 Ом,R2=60 Ом,R3=120 Ом и ток в первой ветви I1=4 А. Тогда ток I и мощность P равны… а) I = 9 A; P = 810 Вт б) I = 8 A; P = 960 Вт в) I = 7 A; P = 540 Вт г) I = 7 A; P = 840 Вт 2.7. Эквивалентное сопротивление участка цепи, состоящего из трех параллельно соединенных сопротивлений номиналом 1 Ом, 10 Ом, 1000 Ом, равно… а) 1011 Ом б) 0,9 Ом в) 1000 Ом г) 1 Ом 2.8. В цепи известны сопротивления R1=45 Ом,R2=90 Ом,R3=30 Ом и ток в первой ветви I1=2 А. Тогда ток I и мощность P цепи соответственно равны…
а) I =7 A; P = 840 Вт б) I = 9 A; P = 810 Вт в) I = 6 A; P = 960 Вт г) I = 6A; P = 540 Вт 2.9. Провода одинакового диаметра и длины из разных материалов при одном и том же токе нагреваются следующим образом… а) самая высокая температура у медного провода б) самая высокая температура у алюминиевого провода в) провода нагреваются одинаково г) самая высокая температура у стального провода 2.10. Пять резисторов с сопротивлениямиR1=100 Ом,R2=10 Ом,R3=20 Ом,R4=500 Ом,R5= 30 Ом соединены параллельно. Наибольший ток будет наблюдаться… а) в R2б) вR4в) во всех один и тот же г) вR1иR5 2.11. Место соединения ветвей электрической цепи – это… а) контур б) ветвь в) независимый контур г) узел 2.12. Участок электрической цепи, по которому протекает один и тот же ток называется… а) ветвью б) контуром в) узлом г) независимым контуром 2.13. Совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, электрическом токе и электрическом напряжении называется… а) источником ЭДС б) ветвью электрической цепи в) узлом г) электрической цепью 2.14. Общее количество ветвей в данной схеме составляет…
а) две б) три в) пять г) четыре 2.15. Мощность, выделяющаяся во внутреннем сопротивлении источника ЭДСR0,составит…
а) 8 Вт б)30 Вт в) 32Вт г) 16Вт 2.16. Потенциал точки в φb равен…
а) φa+ Е+RIб) φa+ Е -RIв)φa - Е +RIг)φa– Е -RI 2.17. Если токI1=1А, то токI2 равен…
а) 0,5 А б) 1 А в) 2 А г) 1,5 А 2.18. Эквивалентное сопротивление цепи относительно источника ЭДС составит…
а) 15 Ом б) 60 Ом в) 30 Ом г) 40 Ом 2.19.Если сопротивлениеR=4 Ом, то эквивалентное входное сопротивление цепи равно… а) 10 Ом б) 12 Ом в) 8 Ом г) 16 Ом 2.20. Если напряжениеU1=10В, то напряжениеU3 равно…
а) 20 В б) 10 В в) 5В г) 15 В 2.21. Если напряжениеU3= 10 В, то напряжениеUна входе цепи равно…
а) 50 В б) 30 В в) 10 В г) 20 В 2.22. ЕслиR= 30 Ом, а Е= 20 В, то сила тока через источник составит… а) 1,5 А б) 2 А в) 0,67 А г) 0,27А 2.23. Если Е1>Е2, то источники электроэнергии работают…
а) оба в генераторном режиме б) Е1 – в режиме потребителя, а Е2- в режиме генератора в) оба в режиме потребителя г) Е1– в режиме генератора, а Е2 – в режиме потребителя 2.24. Указать, какая из приведенных схем замещения относится к идеальному источнику ЭДС…
а) б) в) г) 2.25. Указать, какая из приведенных схем замещения относится к реальному источнику ЭДС…
а) б) в) г) 2.26. Соединение резисторовR1,R2,R3…
а) последовательное б) звездой в) смешанное г) параллельное studfiles.net 1. Единицей измерения реактивной мощности Q цепи синусоидального тока является1. Единицей измерения реактивной мощности Q цепи синусоидального тока является a) Вт
b) ВА c) вар
2. Активная Р, реактивная Q и полная S мощности цепи синусоидального тока связаны соотношением a) b) c) d)
3. Если амперметр, реагирующий на действующее значение измеряемой величины, показывает 2А, то реактивная мощность Q цепи a) 160 вар b) 120 вар c) 140 вар d) 280 вар
4. Если амперметр, реагирующий на действующее значение измеряемой величины, показывает 2А, то активная мощность P цепи a) 160 Вт
b) 120 Вт c) 140 Вт d) 280 Вт
5. Если амперметр, реагирующий на действующее значение измеряемой величины, показывает 2А, то показания ваттметра рW a) 120 Вт b) 110 Вт c) 100 Вт d) 220 Вт
6. Коэффициент мощности пассивного двухполюсника при заданных активной мощности P и действующих значениях напряжения U и тока I определяется выражением a) b) c) d)
7.
1. 10 Вт
2. 100Вт
3. 0,1 Вт
8.
1. 1А
2. 10 А
3. 0,1 А
9.
1. 100 В
2. 10 В
3. 3. 0,1 В
10. Сдвиг фазы между током и напряжением участка увеличится, если произойдет
1. 2. 3. 4.
11. Сдвиг фазы между током и напряжением участка увеличится, если произойдет
1. 2. 3.
4.
12.Сдвиг фазы между током и напряжением участка увеличится, если произойдет
1. 2. 3.
4.
13. Активная мощность участка увеличится, если произойдет
1. 2. 3.
4.
14. Сдвиг фазы между током и напряжением участка увеличится, если произойдет 1. 2. 3.
4.
Дата добавления: 2015-08-28; просмотров: 184 | Нарушение авторских прав mybiblioteka.su 1. Единицей измерения реактивной мощности q в цепях переменного тока является - Документ1. Единицей измерения реактивной мощности Q в цепях переменного тока является
2. Общая ёмкость трёх конденсаторов, соединённых параллельно, будет равна
3. В цепи переменного тока с последовательно соединёнными конденсатором, индуктивностью и резистором при условии, что XL=XC > R, возникает
4. При соединении обмоток трёхфазного двигателя звездой концы обмоток соединяют в узел, к которому присоединяют
5. В выпрямителе, использующем Г-образный сглаживающий LC-фильтр, индуктивность включают
6. Согласно закону Ома, для приведённой на рисунке схемы, на сопротивлении R падение напряжение U =10 В. Чему равен ток, протекающий через резистор? 7. Для уменьшения пульсаций и максимального приближения формы выходного напряжения к прямой линии в выпрямителях используются:
8. Для подключения во внешнюю цепь диод снабжён электродами:
9. Тиристорами называют управляемые полупроводниковые приборы на основе P-N структур, которые могут насчитывать:
10. Ток на выходе двухполупериодного выпрямителя, по сравнению с однополупериодным, характеризуется:
11. Сила электрического тока измеряется в
12. На рисунке изображено условное графическое обозначение
13. Какое из уравнений, составленных по первому закону (правилу) Кирхгофа, записано верно:
14. По формуле Xc = 1/(ωC) определяют:
15. За направление электрического тока в электротехнике принято считать направление движения
16. При соединении обмоток трёхфазного двигателя звездой концы обмоток соединяют в узел, к которому присоединяют
17. На рисунке изображены три петли гистерезиса. Какая из данных кривых соответствует магнитно-мягкому материалу – электротехнической стали?
18 . Кристаллический кремний (без примеси) при комнатной температуре обладает следующим типом проводимости
19. На рисунке приведено условное графическое обозначение следующего полупроводникового прибора: 20. Биполярный полупроводниковый транзистор конструктивно имеет в своём составе:
21. С увеличением частоты переменного тока реактивное сопротивление XL (индуктивное сопротивление)
22. Для цепи переменного тока, содержащей последовательно соединённые индуктивность и резистор, на рисунке построена векторная диаграмма. Данная диаграмма представляет собой 23. Согласно закону Ома, для приведённой на рисунке схемы, на сопротивлении R напряжение U = 24. Количество полных циклов изменения величины переменного тока в секунду является величиной, обратной периоду: f = 1/T. Величина «f» называется
25. Изображённая на рисунке составная часть асинхронного двигателя называется:
26. Полное сопротивление в цепях переменного тока с активной и реактивной нагрузкой вычисляется по формуле:
27. Тела, в единице объёма которых число свободных электронов или ионов ничтожно мало и которые обладают высоким электрическим сопротивлением, называются:
28. P-N переход образуется, если плотно прижать друг к другу до возможности возникновения диффузии две отшлифованные полупроводниковые пластины со следующими типами проводимости:
gigabaza.ru 1. Единицей измерения реактивной мощности q в цепях переменного тока является1. Единицей измерения реактивной мощности Q в цепях переменного тока является
2. Общая ёмкость трёх конденсаторов, соединённых параллельно, будет равна
3. В цепи переменного тока с последовательно соединёнными конденсатором, индуктивностью и резистором при условии, что XL=XC > R, возникает
4. При соединении обмоток трёхфазного двигателя звездой концы обмоток соединяют в узел, к которому присоединяют
5. В выпрямителе, использующем Г-образный сглаживающий LC-фильтр, индуктивность включают
6. Согласно закону Ома, для приведённой на рисунке схемы, на сопротивлении R падение напряжение U =10 В. Чему равен ток, протекающий через резистор? 7. Для уменьшения пульсаций и максимального приближения формы выходного напряжения к прямой линии в выпрямителях используются:
8. Для подключения во внешнюю цепь диод снабжён электродами:
9. Тиристорами называют управляемые полупроводниковые приборы на основе P-N структур, которые могут насчитывать:
10. Ток на выходе двухполупериодного выпрямителя, по сравнению с однополупериодным, характеризуется:
11. Сила электрического тока измеряется в
12. На рисунке изображено условное графическое обозначение
13. Какое из уравнений, составленных по первому закону (правилу) Кирхгофа, записано верно:
14. По формуле Xc = 1/(ωC) определяют:
15. За направление электрического тока в электротехнике принято считать направление движения
16. При соединении обмоток трёхфазного двигателя звездой концы обмоток соединяют в узел, к которому присоединяют
17. На рисунке изображены три петли гистерезиса. Какая из данных кривых соответствует магнитно-мягкому материалу – электротехнической стали?
18 . Кристаллический кремний (без примеси) при комнатной температуре обладает следующим типом проводимости
19. На рисунке приведено условное графическое обозначение следующего полупроводникового прибора: 20. Биполярный полупроводниковый транзистор конструктивно имеет в своём составе:
21. С увеличением частоты переменного тока реактивное сопротивление XL (индуктивное сопротивление)
22. Для цепи переменного тока, содержащей последовательно соединённые индуктивность и резистор, на рисунке построена векторная диаграмма. Данная диаграмма представляет собой 23. Согласно закону Ома, для приведённой на рисунке схемы, на сопротивлении R напряжение U = 24. Количество полных циклов изменения величины переменного тока в секунду является величиной, обратной периоду: f = 1/T. Величина «f» называется
25. Изображённая на рисунке составная часть асинхронного двигателя называется:
26. Полное сопротивление в цепях переменного тока с активной и реактивной нагрузкой вычисляется по формуле:
27. Тела, в единице объёма которых число свободных электронов или ионов ничтожно мало и которые обладают высоким электрическим сопротивлением, называются:
28. P-N переход образуется, если плотно прижать друг к другу до возможности возникновения диффузии две отшлифованные полупроводниковые пластины со следующими типами проводимости:
29. Полупроводниковый диод обладает свойством пропускать электрический ток только в одном направлении. Это происходит, благодаря
30. На приведённой схеме изображён:
31. Полная мощность в цепях переменного тока с активной и реактивной нагрузкой вычисляется по формуле:
32. На рисунке изображены два последовательно соединённых конденсатора. Их общая ёмкость будет равна: 33. Задача уменьшения потерь на реактивную мощность в цепях переменного тока сводится к повышению величины Cos φ. Одним из возможных способов повышения величины Cos φ является подключение параллельно электроустановке
34. Единицей измерения реактивного емкостного сопротивления является:
35. Если провод состоит из i жил, то ток I можно рассматривать как сумму токов I = Σ Ii = FM , где FM – намагничивающая сила, которая равна алгебраической сумме токов, пронизывающих поверхность, ограниченную данной магнитной линией. Это соотношение называется
36. На шкалах измерительных приборов, используемых в цепях переменного тока, наносятся следующие значения тока:
37. На рисунке изображены три петли гистерезиса. Какая из данных кривых соответствует магнитно-мягким материалам – ферритам, используемым в высокочастотных и импульсных устройствах?
38. Основными носителями заряда в полупроводнике N-типа являются:
39. На приведённом рисунке полупроводниковый диод включён: 40. Для подключения во внешнюю цепь биполярный транзистор имеет электроды:
41. По формуле XL = ωL определяют:
42. Величина Cos φ характеризует в цепях переменного тока угол сдвига фаз между активными и реактивными составляющими токов, напряжений, мощностей, сопротивлений. Данную величину в электротехнике называют
43. На рисунке изображены два параллельно соединённых сопротивления. При таком соединении общее сопротивление цепи будет равно: 44. В цепях переменного тока мощность, рассеиваемая на резисторах, называется
45. В цепи переменного тока с последовательно соединёнными конденсатором и резистором
46. На рисунке изображено условное графическое обозначение
47. Полупроводниковый стабилитрон, как и диод, обладает способностью пропускать электрический ток только в одном направлении, но используется он благодаря тому, что p-n переход обладает свойством
48. На рисунке изображено семейство выходных вольт-амперных характеристик транзистора. Каждая из ветвей представляет собой зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе и строится при различных значениях:
49. При номинальных напряжениях и обратном включении P-N перехода («-» к P слою, «+» к N слою) через него протекает
50. Для того, чтобы собрать простейший выпрямитель, достаточно использовать следующий электронный прибор:
51. Согласно второму закону (правилу) Кирхгофа, алгебраическая сумма всех ЭДС замкнутого контура электрической цепи равна алгебраической сумме всех
52. На рисунке изображены два последовательно соединённых сопротивления. Общее сопротивление цепи будет равно:
53. В цепи переменного тока с последовательно соединёнными индуктивностью и резистором
54. В трёхфазном генераторе переменного тока фазные обмотки сдвинуты друг относительно друга на угол
55. На шкалах измерительных приборов, используемых в цепях переменного тока, наносятся следующие значения тока:
56. Падение напряжения – это
57. Единица измерения угловой частоты (ω = 2πf)
58. Основными носителями заряда в полупроводнике P-типа являются:
59. На данной схеме транзистор включён по схеме
60. В сглаживающих фильтрах используется свойство конденсаторов
Теоретические вопросы: 1. Свойства полупроводников. Собственная, донорная и акцепторная проводимости. 2. Образование и свойства p-n перехода. 3. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) p-n перехода. 4. Условное графическое обозначение, свойства и ВАХ полупроводникового диода. 5. Условное графическое обозначение, свойства и ВАХ полупроводникового стабилитрона. 6. Однофазный однополупериодный выпрямитель. 7. Однофазный двухполупериодный выпрямитель. 8. Способы уменьшения коэффициента пульсации в выпрямителях. Сглаживающие фильтры. 9. Структура, свойства и условное графическое обозначение биполярного транзистора. 10. Выходные ВАХ биполярного транзистора. 11. Структура, свойства и условное графическое обозначение тиристора. 12. ВАХ тиристора. 13. Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе. Режимы усиления класса А и B. 14. Динамические характеристики биполярного транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером. Рабочая точка и напряжение смещения. 15. Двухтактный усилитель мощности на биполярных транзисторах. 16. Понятие обратной связи. Положительная и отрицательная обратная связь. ООС в однокаскадном усилителе. 17. Усилители постоянного тока (УПТ). Дрейф нуля. Решение проблемы дрейфа нуля в дифференциальном УПТ (параллельно-балансный каскад). 18. Классификация и устройство интегральных микросхем (ИМС). Условное графическое обозначение операционного усилителя на ИМС. 19. Преимущества передачи информации в виде импульсов. Параметры импульсов. 20. Генератор импульсов на основе мультивибратора. Устройство и принцип действия. 21. Положительная обратная связь в симметричном мультивибраторе. Опрокидывание мультивибратора из одного состояния в другое. 22. Временные диаграммы симметричного мультивибратора. 23. Однофазный инвертор напряжения на двухоперационных (управляемых) тиристорах. www.gosmt.ru/et.doc gigabaza.ru Мощности цепи синусоидального токаЭнергетические соотношения в отдельных элементах Определим мгновенную мощность
Полученное уравнение содержит две составляющие: постоянную и синусоидальную, имеющую удвоенную частоту по сравнению с частотой тока и напряжения. Мгновенные значения тока, напряжения и мощности при индуктивном характере цепи ( В промежутках времени, когда
Тригонометрическая функция Формулу активной мощности можно преобразовать с учетом полученных ранее соотношений
Произведение действующих значений тока и напряжения на входе цепи называется полной мощностью и измеряется в вольт-амперах (ВА)
Графически полная мощность характеризует амплитуду колебаний мгновенной мощности относительно средней (активной) мощности (рис. 2.16 а). Полная мощность является расчетной мощностью электрических установок (генераторов, трансформаторов и др.), для которых она указывается в качестве номинальной, например, для генератора номинальная (полная) мощность равна его активной максимальной мощности, которая может быть получена при При расчетах электрических цепей и эксплуатации электрооборудования пользуются также понятием реактивной мощности, которая вычисляется по формуле
Реактивная мощность характеризует собой энергию, которой обмениваются генератор и приемник. Она определяется максимальным значением мощности на участке цепи с реактивными элементами
Реактивная мощность цепи может быть положительной и отрицательной в зависимости от знака угла Сравнив формулы (2.34)...(2.36), нетрудно установить связь между активной, реактивной и полной мощностями
Соотношение (2.37) удобно представить в виде прямоугольного треугольника мощностей (рис. 2.16 б), который можно получить из треугольника напряжений умножением сторон на ток. Из треугольника мощностей имеем соотношения, широко используемые при расчетах
Активная мощность, потребляемая приемником, не может быть отрицательной, поэтому всегда
Похожие статьи:poznayka.org Параллельное соединение активного, индуктивного и емкостного сопротивлений в цепи синусоидального тока. Резонанс токовРассмотрим электрическую цепь синусоидального тока, содержащую две параллельно включенные ветви: одна содержит активно-индуктивное сопротивление, другая - активно-емкостное (рис. 32). Кцепи подключен источник синусоидального напряжения, изменяющегося по закону:. По I закону Кирхгофа для мгновенных значений токов: , а для комплексов -Разделим обе части последнего уравнения на одно и то же напряжение , где - полная проводимость.,- активная проводимость, - реактивная проводимость. . Если известны параметры цепи, то проводимости: . Построим векторную диаграмму токов. Пусть вектор приложенного напряжения совпадает с положительным направлением оси действительных чисел, т.е. (рис. 33). Токотстает отна угол, токопережаетна Угол сдвига фаз между током в неразветвленном участке цепи и напряжением на концах этого участка определяется следующим образом:. Проекции вектора тока в неразветвленной части цепи на оси действительных и мнимых чисел: . Действующее значение этого тока. Есливектор тока отстает от вектора напряжения, цепь носит активно-индуктивный характер. Если вектор тока опережает вектор напряжения, цепь носит активно-емкостный характер. Если - цепь носит активный характер, в цепи наблюдается резонанс токов (рис. 34). При этом,,,. Выводы:
Мощность цепи синусоидального токаПод мгновенной мощностью (мощностью в данный момент времени) понимается произведение мгновенных значений тока и напряжения:
Если илитои в рассматриваемый участок цепи поступает энергия. Если или, тои участок отдает энергию. Однако среднее значение мощности за период всегда положительное, т. к. на участке всегда есть необратимые преобразования энергии. Средняя за период мощность называется активной и определяется следующим образом:
Мощность реактивных элементов в среднем за период равна 0, но в течение четверти периода она положительна, что физически означает накопление энергии в магнитном поле катушки или в электрическом поле конденсатора, а в течении следующей четверти – отрицательна, что соответствует расходу энергии. Таким образом, имеет место процесс колебания энергии, но необратимых преобразований энергии нет. Мощность колебаний энергии называют реактивной:
- (вольт-ампер реактивный). Кроме активной и реактивной мощностей цепь синусоидального тока характеризуется и полной мощностью Это максимально возможная мощность при заданных напряжениии токе
. Связь между различными мощностями: ,. В комплексной форме полная мощность определяется следующим образом: где сопряженный ток;;
Расчет однофазных цепей синусоидального тока символическим методомСуть метода: если в цепи переменного тока токи, напряжения, сопротивления записаны в комплексной форме, то для этих цепей справедливы законы и методы расчета цепей постоянного тока. Порядок расчета:
studfiles.net 6.5.2.4. МагнитосопротивлениеМагнитосопротивление (магниторезистивный эффект) — изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнитосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает этот эффект, и вещество переходит в нормальное состояние, в котором наблюдается сопротивление. В нормальных металлах эффект магнитосопротивления выражен слабее. В полупроводниках относительное изменение сопротивления может быть в 100—10000 раз больше, чем в металлах, и может достигать сотен тысяч процентов. Магнитосопротивление вещества зависит и от ориентации образца относительно магнитного поля. Это связано с тем, что магнитное поле не изменяет проекцию скорости частиц на направление магнитного поля, но, благодаря силе Лоренца, закручивает траектории в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Это объясняет, почему поперечное поле действует сильнее продольного. Здесь речь пойдёт в основном о поперечном магнитосопротивлении двумерных систем, когда магнитное поле ориентировано перпендикулярно к плоскости движения частиц. Магниторезисторы - это электронные компоненты, действие которых основано на изменении этлектрического сопротивления полупроводника (или металла) при воздействии на него магнитного поля.Механизм изменения сопротивления довольно сложен, так как является результатом одновременного действия большого числа разнообразных факторов. К тому же он неодинаков для разных типов приборов, технологий и материалов. Магниторезисторы характеризуются такими параметрами, как магнитная чувствительность, номинальное сопротивление, рабочий ток, термостабильность и быстродействие, диапазон рабочих температур. В России и за рубежом выпускается широкая номенклатура магниторезисторов, отличающихся типом конструкции и технологией изготовления магниточувствительного элемента и магнитной цепи. Особенно разнообразен ассортимент зарубежных магниторезисторов. Выделяются две большие группы маг- 203 ниторезисторов, которые условно можно разделить на «монолитные» и «пленочные». «Монолитные» магниторезисторы. Принцип действия монолитных магниторезисторов основан на эффекте Гаусса, который характеризуется возрастанием сопротивления проводника (или полупроводника) при помещении его в магнитное поле. Конструкция «монолитного» магниторезистора приведен на рис. 6.23. Рис. 6.23 Магниторезистор представляет собой подложку с размещенным на ней магниточувствительным элементом (МЧЭ). Подложка обеспечивает механическую прочность прибора. Элемент приклеен к подложке и защищен снаружи слоем лака. МЧЭ может размещаться в оригинальном или стандартном корпусе и снабжаться ферритовым концентратором магнитного поля или «смещающим» постоянным микромагнитом. Магниторезисторы применяются в качестве чувствительных элементов в функционально ориентированных магнитных датчиках: скорости и направления вращения, угла поворота и положения, линейного перемещения, расхода жидкости и газа электрического тока и напряжения и т. п. Их используют в бесконтактной клавиатуре ПЭВМ; бесконтактных переменных резисторах; вентильных электродвигателях; электронных модуляторах и преобразователях; измерителях магнитного поля; металлоискателях, электронных навигаторах; в бытовой электронной аппаратуре в системах автоматического управления; устройствах считывания информации ЭВМ; определителях подлинности банкнот; электронных и электрифицированных игрушках и др. 6.5.3. Сверхпроводимость и ее применениеСверхпроводимость – состояние, в которое при низкой температуре переходят некоторые твердые электропроводящие вещества. Сверхпроводимость была обнаружена во многих металлах и сплавах и в некоторых полупроводниковых и керамических материалах, число которых все возрастает. Два из наиболее удивительных явлений, которые наблюдаются в сверхпроводящем состоянии вещества, – исчезновение электрического сопротивления в сверхпроводнике и выталкивание магнитного потока из его объема. Первый эффект интерпретировался ранними исследователями как свидетельство бесконечно большой электрической проводимости, откуда и произошло название сверхпроводимость. Исчезновение электрического сопротивления может быть продемонстрировано возбуждением электрического тока в кольце из сверхпроводящего материала. Если кольцо охладить до нужной температуры, то ток в кольце будет существовать неограниченно долго даже после удаления вызвавшего его источника тока. Магнитный поток – это совокупность магнитных силовых линий, образующих магнитное поле. Пока напряженность поля ниже некоторого критического значения, поток выталкивается из сверхпроводника, что схематически показано на рис. 6.24. Магнитный поток проникает в стержень, находящийся в нормальном состоянии (а), но выталкивается из стержня, охлажденного до сверхпроводящего состояния (б). Рис. 6.24 Твердое тело, проводящее электрический ток, представляет собой кристаллическую решетку, в которой могут двигаться электроны. Решетку образуют атомы, расположенные в геометрически правильном порядке, а движущиеся электроны – это электроны с внешних оболочек атомов. Поскольку поток электронов и есть электрический ток, эти электроны называются электронами про- водимости. Если проводник находится в нормальном (несверхпроводящем) состоянии, то каждый электрон движется независимо от других. Способность любого электрона перемещаться и, следовательно, поддерживать электрический ток ограничивается его столкновениями с решеткой, а также с атомами примесей в твердом теле. Чтобы в проводнике существовал ток электронов, к нему должно быть приложено напряжение; это значит, что проводник имеет электрическое сопротивление. Если же проводник находится в сверхпроводящем состоянии, то электроны проводимости объединяются в единое макроскопическое упорядоченное состояние, в котором они ведут себя уже как «коллектив»; на внешнее воздействие реагирует также весь «коллектив». Столкновения между электронами и решеткой становятся невозможными, и ток, однажды возникнув, будет существовать и в отсутствие внешнего источника тока (напряжения). Сверхпроводящее состояние возникает скачкообразно при температуре, которая называется температурой перехода. Выше этой температуры металл или полупроводник находится в нормальном состоянии, а ниже ее – в сверхпроводящем. Температура перехода данного вещества определяется соотношением двух «противоположных сил»: одна стремится упорядочить электроны, а другая – разрушить этот порядок. Например, тенденция к упорядочиванию в таких металлах, как медь, золото и серебро, столь мала, что эти элементы не становятся сверхпроводниками даже при температуре, лежащей лишь на несколько миллионных кельвина выше абсолютного нуля. Абсолютный нуль (0 К, –273,16°С) – это нижняя граница температуры, при которой вещество теряет все свое тепло. Другие металлы и сплавы имеют температуры перехода в диапазоне от 0,000325 до 23,2 К. В 1986 были созданы сверхпроводники из керамических материалов с необычайно высокой температурой перехода. Так, для образцов керамики YBa2Cu3O7 температура перехода превышает 90 К . Сверхпроводящее состояние физики называют макроскопическим кван- тово-механическимсостоянием. Квантовая механика, которой обычно пользуются для описания поведения вещества в микроскопическом масштабе, здесь применяется в макроскопическом масштабе. Именно то обстоятельство, что квантовая механика здесь позволяет объяснить макроскопические свойства вещества, и делает сверхпроводимость столь интересным явлением. С 1911 по 1986 было исследовано очень много сверхпроводящих металлов и сплавов, но наивысшая измеренная температура перехода составляла 23,2 К. Для охлаждения до такой температуры требовался дорогостоящий жидкий гелий (4Не). Поэтому наиболее успешные применения сверхпроводимости ос- тавались на уровне лабораторных экспериментов, для которых не требуется больших количеств жидкого гелия. В конце 1986 К.Мюллер (Швейцария) и Й. Беднорц (Германия), работая в исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе, обнаружили, что керамический проводник, построенный из атомов лантана, бария, меди и кислорода, имеет температуру перехода в сверхпроводящее состояние, равную 35 К. Вскоре исследовательские группы в разных странах мира изготовили керамические материалы с температурой перехода от 90 до 100 К, которые способны оставаться сверхпроводниками в магнитных полях до 200 кГс. Керамические сверхпроводники весьма перспективны в плане крупномасштабных применений, главным образом, по той причине, что их можно изучать и использовать при охлаждении сравнительно недорогим жидким азотом. Первым промышленным применением сверхпроводимости было создание сверхпроводящих магнитов с высокими критическими полями. Доступные сверхпроводящие магниты позволили получить к середине 1960-хгодов магнитные поля выше 100 кГс даже в небольших лабораториях. Ранее создание таких полей с помощью обычных электромагнитов требовало очень больших количеств электроэнергии для поддержания электрического тока в обмотках и огромного количества воды для их охлаждения. Следующее практическое применение сверхпроводимости относится к технике чувствительных электронных приборов. Экспериментальные образцы приборов с контактом Джозефсона могут обнаруживать напряжения порядка 10–15 В. Магнитометры, способные обнаруживать магнитные поля порядка10–9 Гс, используются при изучении магнитных материалов, а также в медицинских магнитокардиографах. Чрезвычайно чувствительные детекторы вариаций силы тяжести могут применяться в различных областях геофизики. Техника сверхпроводимости и особенно контакты Джозефсона оказывают все большее влияние на метрологию. С помощью джозефсоновских контактов создан стандарт 1 В. Был разработан также первичный термометр для криогенной области, в которой резкие переходы в некоторых веществах используются для получения реперных (постоянных) точек температуры. Новая техника используется в компараторах тока, для измерений радиочастотной мощности и коэффициента поглощения, а также для измерений частоты. Она применяется также в фундаментальных исследованиях таких, как измерение дробных зарядов атомных частиц и проверка теории относительности. Сверхпроводимость будет широко использоваться в компьютерных технологиях. Здесь сверхпроводящие элементы могут обеспечивать очень малые studfiles.net |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
= √ P2 + Q2
= √ R2 + (XL-XC)2
= √ P2 + Q2
= √ R2 + X2
мплитудные 
рассматривались в предыдущей теме. Рассмотрим участок электрической цепи, напряжение на котором 
, а ток 
.
.
> 0) показаны на рис. 2.16 а.
и 
имеют одинаковые знаки, мгновенная мощность положительна, энергия поступает от источника в приемник, потребляется резистором и запасается в магнитном поле катушки. Когда же 
. (2.33)
называется коэффициентом мощности. Как видно из (2.33), активная мощность равна произведению действующих значений напряжения и тока, умноженному на коэффициент мощности. Чем ближе угол 
Вт. (2.34)
. (2.35)
.
вар. (2.36)
.
) реактивная мощность положительна, при емкостном характере ( 
) – отрицательна.
. (2.37)
; 
tgj = Q/P; cosj = P/S. (2.38)
. Активная мощность отображает совершаемую работу или передаваемую энергию в единицу времени.
