Разное

Содержание

Источник постоянного тока обозначение на схеме

Давайте попробуем разобраться, что же все таки называют источником тока и как он обозначается в различных схемах.

Обычно источник тока условно отображается так, как указано на рисунке ниже:

При этом на схемах он изображается следующим образом:

Здесь изображен источник тока в составе генератора тока, собранного с использованием биполярных транзисторов.

Источником или генератором тока обычно называют двухполюсник, создающий ток, который не зависит от присоединенного к нему сопротивлению нагрузки. И часто такое название дают любому источнику электрического напряжения (розетке, генератору, батарее и т.п.). Но если говорить только в физическом смысле, такое обозначение нельзя называть правильным, наоборот – источники напряжения, применяемые для бытовых целей, скорее можно назвать источниками ЭДС.

На вышеуказанной схеме содержится источник тока в составе схемы замещения триполярного транзистора. Стрелка служит указателем положительного направления тока. При этом ток, генерируемый этим источником, зависит от напряжения на другом участке данной схемы.

Разница между идеальным и реальным источниками тока.

Идеальный источник тока имеет напряжение на клеммах, зависящее только от того, какое сопротивление возникает на внешней цепи: U=L*R

Чтобы определить, какую мощность источник тока отдает в сеть, используется следующая формула: P=L 2 *R

При этом следует учитывать следующее уравнение: L=const

Это позволяет понять, что мощность и напряжение, выделяемые источником тока, будут неограниченно расти, если будет расти сопротивление.

Реальный источник тока в линейном приближении можно описать внутренним сопротивлением. В этом он очень схож с обычным источником ЭДС. Различие между ними состоит в следующем: с увеличением внутреннего сопротивления источник тока приближается по параметрам к идеальному, а источник ЭДС приближается к идеальному по мере того, как внутреннее сопротивление уменьшается.

Реальный источник тока с показателем внутреннего сопротивления r и реальный источник ЭДС будут эквивалентными при соблюдении условия:

Реальный источник тока будет иметь напряжение на клеммах:

При силе тока, равной:

И мощности, определяемой по формуле:

Катушку индуктивности, по которой на протяжении некоторого времени проходил ток от внешнего источника после его отключения, можно назвать источником тока.

Это объясняет искрение контактов, происходящее, когда индуктивная нагрузка быстро отключается. Пробой зазора возникает из-за сохранения тока при резком увеличении уровня сопротивления.

Если первичная обмотка трансформатора подключена к мощной линии переменного тока, его вторичную обмотку можно рассматривать как идеальный источник тока, но переменного, а не постоянного, что приводит к невозможности размыкания его вторичной цепи. Это значит, что вторичная обмотка должна быть шунтирована.

Реальный генератор обладает рядом ограничений, среди которых следует отметить одно – ограничение по напряжению на выходе. Например, реальный источник тока работает только с тем диапазоном напряжений, верхний порог которого зависит от того, каким будет напряжение, питающее источник. Это приводит к наличию некоторых ограничений по нагрузке.

Такой источник тока нашел широкое применение во многих сферах. Например, для работы в паре с дифференциальными усилителями и измерительными мостами в аналоговой схемотехнике.

Исто́чник то́ка (в теории электрических цепей) — элемент, двухполюсник, сила тока через который не зависит от напряжения на его зажимах (полюсах). Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока.

Источник тока используется в качестве простейшей модели некоторых реальных источников электрической энергии или как часть более сложных моделей реальных источников, содержащих другие электрические элементы. <2>cdot R>

Поскольку ток через идеальный источник тока всегда одинаков, то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Реальный источник [ править | править код ]

В линейном приближении любой реальный источник тока (не путать с описанным выше источником тока — моделью!) или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших моделей — модель Тевенина — содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона — источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (т. е. идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС E <displaystyle <mathcal >> источника напряжения (или силы тока I <displaystyle I> источника тока) и внутреннего сопротивления r <displaystyle r> (или внутренней проводимости y = 1 / r <displaystyle y=1/r> ). <2>>>.>

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Примеры [ править | править код ]

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени ( t ≪ L / R <displaystyle tll L/R> ) после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) приводит к резкому возрастанию напряжения между контактами и к пробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник переменного тока. Следовательно, размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо. Вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки (без отключения линии) эту обмотку предварительно шунтируют.

Применение [ править | править код ]

Источники тока широко используются в аналоговой схемотехнике, например, для питания измерительных мостов, для питания каскадов дифференциальных усилителей, в частности операционных усилителей.

Концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Для описания активных элементов для них вводятся эквивалентные схемы, содержащие управляемые генераторы:

  • Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Применяется в основном для полевых транзисторов и электронных ламп.
  • Источник тока, управляемый током (ИТУТ). Применяется, как правило, для биполярных транзисторов.

В схеме токового зеркала (рисунок 2) ток нагрузки в правой ветви задается равным эталонному току в левой ветви, так что по отношению к нагрузке R2 эта схема выступает как источник тока.

Обозначения [ править | править код ]

Существуют различные варианты обозначений источника тока. Наиболее часто встречаются обозначения (a) и (b). Вариант (c) устанавливается ГОСТ [1] и IEC [2] . Стрелка в кружке указывает положительное направление тока в цепи на выходе источника. Варианты (d) и (e) встречаются в зарубежной литературе. При выборе обозначения нужно быть осмотрительным и использовать пояснения, чтобы не допускать путаницы с источниками напряжения.

Электротехника связывает природу электричества со строением вещества и объясняет его движением свободных заряженных частиц под воздействием энергетического поля.

Для того чтобы электрический ток протекал по цепи и совершал работу, необходимо иметь источник энергии, совершающий преобразование в электричество:

механической энергии вращения роторов генераторов;

протекания химических процессов или реакций внутри гальванических приборов и аккумуляторов;

теплоты в терморегуляторах;

магнитных полей в магнитогидродинамических генераторах;

световой энергии в фотоэлементах.

Все они обладают различными характеристиками. Чтобы классифицировать и описать их параметры принято условное теоретическое разделение на источники:

Электрический ток в металлическом проводнике

Определение силы тока и электродвижущей силы в 18-м веке дали известные физики того времени.

Им считается идеальный источник, представляющий собой двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением. На него не влияет нагрузка сети, а внутреннее сопротивление у источника равно нулю.

На схемах он обычно обозначается кругом с буквой «Е» и стрелкой внутри, показывающей положительное направление ЭДС (в сторону увеличения внутреннего потенциала источника).

Схемы обозначения и вольт-амперные характеристики источников ЭДС

Теоретически на выводах у идеального источника напряжение не зависит от величины тока нагрузки и является постоянной величиной. Однако, это условная абстракция, которая не может быть осуществлена на практике. У реального источника при увеличении тока нагрузки значение напряжения на зажимах всегда уменьшается.

На графике видно, что ЭДС Е состоит из суммы падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника и нагрузке.

В действительности источниками напряжения работают различные химические и гальванические элементы, аккумуляторные батареи, электрические сети. Их разделяют на источники:

постоянного и переменного напряжения;

управляемые напряжением или током.

Ими называют двухполюсники, создающий ток, который является строго постоянной величиной и никак не зависит от значения сопротивления на подключенной нагрузке, а внутреннее сопротивление его приближается к бесконечности. Это тоже теоретическое допущение, которое на практике не может быть достигнуто.

Схемы обозначения и вольт-амперная характеристика источника тока

Для идеального источника тока напряжение на его клеммах и мощность зависят только от сопротивления подключенной внешней схемы. При этом с увеличением сопротивления они возрастают.

Реальный источник тока отличается от идеального значением внутреннего сопротивления.

Примерами источника тока могут служить:

Вторичные обмотки трансформаторов тока, подключенных в первичную схему нагрузки своей силовой обмоткой. Все вторичные цепи работают в режиме надежного шунтирования. Размыкать их нельзя — иначе возникнут перенапряжения в схеме.

Катушки индуктивности, по которым проходил ток в течение некоторого времени после снятия питания со схемы. Быстрое отключение индуктивной нагрузки (резкое возрастание сопротивления) может привести к пробою зазора.

Генератор тока, собранный на биполярных транзисторах, управляемый напряжением или током.

В различной литературе источники тока и напряжения могут обозначаться неодинаково.

Виды обозначений источников тока и напряжения на схемах

Как изображается источник тока на схеме

Исто́чник то́ка (в теории электрических цепей) — элемент, двухполюсник, сила тока через который не зависит от напряжения на его зажимах (полюсах). Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока.

Источник тока используется в качестве простейшей модели некоторых реальных источников электрической энергии или как часть более сложных моделей реальных источников, содержащих другие электрические элементы. Следует заметить, что электрические характеристики реальных источников могут быть близки к свойствам источника тока или его противоположности — источника напряжения.

В электротехнике источником тока называют любой источник электрической энергии.

Содержание

Свойства [ править | править код ]

Идеальный источник тока [ править | править код ]

Сила тока, текущего через идеальный источник тока, всегда одинакова по определению:

I = const <displaystyle I=< ext>>

Напряжение на клеммах идеального источника тока (не путать с реальным источником!) зависит только от сопротивления R <displaystyle R> подключенной к нему нагрузки:

U = I ⋅ R <displaystyle U=Icdot R>

Мощность, отдаваемая источником тока в нагрузку:

P = I 2 ⋅ R <displaystyle P=I^<2>cdot R>

Поскольку ток через идеальный источник тока всегда одинаков, то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Реальный источник [ править | править код ]

В линейном приближении любой реальный источник тока (не путать с описанным выше источником тока — моделью!) или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших моделей — модель Тевенина — содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона — источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (т. е. идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС E <displaystyle <mathcal >> источника напряжения (или силы тока I <displaystyle I> источника тока) и внутреннего сопротивления r <displaystyle r> (или внутренней проводимости y = 1 / r <displaystyle y=1/r> ). <2>>>.>

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Примеры [ править | править код ]

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени ( t ≪ L / R <displaystyle tll L/R> ) после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) приводит к резкому возрастанию напряжения между контактами и к пробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник переменного тока. Следовательно, размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо. Вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки (без отключения линии) эту обмотку предварительно шунтируют.

Применение [ править | править код ]

Источники тока широко используются в аналоговой схемотехнике, например, для питания измерительных мостов, для питания каскадов дифференциальных усилителей, в частности операционных усилителей.

Концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Для описания активных элементов для них вводятся эквивалентные схемы, содержащие управляемые генераторы:

  • Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Применяется в основном для полевых транзисторов и электронных ламп.
  • Источник тока, управляемый током (ИТУТ). Применяется, как правило, для биполярных транзисторов.

В схеме токового зеркала (рисунок 2) ток нагрузки в правой ветви задается равным эталонному току в левой ветви, так что по отношению к нагрузке R2 эта схема выступает как источник тока.

Обозначения [ править | править код ]

Существуют различные варианты обозначений источника тока. Наиболее часто встречаются обозначения (a) и (b). Вариант (c) устанавливается ГОСТ [1] и IEC [2] . Стрелка в кружке указывает положительное направление тока в цепи на выходе источника. Варианты (d) и (e) встречаются в зарубежной литературе. При выборе обозначения нужно быть осмотрительным и использовать пояснения, чтобы не допускать путаницы с источниками напряжения.

Электротехника связывает природу электричества со строением вещества и объясняет его движением свободных заряженных частиц под воздействием энергетического поля.

Для того чтобы электрический ток протекал по цепи и совершал работу, необходимо иметь источник энергии, совершающий преобразование в электричество:

механической энергии вращения роторов генераторов;

протекания химических процессов или реакций внутри гальванических приборов и аккумуляторов;

теплоты в терморегуляторах;

магнитных полей в магнитогидродинамических генераторах;

световой энергии в фотоэлементах.

Все они обладают различными характеристиками. Чтобы классифицировать и описать их параметры принято условное теоретическое разделение на источники:

Электрический ток в металлическом проводнике

Определение силы тока и электродвижущей силы в 18-м веке дали известные физики того времени.

Им считается идеальный источник, представляющий собой двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением. На него не влияет нагрузка сети, а внутреннее сопротивление у источника равно нулю.

На схемах он обычно обозначается кругом с буквой «Е» и стрелкой внутри, показывающей положительное направление ЭДС (в сторону увеличения внутреннего потенциала источника).

Схемы обозначения и вольт-амперные характеристики источников ЭДС

Теоретически на выводах у идеального источника напряжение не зависит от величины тока нагрузки и является постоянной величиной. Однако, это условная абстракция, которая не может быть осуществлена на практике.

У реального источника при увеличении тока нагрузки значение напряжения на зажимах всегда уменьшается.

На графике видно, что ЭДС Е состоит из суммы падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника и нагрузке.

В действительности источниками напряжения работают различные химические и гальванические элементы, аккумуляторные батареи, электрические сети. Их разделяют на источники:

постоянного и переменного напряжения;

управляемые напряжением или током.

Ими называют двухполюсники, создающий ток, который является строго постоянной величиной и никак не зависит от значения сопротивления на подключенной нагрузке, а внутреннее сопротивление его приближается к бесконечности. Это тоже теоретическое допущение, которое на практике не может быть достигнуто.

Схемы обозначения и вольт-амперная характеристика источника тока

Для идеального источника тока напряжение на его клеммах и мощность зависят только от сопротивления подключенной внешней схемы.

При этом с увеличением сопротивления они возрастают.

Реальный источник тока отличается от идеального значением внутреннего сопротивления.

Примерами источника тока могут служить:

Вторичные обмотки трансформаторов тока, подключенных в первичную схему нагрузки своей силовой обмоткой. Все вторичные цепи работают в режиме надежного шунтирования. Размыкать их нельзя — иначе возникнут перенапряжения в схеме.

Катушки индуктивности, по которым проходил ток в течение некоторого времени после снятия питания со схемы. Быстрое отключение индуктивной нагрузки (резкое возрастание сопротивления) может привести к пробою зазора.

Генератор тока, собранный на биполярных транзисторах, управляемый напряжением или током.

В различной литературе источники тока и напряжения могут обозначаться неодинаково.

Виды обозначений источников тока и напряжения на схемах

Давайте попробуем разобраться, что же все таки называют источником тока и как он обозначается в различных схемах.

Обычно источник тока условно отображается так, как указано на рисунке ниже:

При этом на схемах он изображается следующим образом:

Здесь изображен источник тока в составе генератора тока, собранного с использованием биполярных транзисторов.

Источником или генератором тока обычно называют двухполюсник, создающий ток, который не зависит от присоединенного к нему сопротивлению нагрузки. И часто такое название дают любому источнику электрического напряжения (розетке, генератору, батарее и т.п.). Но если говорить только в физическом смысле, такое обозначение нельзя называть правильным, наоборот – источники напряжения, применяемые для бытовых целей, скорее можно назвать источниками ЭДС.

На вышеуказанной схеме содержится источник тока в составе схемы замещения триполярного транзистора. Стрелка служит указателем положительного направления тока. При этом ток, генерируемый этим источником, зависит от напряжения на другом участке данной схемы.

Разница между идеальным и реальным источниками тока.

Идеальный источник тока имеет напряжение на клеммах, зависящее только от того, какое сопротивление возникает на внешней цепи: U=L*R

Чтобы определить, какую мощность источник тока отдает в сеть, используется следующая формула: P=L 2 *R

При этом следует учитывать следующее уравнение: L=const

Это позволяет понять, что мощность и напряжение, выделяемые источником тока, будут неограниченно расти, если будет расти сопротивление.

Реальный источник тока в линейном приближении можно описать внутренним сопротивлением. В этом он очень схож с обычным источником ЭДС. Различие между ними состоит в следующем: с увеличением внутреннего сопротивления источник тока приближается по параметрам к идеальному, а источник ЭДС приближается к идеальному по мере того, как внутреннее сопротивление уменьшается.

Реальный источник тока с показателем внутреннего сопротивления r и реальный источник ЭДС будут эквивалентными при соблюдении условия:

Реальный источник тока будет иметь напряжение на клеммах:

При силе тока, равной:

И мощности, определяемой по формуле:

Катушку индуктивности, по которой на протяжении некоторого времени проходил ток от внешнего источника после его отключения, можно назвать источником тока.

Это объясняет искрение контактов, происходящее, когда индуктивная нагрузка быстро отключается. Пробой зазора возникает из-за сохранения тока при резком увеличении уровня сопротивления.

Если первичная обмотка трансформатора подключена к мощной линии переменного тока, его вторичную обмотку можно рассматривать как идеальный источник тока, но переменного, а не постоянного, что приводит к невозможности размыкания его вторичной цепи. Это значит, что вторичная обмотка должна быть шунтирована.

Реальный генератор обладает рядом ограничений, среди которых следует отметить одно – ограничение по напряжению на выходе. Например, реальный источник тока работает только с тем диапазоном напряжений, верхний порог которого зависит от того, каким будет напряжение, питающее источник. Это приводит к наличию некоторых ограничений по нагрузке.

Такой источник тока нашел широкое применение во многих сферах. Например, для работы в паре с дифференциальными усилителями и измерительными мостами в аналоговой схемотехнике.

Как обозначается источник тока на схеме

Любые электрические цепи могут быть представлены в виде чертежей (принципиальных и монтажных схем), оформление которых должно соответствовать стандартам ЕСКД. Эти нормы распространяются как на схемы электропроводки или силовых цепей, так и электронные приборы. Соответственно, чтобы «читать» такие документы, необходимо понимать условные обозначения в электрических схемах.

Нормативные документы

Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.

Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.

Номер ГОСТаКраткое описание
2.710 81В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы.
2.747 68Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.
21.614 88Принятые нормы для планов электрооборудования и проводки.
2.755 87Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений
2. 756 76Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования.
2.709 89Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода.
21.404 85Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации

Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.

Виды электрических схем

В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:

  • Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже. Пример функциональной схемы телевизионного приемника
  • Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Пример принципиальной схемы фрезерного станка

Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.

Пример однолинейной схемы

  • Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. Монтажная схема стационарного сигнализатора горючих газов

Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.

Графические обозначения

Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.

Примеры УГО в функциональных схемах

Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.

Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85

Описание обозначений:

  • А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
  • В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
  • С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
  • D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:
  1. Происходит открытие РО
  2. Закрытие РО
  3. Положение РО остается неизменным.
  • Е — ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
  • F- Принятые отображения линий связи:
  1. Общее.
  2. Отсутствует соединение при пересечении.
  3. Наличие соединения при пересечении.

УГО в однолинейных и полных электросхемах

Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.

Источники питания.

Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

  • A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
  • В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
  • С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
  • D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
  • E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Линии связи

Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2.721-74 и ГОСТ 2.751.73)

Описание обозначений:

  • А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
  • В – Токоведущая или заземляющая шина.
  • С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
  • D — Символ заземления.
  • E – Электрическая связь с корпусом прибора.
  • F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
  • G – Пересечение с отсутствием соединения.
  • H – Соединение в месте пересечения.
  • I – Ответвления.

Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений

Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2.756-76, 2.755-74, 2.755-87)

Описание обозначений:

  • А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
  • В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
  • С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
  • D – контакты коммутационных приборов:
  1. Замыкающие.
  2. Размыкающие.
  3. Переключающие.
  • Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
  • F – Групповой выключатель (рубильник).

УГО электромашин

Приведем несколько примеров, отображения электрических машин (далее ЭМ) в соответствии с действующим стандартом.

Обозначение электродвигателей и генераторов на принципиальных схемах (ГОСТ 2.722-68)

Описание обозначений:

  • A – трехфазные ЭМ:
  1. Асинхронные (ротор короткозамкнутый).
  2. Тоже, что и пункт 1, только в двухскоростном исполнении.
  3. Асинхронные ЭМ с фазным исполнением ротора.
  4. Синхронные двигатели и генераторы.
  • B – Коллекторные, с питанием от постоянного тока:
  1. ЭМ с возбуждением на постоянном магните.
  2. ЭМ с катушкой возбуждения.

Обозначение электродвигателей на схемах

УГО трансформаторов и дросселей

С примерами графических обозначений данных устройств можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Правильные обозначения трансформаторов, катушек индуктивности и дросселей (ГОСТ 2.723-78)

Описание обозначений:

  • А – Данным графическим символом могут быть обозначены катушки индуктивности или обмотки трансформаторов.
  • В – Дроссель, у которого имеется ферримагнитный сердечник (магнитопровод).
  • С – Отображение двухкатушечного трансформатора.
  • D – Устройство с тремя катушками.
  • Е – Символ автотрансформатора.
  • F – Графическое отображение ТТ (трансформатора тока).

Обозначение измерительных приборов и радиодеталей

Краткий обзор УГО данных электронных компонентов показан ниже. Тем, кто хочет более широко ознакомиться с этой информацией рекомендуем просмотреть ГОСТы 2.729 68 и 2.730 73.

Примеры условных графических обозначений электронных компонентов и измерительных приборов

Описание обозначений:

  1. Счетчик электроэнергии.
  2. Изображение амперметра.
  3. Прибор для измерения напряжения сети.
  4. Термодатчик.
  5. Резистор с постоянным номиналом.
  6. Переменный резистор.
  7. Конденсатор (общее обозначение).
  8. Электролитическая емкость.
  9. Обозначение диода.
  10. Светодиод.
  11. Изображение диодной оптопары.
  12. УГО транзистора (в данном случае npn).
  13. Обозначение предохранителя.

УГО осветительных приборов

Рассмотрим, как на принципиальной схеме отображаются электрические лампы.

Пример того, как указываются лампочки на схемах (ГОСТ 2.732-68)

Описание обозначений:

  • А – Общее изображение ламп накаливания (ЛН).
  • В — ЛН в качестве сигнализатора.
  • С – Типовое обозначение газоразрядных ламп.
  • D – Газоразрядный источник света повышенного давления (на рисунке приведен пример исполнения с двумя электродами)

Обозначение элементов в монтажной схеме электропроводки

Завершая тему графических обозначений, приведем примеры отображения розеток и выключателей.

Пример изображения на монтажных схемах розеток скрытой установки

Как изображаются розетки других типов, несложной найти в нормативных документах, которые доступны в сети.

Обозначение выключатели скрытой установки Обозначение розеток и выключателей

Буквенные обозначения

В электрических схемах помимо графических обозначений также используются буквенные, поскольку без последних чтение чертежей будет довольно проблематичным. Буквенно-цифровая маркировка так же, как и УГО регулируется нормативными документами, для электро это ГОСТ 7624 55. Ниже представлена таблица с БО для основных компонентов электросхем.

Буквенные обозначения основных элементов

К сожалению, размеры данной статьи не позволяют привести все правильные графические и буквенные обозначения, но мы указали нормативные документы, из которых можно получить всю недостающую информацию. Следует учитывать, что действующие стандарты могут меняться в зависимости от модернизации технической базы, поэтому, рекомендуем отслеживать выход новых дополнений к нормативным актам.

Электротехника связывает природу электричества со строением вещества и объясняет его движением свободных заряженных частиц под воздействием энергетического поля.

Для того чтобы электрический ток протекал по цепи и совершал работу, необходимо иметь источник энергии, совершающий преобразование в электричество:

механической энергии вращения роторов генераторов;

протекания химических процессов или реакций внутри гальванических приборов и аккумуляторов;

теплоты в терморегуляторах;

магнитных полей в магнитогидродинамических генераторах;

световой энергии в фотоэлементах.

Все они обладают различными характеристиками. Чтобы классифицировать и описать их параметры принято условное теоретическое разделение на источники:

Электрический ток в металлическом проводнике

Определение силы тока и электродвижущей силы в 18-м веке дали известные физики того времени.

Им считается идеальный источник, представляющий собой двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением. На него не влияет нагрузка сети, а внутреннее сопротивление у источника равно нулю.

На схемах он обычно обозначается кругом с буквой «Е» и стрелкой внутри, показывающей положительное направление ЭДС (в сторону увеличения внутреннего потенциала источника).

Схемы обозначения и вольт-амперные характеристики источников ЭДС

Теоретически на выводах у идеального источника напряжение не зависит от величины тока нагрузки и является постоянной величиной. Однако, это условная абстракция, которая не может быть осуществлена на практике. У реального источника при увеличении тока нагрузки значение напряжения на зажимах всегда уменьшается.

На графике видно, что ЭДС Е состоит из суммы падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника и нагрузке.

В действительности источниками напряжения работают различные химические и гальванические элементы, аккумуляторные батареи, электрические сети. Их разделяют на источники:

постоянного и переменного напряжения;

управляемые напряжением или током.

Ими называют двухполюсники, создающий ток, который является строго постоянной величиной и никак не зависит от значения сопротивления на подключенной нагрузке, а внутреннее сопротивление его приближается к бесконечности. Это тоже теоретическое допущение, которое на практике не может быть достигнуто.

Схемы обозначения и вольт-амперная характеристика источника тока

Для идеального источника тока напряжение на его клеммах и мощность зависят только от сопротивления подключенной внешней схемы. При этом с увеличением сопротивления они возрастают.

Реальный источник тока отличается от идеального значением внутреннего сопротивления.

Примерами источника тока могут служить:

Вторичные обмотки трансформаторов тока, подключенных в первичную схему нагрузки своей силовой обмоткой. Все вторичные цепи работают в режиме надежного шунтирования. Размыкать их нельзя — иначе возникнут перенапряжения в схеме.

Катушки индуктивности, по которым проходил ток в течение некоторого времени после снятия питания со схемы. Быстрое отключение индуктивной нагрузки (резкое возрастание сопротивления) может привести к пробою зазора.

Генератор тока, собранный на биполярных транзисторах, управляемый напряжением или током.

В различной литературе источники тока и напряжения могут обозначаться неодинаково.

Виды обозначений источников тока и напряжения на схемах

Исто́чник то́ка (в теории электрических цепей) — элемент, двухполюсник, сила тока через который не зависит от напряжения на его зажимах (полюсах). Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока.

Источник тока используется в качестве простейшей модели некоторых реальных источников электрической энергии или как часть более сложных моделей реальных источников, содержащих другие электрические элементы. Следует заметить, что электрические характеристики реальных источников могут быть близки к свойствам источника тока или его противоположности — источника напряжения.

В электротехнике источником тока называют любой источник электрической энергии.

Содержание

Свойства [ править | править код ]

Идеальный источник тока [ править | править код ]

Сила тока, текущего через идеальный источник тока, всегда одинакова по определению:

I = const <displaystyle I=< ext>>

Напряжение на клеммах идеального источника тока (не путать с реальным источником!) зависит только от сопротивления R <displaystyle R> подключенной к нему нагрузки:

U = I ⋅ R <displaystyle U=Icdot R>

Мощность, отдаваемая источником тока в нагрузку:

P = I 2 ⋅ R <displaystyle P=I^<2>cdot R>

Поскольку ток через идеальный источник тока всегда одинаков, то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Реальный источник [ править | править код ]

В линейном приближении любой реальный источник тока (не путать с описанным выше источником тока — моделью!) или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших моделей — модель Тевенина — содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона — источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (т. е. идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС E <displaystyle <mathcal >> источника напряжения (или силы тока I <displaystyle I> источника тока) и внутреннего сопротивления r <displaystyle r> (или внутренней проводимости y = 1 / r <displaystyle y=1/r> ). <2>>>.>

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Примеры [ править | править код ]

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени ( t ≪ L / R <displaystyle tll L/R> ) после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) приводит к резкому возрастанию напряжения между контактами и к пробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник переменного тока. Следовательно, размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо. Вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки (без отключения линии) эту обмотку предварительно шунтируют.

Применение [ править | править код ]

Источники тока широко используются в аналоговой схемотехнике, например, для питания измерительных мостов, для питания каскадов дифференциальных усилителей, в частности операционных усилителей.

Концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Для описания активных элементов для них вводятся эквивалентные схемы, содержащие управляемые генераторы:

  • Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Применяется в основном для полевых транзисторов и электронных ламп.
  • Источник тока, управляемый током (ИТУТ). Применяется, как правило, для биполярных транзисторов.

В схеме токового зеркала (рисунок 2) ток нагрузки в правой ветви задается равным эталонному току в левой ветви, так что по отношению к нагрузке R2 эта схема выступает как источник тока.

Обозначения [ править | править код ]

Существуют различные варианты обозначений источника тока. Наиболее часто встречаются обозначения (a) и (b). Вариант (c) устанавливается ГОСТ [1] и IEC [2] . Стрелка в кружке указывает положительное направление тока в цепи на выходе источника. Варианты (d) и (e) встречаются в зарубежной литературе. При выборе обозначения нужно быть осмотрительным и использовать пояснения, чтобы не допускать путаницы с источниками напряжения.

1.04. Источники тока и напряжения

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Напряжение, ток и сопротивление


Идеальный источник напряжения – это «чёрный ящик», имеющий два вывода, между которыми он поддерживает постоянное падение напряжения независимо от величины сопротивления нагрузки. Это означает, например, что он должен порождать ток, равный
I = UR, если к выводам подключить резистор с сопротивлением R. Реальный источник напряжения не может дать ток, больший некоторого предельного максимального значения, и в общем случае он ведёт себя как идеальный источник напряжения, к которому последовательно подключён резистор с небольшим сопротивлением. Очевидно, чем меньше сопротивление этого последовательно подключённого резистора, тем лучше. Например, стандартная щелочная батарея на 9 В в последовательном соединении с резистором, имеющим сопротивление 3 Ом, ведёт себя как идеальный источник напряжения 9 В и даёт максимальный ток (при замыкании накоротко) величиной 3 А (который, к сожалению, погубит батарею за несколько минут). По понятным причинам источник напряжения «предпочитает» нагрузку в виде разомкнутой цепи, а нагрузку в виде замкнутой цепи «недолюбливает». (Понятия «разомкнутая цепь» и «замкнутая цепь» очевидны: к разомкнутой цепи ничего не подключено, а в замкнутой цепи кусок провода замыкает выход.) Условные обозначения источников напряжения приведены на рис. 1.7.

Рис. 1.7.

Идеальный источник тока – это «чёрный ящик», имеющий два вывода и поддерживающий постоянный ток во внешней цепи независимо от величины сопротивления нагрузки и приложенного напряжения. Для того чтобы выполнять свои функции, он должен уметь поддерживать нужное напряжение между своими выводами. Реальные источники тока (самая нелюбимая тема для большинства учебников) имеют ограниченный диапазон, в котором может изменяться создаваемое ими напряжение (он называется рабочим диапазоном выходного напряжения или просто диапазоном), и, кроме того, выходной ток источника нельзя считать абсолютно постоянным. Источник тока «предпочитает» нагрузку в виде замкнутой цепи, а нагрузку в виде разомкнутой цепи «недолюбливает». Условные обозначения источника тока приведены на рис. 1.8.

Рис. 1.8.

Хорошим примером источника напряжения может служить батарея (для источника тока подобной аналогии найти нельзя). Например, стандартная батарейка от карманного фонаря обеспечивает напряжение 1.5 В, ее эквивалентное последовательное сопротивление составляет 1/4 Ом, а общий запас энергии равен приблизительно 10000 Вт·с (постепенно эти характеристики ухудшаются; к концу срока службы батарейки напряжение может составлять около 1 В, а внутреннее сопротивление – несколько ом). О том, как создать источник напряжения с лучшими характеристиками, вы узнаете, когда мы изучим обратную связь. В электронных устройствах, за исключением портативных, батарейки используются редко. В гл. 14 мы рассмотрим интересную тему конструирования маломощных схем (на батарейках).


Сигналы


каким символом обозначается на электроустановках

Заряженные частицы, перемещаясь, создают такое явление, как электрический ток. Применимо к электричеству этими частицами являются электроны. Они движутся по проводнику в электрической цепи от источника, выдающего заряд, к объекту, который этот заряд потребляет. Если это движение неизменно во времени и не меняет своего направления, его называют постоянным. Если такие изменения имеют место, говорят о переменном токе.

Движение заряженных частиц

Что такое переменный ток

В цепях постоянного электричества отрицательно заряженные частицы движутся от плюса к минусу. Если рассматривать источник тока как некоторый двухполюсник, имеющий два электрода, к которым подключается питаемая цепь, то на одном всегда будет плюс, а на другом – минус.

Переменный ток не позволяет зафиксировать такую маркировку полюсов. У двухполюсника переменного тока нельзя чётко обозначить, какой заряд присутствует на том или ином выводе. Можно рассматривать только мгновенные значения зарядов в определённый промежуток времени. Изменение полярности имеет временную зависимость. Это значит, что переменный ток меняет своё направление с течением времени.

Важно! Переменное электричество изменяется по гармоническому синусоидальному закону. Его графиком на оси координат является синусоида, в то время как график постоянного движения электронов представляет собой прямую линию, параллельную оси ОХ.

Графическое изображение двух типов электричества

Источники электрической энергии

Мировое производство электроэнергии базируется на работе электростанций. Основной принцип работы станций заключается в том, что турбины установленных в них электрогенераторов вращаются с помощью других видов энергии. Они получили своё название соответственно типу используемой энергии:

  • тепловые (ТЭС) – в качестве сырья используются органические виды топлива: уголь, газ, мазут и другие;
  • гидроэлектростанции (ГЭС) – лопасти турбины вращает падающая вода, она же используется для охлаждения рабочих поверхностей генераторов;
  • атомные станции (АЭС) – один из видов ТЭС, где для получения пара, вращающего турбину, используют тепло, выделяемое в результате ядерной реакции.

Размещение тех или иных видов электростанций зависит от распределения по регионам сырьевых ресурсов, географического расположения рек и выбора подходящих мест для возведения АЭС.

Внимание! Основную долю производства мировой электроэнергии до сих пор берут на себя ТЭС. Опасность при эксплуатации АЭС пока является сдерживающим фактором для полного перехода на этот мощный вид производства электричества.

Неравномерная плотность проживания населения на планете не позволяет максимально приблизить такие источники энергии к местам потребления. Поэтому приходится передавать производимое электричество на дальние расстояния. Так как и потребление, и получение энергии происходит в реальном режиме, созданы энергосистемы, объединяющие электростанции между собой. Кроме того, сами системы организованы в более мощные энергосистемы. Это сделано для создания резерва рабочей мощности и возможности регулировать подачу электроэнергии к потребителям в бесперебойном режиме.

Разница в часовых поясах, сезонные колебания потребления – всё это нагружает одни станции и недогружает другие. Энергосистемы позволяют станциям подпитывать друг друга в случае перегрузок.

Кроме традиционных электростанций, хорошо зарекомендовали себя альтернативные источники: ветряные генераторы и солнечные батареи. С их помощью решают задачи по обеспечению электропитанием потребителей в отдельных случаях.

Что касается источников постоянного тока, то их можно разделить на два типа:

  • химические – гальванические элементы, использующие реакции окисления, и электролитические, генерирующие энергию посредством электролиза;
  • электромеханические – генераторы постоянного тока, превращающие энергию вращения в её электрический вид.

Гальванические элементы (батарейки) имеют конечный срок службы. Они конструктивно изготовлены так, что после окончания реакции окисления вырабатывание электричества прекращается. Электролитические элементы (аккумуляторы) имеют периодический режим работы. После разряда их можно заряжать, подавая на их полюса ток заряда, и использовать снова.

Источники электроэнергии

Обозначения на схемах и в приборах

Графическое обозначение тока постоянной полярности на схемы наносится в виде знаков плюс (+) и минус (-). Источник электричества постоянной полярности имеет вид двух вертикальных чёрточек, одна из которых вдвое длиннее. Та, что короче, – это минус, длинная – плюс. Запомнить различие можно легко. Если длинную черту разделить пополам, то из неё можно сложить знак «+». На корпусах приборов, блоков питания, на гнёздах подключения разъёмов питания можно увидеть буквенное обозначение DC (direct current). Это по-английски означает «однонаправленный ток». Рядом часто наносят графическое обозначение – длинная горизонтальная линия, под ней располагается пунктирная линия, у которой длина штрихов равна длине промежутков.

Обозначение переменного тока на схемах и на приборах осуществляется в буквенном изображении AC (Alternating Current) и графическим символом – отрезком синусоиды длиной в период. Число фаз может указываться цифрой или количеством волнистых линий, если это необходимо.

Обозначения постоянного и переменного электричества

Измерительные приборы и электрооборудование

Как обозначается ток на приборах, позволяющих измерять электрические характеристики? Обозначения те же самые, как и на приборах, его потребляющих. При измерении тока или напряжения прежде, чем прикасаться щупами к токоведущим частям электроустановок или открытых участков тоководов, необходимо выставить пределы измерения на приборе и род тока, которые соответствуют параметрам измеряемого участка.

Осторожно. Неправильная подготовка прибора к измерениям может вывести его из строя, привести к короткому замыканию измеряемого участка линии и поражению оператора электрическим током.

На корпуса электрооборудования, на защитные щиты и кожухи электродвигателей и генераторов наносятся опознавательные символы, информирующие о полярности, частоте, величине напряжения и других характеристиках.

Области применения DC напряжения

Постоянный ток, обозначение которого наносится на устройства, получают не только с помощью гальванических элементов. Преобразователи переменного электричества в постоянное имеют в своём составе выпрямительные устройства. Использование выпрямителей расширило область применения DC напряжения. Оно применяется в следующих сферах:

  • на линиях постоянного напряжения (ЛЭП) в электросетях;
  • при организации мини,- и микросетей для электропитания локальных потребителей постоянным током;
  • на транспорте;
  • в устройствах управления электроприводами;
  • в бытовой технике и электронике.

Цепи и устройства, работающие на постоянном напряжении, не только востребованы, но и подвергаются усовершенствованию и широкому повсеместному внедрению.

Расшифровка обозначения мощности AC  на схеме и корпусах

Из таблички на картинке ниже видно, как обозначается Р переменного тока. Она указывается в киловаттах (кВт). Такие же обозначения присутствуют и на электрических схемах. Это номинальная мощность оборудования, при которой оно работает в штатном режиме, и её КПД соответствует заявленному.

Характеристики электродвигателя на шильдике машины

Что означает AC и DC на панели мультиметра

На рабочей панели любого прибора DC – это обозначение постоянного напряжения. При установке переключателя на такие значки постоянного тока можно тестировать постоянные электрические величины.

Знак AC призван обозначать пределы, в которых тестер может работать с переменными значениями электричества.

Важно! Если численный порядок измеряемой величины не известен, то необходимо устанавливать максимально высокий предел измерения, постепенно снижая его до достижения необходимой точности тестирования. Если тип тока тоже не ясен, лучше предположить, что он изменяется во времени.

Обозначение переменного тока на схемах и приборах обязательно указывает его напряжение, частоту и количество фаз. Стандарты обозначений предусматривают однозначное и понятное для специалистов символьное отображение информации.

Видео

обозначение, характеристики, виды источников таблицей

Существует несколько видов источников тока, различающиеся по природе происхождения энергии. Каждый из этих видов имеет свои индивидуальные особенности, в частности, принципы выработки электрической энергии, а также ее преобразование. Определить, какой тип элемента применяется, можно с помощью графического обозначения.

Что такое источники тока

Источники тока – это элементы электрической цепи, который поддерживают энергию с заданными параметрами. При этом, энергоснабжение цепи не зависит от характеристик элементов, входящих в её состав, в частности, сопротивления.

Прибор для выработки тока

Различают идеальные и реальные устройства для выработки тока:

  • Идеальные определяются только благодаря гипотезам и теоретическим выкладкам. Так, учёные нередко определяют ряд условий, при которых ток имеет максимальные значения, приближенные к идеалу. То есть, осуществляется имитация идеального источника.
  • Реальные условия поддерживают заданные параметры выходного тока и напряжения. Любой прибор обеспечивает свою работу, при условии, что это позволяют сделать его технические характеристики.

Важно! Таким образом, максимальное значение тока и напряжения дают возможность определить, какой именно вариант источника будет использован в цепи – идеальный или реальный.

Виды источников

Существует несколько видов устройств для выработки тока, каждый из которых имеет свои основные показатели, характеристики и особенности, приведённые в следующей таблице:

Вид источникаХарактеристики источника тока
МеханическийСпециальное устройство (генератор) обеспечивает трансформацию механической энергии в электрическую. В настоящее время большое количество тока производится именно с помощью механических источников.
ТепловойВ основу работы агрегатов заложен принцип переработки тепловой энергии в электрическую. Такое преобразование происходит благодаря разности температур контактирующих между собой полупроводников. В настоящее время разработаны источники тока, тепловая энергия  в которых вырабатывается благодаря распаду радиоактивных элементов.
ХимическийХимические варианты можно условно разделить на 3 группы – гальванические, аккумуляторы и тепловые.

·         Гальванический элемент работает посредством взаимодействия 2-х разных металлов, помещенных в электролит.

·         Аккумуляторы – устройства, которые можно несколько раз заряжать и разряжать. Существует несколько видов аккумуляторов с различными типами элементов, входящих в их состав.

·         Химически-тепловые используются только для кратковременной работы. Применяются, в основном, в сфере ракетостроения.

СветовойВ конце XX века достаточно популярными стали солнечные батареи, которые «собирают» световые частицы, преобразуемые впоследствии в электрическую энергию. Это происходит за счет выдачи напряжения и благодаря воздействию на световые частицы.

Важно! Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, которые определяются принципом использования, а также исходными показателями вырабатываемой энергии.

Механические источники

Механические агрегаты являются самыми простыми по принципу их использования и обустройства. Характеристика таких генераторов очень проста для понимания. В специальных устройствах вырабатывается энергия, которая впоследствии преобразуется в электричество. Такие приборы используются на тепловых электростанциях и гидроэлектростанциях.

Механический

Тепловые источники

Тепловые варианты источников обеспечивают уникальный принцип работы. Энергия вырабатывается благодаря образованию термопары, которая. Это означает, что на концах проводников обеспечивается расчётная разность температур, элементы взаимодействуют между собой, создавая электрическое поле.

Тепловой

Обратите внимание! Радиоактивные термопары используют в космической промышленности. Эффективность такого использования возможна благодаря долгому сроку службы и эффективным показателям вырабатываемой мощности.

В результате подобного движения заряженных частиц от горячей части проводника к холодной возникает электроток. При этом, чем больше разница температур, тем выше показатель результативной энергии. На практике термопары нередко входят в состав измерительных приборов.

Световые источники

Световые устройства ля выработки электроэнергии считаются самыми экологичными, эффективными и относительно дешевыми. Специальная панель из полупроводников поглощает световые частицы, которые при таком взаимодействии выдают определенное напряжение.

Световой

При этом, световые панели имеют небольшой показатель КПД – 15 %. Панели такого типа нашли широкое применение – от бытовых приборов до инновационных разработок в космической отрасли.

Важно! Световые источники начали использоваться вместо литиевых батарей из-за высокой стоимости последних. Несмотря на то, что многие объекты промышленности требуют значительного переоснащения для перехода на световые источники, конечная экономия возникает уже на первичных этапах эксплуатации.

Химические источники

В данную группу входит 3 основных устройства, отличающиеся строением и принципом работы:

  • Гальванический элемент – это вариант для выработки электроэнергии, который может быть использован один раз. То есть, после полной разрядки, повторное накопление заряда на внутреннем веществе невозможно. В состав таких приборов входят солевые, литиевые или щелочные батарейки.
  • Аккумуляторы – подразделяются на несколько типов: свинцово-кислотные, литий-ионные, никель-кадмиевые.
  • Тепловые элементы – используются в космической и инновационной промышленности для производства кратковременного тока с высокими показателями. Практическое применение агрегатов основано на потребностях в резервных источниках питания.

Важно! Химико-тепловые устройства требуют первоначального нагрева до 500–600 °С, чтобы активизировать твердый электролит.

Химический

В каждой сфере промышленности используется собственный вариант с конкретными параметрами. В бытовых условиях применяются, в основном, батарейки; в производственной – аккумуляторы.

Обозначение источников тока

Чтобы при выборе не возникало вопроса относительно того, какой тип источника тока представлен, используются специальные обозначения. В физике существуют точные графические изображения, которые позволяют идентифицировать тип применяемого источника:

Обозначения

На каждой схеме условных обозначений можно увидеть следующие параметры:

  • Общее обозначение источника тока и движущей силы ЭДС;
  • Графическое изображение без ЭДС;
  • Химический тип;
  • Батарея;
  • Постоянное напряжение;
  • Переменное напряжение;
  • Генератор.

Благодаря графическим идентификаторам на схеме электрической цепи всегда можно определить, какой именно тип используется в конкретной ситуации, и как правильно его обозначать. Существуют также международные обозначения, которые встречаются немного реже, обычно при реализации интернациональных проектов.

Принцип действия

Каждая маркировка источников тока определяет принцип его действия. В стандартной ситуации выработка энергии производится посредством взаимодействия составляющих частей, а именно:

  • Механический тип. В результате взаимодействия деталей механизма, возникает трение. Благодаря такому явлению, возникает статическое электричество, преобразуемое в ток.
  • Механические конструкции работают посредством образования последовательно движущихся заряженных частиц. Явление возникает благодаря взаимодействию химического элемента с электролитом. Заряженные частицы покидают структуру кристаллической решётки металла, входя в состав проводящей жидкости.
  • Солнечные батареи (световые источники) работают за счет выбивания заряженных частиц из диэлектрической (кремниевой) основы под воздействием светового потока. Благодаря этому возникает постоянное напряжение.
  • Тепловые. Как правило, это 2 последовательно соединенных металлических основания. Одна часть нагревается, а вторая остается охлажденной. При изменении температурного режима возникает разница температур, в результате чего происходит движение заряженных частиц.

Важно! Любое изменение в строении вещества может привести к необратимым последствиям, которые проявятся при работе устройства.

Конструкция

Конструкция элемента влияет на принцип его работы. Каждый источник, который выдает электрический ток, имеет определенную конструкцию:

  • Самый простой бытовой аккумулятор включает в себя металлический корпус, внутри которого используется щелочная среда. Дополнительными элементами являются свинцовые пластины, на которых накапливаются катоды и аноды.
Аккумулятор
  • Обычная бытовая батарейка с входящим в её состав сухим элементом имеет металлический корпус, в который помещен стержень-накопитель катодов. Всё прочее пространство заполнено солевым электролитом.
Батарейка
  • Генератор переменного тока – это устройство, состоящее из трещоток или металлической рамки.
Механический принцип устройства
  • Тепловой источник тока, который уже включен в цепь. Это обычная рамка, установленная на подставке из диэлектрика. Обычно, конструкция подключена к измерительному прибору, типа амперметра. Источник тепла – это пламя или внешний электрический импульс.
Тепловое устройство

Важно! Подобная конструкция помогает точно понять, как образуется энергия, которая впоследствии преобразуется в ток. Каждый вариант строения обычно заключен в специальный корпус из диэлектрического материала.

Условия работы источников тока

Любой источник тока работает при определенных условиях. В отсутствие химической реакции внутри элементов не смогут образовываться заряженные частицы. Если будет отсутствовать анод и катод, то движения частиц не возникнет даже при наличии реакции.

В аккумуляторах происходит похожий процесс, но толчком для возникновения химической реакции является замыкание во внешней электрической цепи. Заряженные элементы начинают двигаться от анода к катоду и наоборот, создавая постоянный поток.

Идеальный и реальный

Световые типы не могут работать без наличия источника света. КПД зависит от типа используемого диэлектрического элемента. Дополнительно необходимо иметь в наличии приспособление ля преобразования полученной энергии.

Тепловой вариант не будет работать, если в его основу входит 1 тип металла. Если будет отсутствовать источник тепла, то ни о каком возникновение движущихся частиц не может быть и речи.

Источники

Для выработки электрической энергии требуется выбрать источник тока, соответствующий потребностям в конкретной сфере применения. Существует несколько вариантов таких приспособлений, каждый из которых имеет определенное строение, принцип работы и индивидуальные технические показатели.

Идеальный источник тока | Электрикам

Идеальный источник тока представляет собой активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах. Предполагается, что внутреннее сопротивление идеального источника тока бесконечно велико, и поэтому параметры внешней электрической цепи, от которых зависит напряжение на зажимах источника, не влияют на ток источника.
Условные обозначения идеального источника тока приведены на рис. 1

Стрелка в источнике тока или знаки «+» и «—» указывают положительное направление тока i(t) или полярность источника, т. е. направление перемещения положительных зарядов.

Сейчас принято обозначать источники тока буквой J, и чаще всего применяется нижнее условно графическое изображение.

Рис.1 — Идеальный источник тока

По мере неограниченного увеличения сопротивления внешней электрической цепи, присоединенной к идеальном

у источнику тока, напряжение на его зажимах и соответственно мощность, развиваемая им, неограниченно возрастают. Поэтому идеальный источник тока, так же как и идеальный источник напряжения, рассматривается как источник бесконечной мощности.

 

Источник тока конечной мощности изображается в виде идеального источника тока с параллельно подключенным к его зажимам пассивным элементом  который характеризует внутренние параметры источника и

Представляя собой теоретическое понятие, источник тока применяется в ряде случаев для расчета электрических цепей.

Некоторым подобием источника тока может служить устройство, состоящее из аккумулятора, соединенного последовательно с дополнительным большим сопротивлением  Другим примером источника тока может являться пяти электродная усилительная электронная лампа (пентод). Имея внутреннее сопротивление  несоизмеримо большее,  чем сопротивление внешней электрической цепи, эти устройства отдают ток, почти не зависящий от изменения внешней нагрузки в широких пределах, и именно в этом отношении они аналогичны источнику тока.

Идеальный источник эдс

Разница между логикой приемника и источника

Для человека, никогда не имевшего опыта подключения ввода-вывода для управления движением, это может показаться пугающим с первого раза. Если устройства не подключены правильно, это может вызвать ряд проблем, поскольку двигатель просто не выполняет то, что ожидается, и приведет к необратимому повреждению продукта. Я до сих пор испытываю это нервное чувство, прежде чем нажимаю кнопку СТАРТ в демоверсии. Кто-нибудь знает закон Мерфи?

Сложность начинается, когда инженеры или производители используют различную терминологию проводки.Как можно быть уверенным, что вы говорите яблоки с яблоками? Например, совпадает ли логика поиска с логикой PNP? «Мы тонем или берем затонувший источник?» По нашему опыту поддержки приложений управления движением мы все это слышали.

В большинстве случаев инженеры службы поддержки направят вас к электрической схеме и посоветуют ей следовать. Что на самом деле означают логика приемника и логика источника? Начнем с базовой терминологии.

Электронная схема (цифровая)

Электронная схема содержит электронные компоненты, такие как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и / или диоды.Они соединены токопроводящими проводами или дорожками на печатной плате. Для этого требуется напряжение и земля, где земля действует как земля для измерения потенциального напряжения. Цифровая электронная схема использует напряжение постоянного тока и дискретные значения (вкл. / Выкл.). Источник питания постоянного тока перетекает с положительного на отрицательный.

В / В

I / O определяется как входы / выходы, которые в простейшем смысле представляют собой все, что выполняет вывод на основе ввода. Это может быть клавиатура (вход) и монитор (выход).В этом случае ввод / вывод описывает передачу сигналов между двумя устройствами (например, ПЛК и драйвером шагового двигателя) с использованием двоичной логики включения / выключения.

Электрическая нагрузка

Электрическая нагрузка – это электрический компонент или часть цепи, потребляющая электроэнергию. Это противоположность источника питания, такого как батарея или генератор, который производит энергию. Примеры нагрузок – лампочки и моторы. В данном случае мы говорим о входной цепи.

Логическая схема

Логическая схема определяется как электрическая цепь (I / O), выход которой зависит от входа.Он может включать один или несколько двоичных входов (вкл / выкл) и один двоичный выход. Он может состоять из любых двоичных электрических или электронных устройств, включая переключатели, реле, твердотельные диоды и транзисторы.

Логика приемника и логика источника

Логические схемы приемника и истока обычно связаны с сигналами ввода / вывода ПЛК, и они применимы только к цепям постоянного тока. Они различаются типом используемого компонента и определяют текущий поток.

  • Логика определяется типом компонентов в схеме.
  • Logic определяет протекание тока в цепи.
  • Какую бы логику вы ни использовали для вывода, для входа требуется обратное.

Логика мойки

Для логики потребителя транзистор NPN обеспечивает путь к земле для электрической нагрузки. Чтобы схема транзистора NPN работала, она должна быть подключена к схеме транзистора PNP. Другими словами, логическая схема приемника должна быть подключена к логической схеме источника.

На рис. 1 показан входящий цифровой выход, подключенный к исходному цифровому входу. Входная цепь подключена между положительной стороной источника питания (Vcc) и транзистором NPN.

Исходная логика

Для логики истока транзистор PNP обеспечивает путь к напряжению для электрической нагрузки. Чтобы схема транзистора PNP работала, она должна быть подключена к схеме транзистора NPN. Другими словами, логическая схема истока должна быть подключена к логической схеме приемника.

На рис. 2 показан исходный цифровой выход, подключенный к входному цифровому входу. Входная цепь подключена между транзистором PNP и GND источника питания (0 В).

Полезный мнемонический трюк состоит в том, чтобы рассматривать логическую схему источника как источник напряжения (она обеспечивает путь к источнику), а логическую схему приемника как опускающуюся к земле (она обеспечивает путь к земле).

СОВЕТ 1. Сравните схемы подключения рядом друг с другом

Когда я имею дело с проводкой ввода-вывода между ПЛК и сервоприводом или шаговым драйвером, полезный прием, который сработал для меня, – это распечатать электрические схемы как от ПЛК, так и от драйвера, а затем положить их рядом.Это помогает визуализировать ток, протекающий от источника напряжения до нагрузки на землю.

Большая часть моей поддержки осуществлялась удаленно по телефону. Это сделало поддержку проводки очень сложной. Чтобы не повредить ПЛК моих клиентов, я распечатывал электрические схемы, а затем отслеживал ток, протекающий от источника напряжения до электрической нагрузки и вплоть до земли. Поддерживая удаленно, я также узнал, что очень важно точно знать, о какой стороне ввода-вывода имеет в виду заказчик.

Для того, чтобы выходной сигнал источника ПЛК запускал входящий сигнал на драйвере, мы должны убедиться, что все имеет необходимую мощность. Достаточное напряжение и ток должны поступать на положительный вывод со стороны ПЛК через выходную цепь во входную цепь (электрическая нагрузка), а затем выходить через другой вывод обратно на землю источника питания, чтобы замкнуть цепь. В ПЛК каждый отдельный сигнал ввода / вывода должен обеспечивать 2 клеммы для подключения: одну для входящего тока и одну для выхода.В целях экономии места иногда терминалы группируются вместе и поэтому называются «общими». Этим «общим» может быть либо источник напряжения, либо земля. Подробнее позже.

СОВЕТ 2: Не забывайте требования к питанию
Также важно обращать внимание на требования к напряжению и току для входов и выходов. Если для выхода требуются токоограничивающие резисторы, используйте закон Ома для расчета внешнего сопротивления, но не забывайте о внутреннем сопротивлении.Помните, что вы должны соответствовать требованиям входа как по напряжению, так и по току.

Важно обратить внимание на тип логики или транзистора, чтобы определить правильный метод подключения. Кроме того, есть разница в отношении безопасности. Если случайно что-то случится с устройством пользователя и вызовет утечку на землю сигнальной линии ввода / вывода или короткое замыкание линии заземления (0 В), это может быть потенциально опасным.

Однако, если использовалась логика источника, входная цепь не была напрямую подключена к положительной стороне питания (Vcc), поэтому утечка на землю или короткое замыкание сигнальной линии не приведет к включению входа.Вот почему он считается одним из самых безопасных способов подключения.

Сводка

Приемник и Источник – это термины, используемые для определения потока постоянного тока в электрической цепи.

  • Понижающаяся входная или выходная цепь обеспечивает заземление для электрической нагрузки.
  • Входной или выходной сигнал источника обеспечивает источник напряжения для электрической нагрузки.

Логика определяется типом компонентов в схеме.

  • Для входной или выходной цепи источника требуется транзистор PNP.
  • Для входной или выходной цепи с понижением частоты требуется NPN-транзистор.

Простая электронная схема состоит из одного цифрового входа, соединенного с цифровым выходом. Для питания схемы необходим источник напряжения, заземление и нагрузка.

  • Входная или выходная цепь источника обеспечивает необходимое напряжение для цепи.
  • Понижающаяся входная или выходная цепь обеспечивает необходимое заземление для цепи.
  • Цифровой ввод / вывод обеспечивает электрическую нагрузку, необходимую для работы схемы.

Для повышения гибкости используйте продукты, которые предлагают как приемную, так и исходную логику

Некоторые продукты на рынке предлагают логику как приемника, так и источника для гибкости в соединениях. Это возможно благодаря параллельному соединению двунаправленных диодов. Фотоэлементы также помогают минимизировать повреждение проводки.Используйте эти продукты, если требуется гибкость или если вы планируете использовать их позже.

Вот как выглядят настоящие электрические схемы для. Есть одна схема для подключения логических выходов приемника и другая схема для логических выходов источника. ПЛК, или «Программируемый контроллер», находится слева, а драйвер двигателя – справа. Обозначения INx – это входы, а обозначения OUTx – выходы.

Посмотрите на первый вход «IN-COM0» (общие входы).На верхней схеме подключения он подключен к 24 В постоянного тока, а вход имеет заземление. На нижней диаграмме «IN-COM0» подключен к 0 В, а вход имеет путь к источнику напряжения. Двунаправленные диоды во входных цепях позволяют это.

Надеюсь, это поможет. Чтобы получить список драйверов двигателей, которые предлагают логику как для потребителя, так и для источника, обратитесь к нашим специалистам.

Прокомментируйте, пожалуйста, есть ли у вас другие приемы или информация о приемниках и источниках. Спасибо, что дочитали до этого места, и, пожалуйста, подпишитесь!

4.4: Работа в активном режиме (BJT) – Workforce LibreTexts

Однако биполярные транзисторы не должны ограничиваться этими двумя крайними режимами работы. Как мы узнали в предыдущем разделе, базовый ток «открывает ворота» для ограниченного количества тока через коллектор. Если этот предел для регулируемого тока больше нуля, но меньше максимально допустимого для цепи питания и нагрузки, транзистор будет «дросселировать» ток коллектора в режиме где-то между отсечкой и насыщением.Этот режим работы называется активным режимом .

Автомобильная аналогия работы транзистора выглядит следующим образом: отсечка – это состояние отсутствия движущей силы, создаваемой механическими частями автомобиля, чтобы заставить его двигаться. В режиме отсечки тормоз включен (нулевой базовый ток), предотвращая движение (ток коллектора). Активный режим – это автомобиль, движущийся с постоянной контролируемой скоростью (постоянный контролируемый ток коллектора) в соответствии с указаниями водителя. Saturation Автомобиль, движущийся по крутому склону, не позволяет ему ехать с такой скоростью, которую хочет водитель. Другими словами, «насыщенный» автомобиль – это автомобиль с педалью акселератора, нажатой до упора (базовый ток требует большего тока коллектора, чем может обеспечить цепь питания / нагрузки).

Давайте настроим схему для моделирования SPICE, чтобы продемонстрировать, что происходит, когда транзистор находится в активном режиме работы. (Рисунок ниже)

«Q» – это стандартное буквенное обозначение транзистора на принципиальной схеме, так же как «R» означает резистор, а «C» – конденсатор.В этой схеме у нас есть NPN-транзистор, питаемый от батареи (V 1 ) и управляемый током через источник тока (I 1 ). Источник тока – это устройство, которое выводит определенное количество тока, генерируя такое же или меньшее напряжение на своих выводах, чтобы обеспечить точное количество тока через него. Источники тока, как известно, трудно найти в природе (в отличие от источников напряжения, которые, напротив, пытаются поддерживать постоянное напряжение, выдавая столько или меньше тока для выполнения этой задачи), но их можно смоделировать с помощью небольшого набора электронных компонентов. .Как мы скоро увидим, сами транзисторы имеют тенденцию имитировать поведение источника тока при постоянном токе в своей способности регулировать ток при фиксированном значении.

В моделировании SPICE мы установим источник тока на постоянное значение 20 мкА, затем изменим источник напряжения (V 1 ) в диапазоне от 0 до 2 вольт и отслеживаем, сколько тока проходит через него. «Пустая» батарея (амперметр V ) на рисунке выше с ее выходным напряжением 0 В служит просто для обеспечения SPICE схемным элементом для измерения тока.

A Переменное напряжение коллектора от 0 до 2 В при постоянном токе базы 20 мкА дает постоянный ток коллектора 2 мА в области насыщения.

Постоянный базовый ток 20 мкА устанавливает ограничение тока коллектора в 2 мА, что ровно в 100 раз больше. Обратите внимание, насколько плоская кривая (рисунок выше) для тока коллектора в диапазоне напряжения батареи от 0 до 2 вольт. Единственное исключение из этого невыразительного графика – в самом начале, когда батарея увеличивается с 0 вольт до 0.25 вольт. Здесь ток коллектора быстро увеличивается от 0 ампер до своего предельного значения 2 мА.

Давайте посмотрим, что произойдет, если мы изменим напряжение батареи в более широком диапазоне, на этот раз от 0 до 50 вольт. Мы сохраним базовый ток на уровне 20 мкА. (Рисунок ниже)

Переменное напряжение коллектора от 0 до 50 В при постоянном токе базы 20 мкА дает постоянный ток коллектора 2 мА.

Тот же результат! Коллекторный ток на рисунке выше остается абсолютно стабильным на уровне 2 мА, хотя напряжение батареи (v1) изменяется от 0 до 50 вольт.Из нашего моделирования может показаться, что напряжение между коллектором и эмиттером мало влияет на ток коллектора, за исключением очень низких уровней (чуть выше 0 вольт). Транзистор действует как регулятор тока, пропуская через коллектор ровно 2 мА и не более.

Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если мы увеличим управляющий (I 1 ) ток с 20 мкА до 75 мкА, снова изменим напряжение батареи (V 1 ) с 0 до 50 вольт и построим график тока коллектора на рисунке ниже.

напряжение коллекторного пламени от 0 до 50 В (.dc v1 0 50 2) с постоянным током базы 75 мкА дает постоянный ток коллектора 7,5 мА. Другие кривые генерируются с помощью развертки по току (i1 15u 75u 15u) в операторе анализа постоянного тока (.dc v1 0 50 2 i1 15u 75u 15u).

Неудивительно, что SPICE дает нам похожий график: ровная линия, на этот раз стабильная на уровне 7,5 мА – ровно в 100 раз больше базового тока – в диапазоне напряжений батареи от чуть выше 0 вольт до 50 вольт. Похоже, что ток базы является решающим фактором для тока коллектора, напряжение батареи V 1 не имеет значения, пока оно выше определенного минимального уровня.

Это соотношение напряжение / ток полностью отличается от того, что мы привыкли видеть на резисторе. С резистором ток увеличивается линейно с увеличением напряжения на нем. Здесь, с транзистором, ток от эмиттера к коллектору остается ограниченным на фиксированном максимальном значении независимо от того, насколько высоко увеличивается напряжение на эмиттере и коллекторе.

Часто бывает полезно наложить несколько графиков ток / напряжение коллектора для разных базовых токов на один график, как на рисунке ниже.Набор подобных кривых – по одной кривой, построенной для каждого отдельного уровня тока базы – для конкретного транзистора называется характеристическими кривыми транзистора :

.

Зависимость напряжения от коллектора к эмиттеру от тока коллектора для различных токов базы.

Каждая кривая на графике отражает ток коллектора транзистора, построенный в диапазоне напряжений между коллектором и эмиттером для заданной величины тока базы. Поскольку транзистор имеет тенденцию действовать как регулятор тока, ограничивая ток коллектора до пропорции, установленной током базы, полезно выразить эту пропорцию как стандартную меру производительности транзистора.В частности, отношение тока коллектора к току базы известно как соотношение Beta (обозначается греческой буквой β):

Иногда коэффициент β обозначается как «h fe » – метка, используемая в области математического анализа полупроводников, известной как «гибридные параметры», которая стремится достичь точного предсказания характеристик транзистора с помощью подробных уравнений. Переменных гибридных параметров много, но каждая помечена общей буквой «h» и определенным нижним индексом.Переменная «h fe » – это просто еще один (стандартизованный) способ выражения отношения тока коллектора к току базы, и она взаимозаменяема с «β». Коэффициент β безразмерный.

β для любого транзистора определяется его конструкцией: он не может быть изменен после изготовления. Редко бывает, чтобы два транзистора одинаковой конструкции точно совпадали из-за физических переменных, влияющих на β. Если конструкция схемы основана на равном соотношении β между несколькими транзисторами, «согласованные наборы» транзисторов могут быть приобретены за дополнительную плату.Однако обычно считается плохой практикой проектирования конструировать схемы с такими зависимостями.

β транзистора не остается стабильным для всех условий эксплуатации. Для реального транзистора коэффициент β может изменяться более чем в 3 раза в пределах его рабочего тока. Например, транзистор с заявленным β, равным 50, может фактически тестироваться с отношениями I c / I b от 30 до 100, в зависимости от величины тока коллектора, температуры транзистора и частоты усиливаемого сигнала. сигнал, среди других факторов.Для учебных целей достаточно принять постоянное значение β для любого данного транзистора; поймите, что реальная жизнь не так проста!

Иногда для понимания полезно «смоделировать» сложные электронные компоненты с помощью набора более простых и понятных компонентов. Модель на рисунке ниже используется во многих вводных текстах по электронике.

Элементарный диодный резистор, модель транзистора.

В этой модели транзистор представляет собой комбинацию диода и реостата (переменного резистора).Ток через диод база-эмиттер контролирует сопротивление реостата коллектор-эмиттер (как показано пунктирной линией, соединяющей два компонента), тем самым управляя током коллектора. Транзистор NPN смоделирован на показанном рисунке, но транзистор PNP будет немного отличаться (только диод база-эмиттер будет перевернут). Эта модель успешно иллюстрирует основную концепцию транзисторного усиления: как сигнал тока базы может влиять на ток коллектора.Однако мне не нравится эта модель, потому что она неверно передает понятие установленной величины сопротивления коллектор-эмиттер для данной величины базового тока. Если бы это было правдой, транзистор вообще не регулировал бы ток коллектора , как показывают характеристические кривые. Вместо того, чтобы кривые тока коллектора сглаживались после их кратковременного подъема по мере увеличения напряжения коллектор-эмиттер, ток коллектора был бы прямо пропорционален напряжению коллектор-эмиттер, постоянно возрастая по прямой линии на графике.

Лучшая модель транзистора, часто встречающаяся в более продвинутых учебниках, показана на рисунке ниже.

Модель источника тока транзистора.

Он представляет транзистор как комбинацию диода и источника тока, при этом выход источника тока установлен на кратное (коэффициент β) базовому току. Эта модель гораздо точнее отображает истинные входные / выходные характеристики транзистора: ток базы устанавливает определенную величину тока коллектора , а не определенную величину сопротивления коллектора-эмиттера , как предполагает первая модель.Кроме того, эта модель предпочтительна при выполнении сетевого анализа транзисторных схем, поскольку источник тока является хорошо изученным теоретическим компонентом. К сожалению, использование источника тока для моделирования поведения транзистора по управлению током может ввести в заблуждение: транзистор никоим образом не будет действовать как источник электрической энергии. Источник тока не моделирует тот факт, что его источником энергии является внешний источник питания, подобный усилителю.

Обзор

  • Транзистор считается находящимся в активном режиме , если он работает где-то между полностью включенным (насыщение) и полностью выключенным (отсечка).
  • Базовый ток регулирует ток коллектора. Под правилом регламент мы подразумеваем, что ток коллектора не может быть больше, чем позволяет ток базы.
  • Соотношение между током коллектора и током базы называется «бета» (β) или «h fe ».
    • Соотношение
  • β отличается для каждого транзистора, а
  • β изменяется для разных условий эксплуатации.

Текущие источники – Embedded.com

Часто во встроенной системе нам необходимо подавать постоянный или переменный ток для питания преобразователя, возбуждения датчика или зарядки лазера.В этой статье я кратко покажу, как работает текущий источник, и рассмотрю различные типы источников, которые я видел или использовал.

ВАХ и податливое напряжение
ВАХ источника постоянного тока обычно изображают в виде линии, параллельной оси напряжения; то есть источником является постоянный ток, не зависящий от напряжения нагрузки. В реальном мире источник постоянного тока не зависит от напряжения только в ограниченном диапазоне. На рисунке 1 показана типичная ВАХ для реального источника постоянного тока.


Рисунок 1 . ВАХ реального источника тока

Эта кривая показывает, что ток постоянен (независимо от напряжения) только в ограниченном диапазоне напряжений. Как только напряжение нагрузки превышает способность источника регулировать, источник выходит из строя. Предел напряжения известен как напряжение согласования. В общем, разработчик источника должен убедиться, что имеется достаточное напряжение согласования, чтобы при изменении ограниченной нагрузки ток оставался постоянным.

Последовательный резистор
Простейшим источником тока является последовательный резистор, подключенный к нагрузке. Обычно значение последовательного резистора намного больше, чем ожидаемое сопротивление нагрузки. Идея здесь состоит в том, чтобы преодолеть небольшое сопротивление нагрузки, чтобы ток нагрузки оставался постоянным в очень ограниченном диапазоне напряжений. Этот источник показан на рисунке 2.


Рисунок 2 . Последовательный резистор большого номинала в качестве источника тока

Как правило, напряжение согласования для последовательного резисторного источника тока обычно составляет порядка нескольких милливольт.Бывают случаи, когда с этим справится простой и дешевый последовательный резистор. В общем, этот тип источника очень хорош, когда ожидаемое изменение напряжения в нагрузке очень мало. Уравнение для этого типа источника тривиально и показано в уравнении 1.


Уравнение 1 . Уравнение источника тока для простого последовательного резисторного источника тока

Источники тока активных устройств
Все становится немного интереснее, когда мы добавляем транзисторы или ИС.На рисунке 3 показан типичный источник тока на стабилитроне-транзисторе. Здесь мы получаем гораздо лучшее регулирование.


Рисунок 3 . Источник тока на стабилитронах

Основным недостатком этого источника является низкое податливое напряжение и температурная зависимость тока от температуры перехода транзистора. Использование согласованного транзистора вместо диода с прямым смещением может смягчить некоторые температурные эффекты.

Уравнение 2 показывает взаимосвязь между током (i s ), резистором программирования (R s ) и напряжением пробоя диода (V z ). Здесь регулирование намного лучше, чем с помощью простого последовательного резисторного источника тока.


Уравнение 2 . Отношение источника тока стабилитронного транзистора

Уравнение 3 показывает напряжение согласования (В соответствует ) для этого источника тока.Здесь напряжение шины показано как (V cc ), а прямое напряжение смещающего диода показано как (V F ).


Уравнение 3 . Напряжение согласования источника тока стабилитрона транзистора

На рис. 4 показана очень популярная конфигурация источника тока с трехконтактным стабилизатором напряжения. Некоторыми из преимуществ этой конфигурации являются относительно высокое податливое напряжение, хороший температурный коэффициент и способность генерировать значительный ток.Трехконтактный источник тока можно использовать для генерации нескольких сотен миллиампер при постоянном токе с очень хорошим регулированием, если используются правильные тепловые стратегии (радиатор).


Рисунок 4 . Источник тока с трехконтактным регулятором напряжения.

Токовая передаточная характеристика для этого источника показана как Уравнение 4. Ток устанавливается через значение резистора программирования (R s ).


Уравнение 4 .Программирование источника тока трехконтактного регулятора напряжения

Соответствие напряжения этому источнику тока неплохое. Учитывая падение напряжения (В DO ) этого источника, мы можем показать напряжение согласования в виде Уравнения 5.


Уравнение 5 . Соответствие напряжения трехконтактному стабилизатору напряжения на основе источника постоянного тока

Усилители крутизны
К источнику постоянного тока тесно связан усилитель крутизны, который представляет собой любую схему, преобразующую напряжение в ток.Этот усилитель можно представить как устройство вывода переменного тока с входом напряжения. Обычно эти усилители подключаются к выходу цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) микроконтроллера для программирования определенного тока возбуждения.

Классическим примером крутильного усилителя является Howland Current Pump, который преобразует дифференциальное напряжение (V 1 и V 2 ) в ток нагрузки с помощью некоторых резисторов обратной связи (R i и R f ). и последовательный измерительный резистор (R s ).Схема токового насоса Howland показана на рисунке 5.


Рисунок 5 . Усилитель крутизны накачки тока Хоуленда

Передаточная функция токового насоса Howland показана в уравнении 6. При выборе резистора необходимо соблюдать особую осторожность. Если установлено любое положительное усиление (соотношение R f / R i ), то это усиление уменьшит программирование входного напряжения насоса. Например, если нам нужен источник тока 100 мА, проходящий через резистор считывания R s , а коэффициент усиления (R f / R i ) равен десяти (10), тогда разница напряжений между V 2 и V 1 будет всего 10 милливольт!


Уравнение 6 .Передаточная функция крутизны токового насоса Howland

Преимуществами токового насоса Howland являются его программируемость, двухквадрантный режим работы, достаточно высокое податливое напряжение (переменное) и относительная простота программирования. Его недостатками являются низкий выходной ток (если внутри контура обратной связи не используется усилитель мощности) и относительно небольшой диапазон программирования тока. Токовые насосы Howland обычно используются, когда требуется двухквадрантный слаботочный программируемый источник тока.

Другой усилитель крутизны – это одноквадрантный высокотоковый сток. Эта конфигурация показана на рисунке 6. Регулировка этой конфигурации очень хорошая. Тем не менее, необходимо соблюдать осторожность, чтобы выбрать правильную постоянную времени контура для обеспечения стабильности. Это означает, что постоянная времени продукта (R T x C T ) должна быть правильно выбрана. Этот усилитель довольно часто используется в схемах, таких как лазерные диоды, которые требуют высоких уровней тока. Поскольку постоянная времени (R T x C T ) находится в низком звуковом диапазоне, этот источник тока можно легко модулировать радиочастотным сигналом, что позволяет использовать лазер в качестве радиочастотного передатчика.


Рисунок 6 . Одноквадрантный сильноточный программируемый источник тока

На рисунке 6 показаны резисторы усиления (R f , R i ) и резистор считывания (R s ). Управляющее напряжение отображается как (V ICTL ), и мы получаем выход монитора (V IMON ) бесплатно! Также рекомендуется подключать измерительные соединения к измерительному резистору (R s ) по схеме Кельвина.

Передаточная функция одноквадрантного стока тока показана в уравнении 7. Компоновка схемы также показывает, что V IMON должен отслеживать значения V ICTL в пределах допуска резисторов.


Уравнение 7 . Передаточная функция для одноквадрантного стока тока

Соответствующее напряжение для одноквадрантного стока тока обычно очень хорошее. Обычно напряжение согласования ограничивается сопротивлением насыщения полевого транзистора (значение R DON ) плюс сопротивление резистора считывания.Конечно, максимально доступное напряжение на шине усилителя будет иметь некоторое влияние на приложения с очень высоким током.

Поскольку этот тип источника тока является линейным (класс AB) в работе, очень важно соблюдать очень хорошие методы управления температурным режимом для этого типа цепи.

Также важно отметить, что усилитель, подключенный к затвору полевого транзистора, должен обеспечивать источник напряжения, намного превышающего пороговое напряжение затвора полевого транзистора. Пороговые напряжения затвора большинства мощных МОП-транзисторов находятся в пределах 3.Диапазон от 00 до 3,5 В.

Преимуществами одноквадрантного источника тока являются его программируемость, возможность работы с большими токами и простота программирования. Его недостатками являются одноквадрантный режим работы и относительно более низкая рабочая полоса пропускания по сравнению с токовым насосом Howland.

Вариации на тему
Одна из проблем с возбуждением очень слабым током в полосе пропускания постоянного тока заключается в том, что мы играем с очень высокими импедансами. В общем, это означает, что мы должны иметь дело с большим количеством шума.Это может стать серьезной проблемой, если мы хотим обеспечить очень низкий и точный ток, заботясь о шумах.

Одним из способов решения этой проблемы является создание очень точного, слаботочного и программируемого источника переменного тока. На рисунке 7 показан способ решения этой проблемы, если взять последовательный источник тока резистора (рисунок 2) и переоборудовать его с помощью микроконтроллера и некоторых схем.


Рисунок 7 . Программируемый микроконтроллерный источник переменного тока с обратной связью

Здесь у нас есть прецизионное опорное напряжение переменного тока вместе с 2-квадрантным умножающим ЦАП для установки уровня размаха напряжения на последовательном резисторе.Затем мы подключаем нагрузку по переменному току через фильтр верхних частот и смещаем напряжение нагрузки для надлежащего рабочего входа аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Мы можем дополнительно ограничить входной сигнал по полосе, используя полосовой фильтр, чтобы еще больше подавить шум и сделать более точный захват сигнала.

Конечно, было бы хорошо иметь схемы ФАПЧ и синхронизации. Это позволит нам правильно дискретизировать входящий сигнал от нагрузки синхронно с прецизионным опорным переменным током. С помощью этого цифрового синхронного обнаружения мы можем довольно далеко уйти в подавлении шума при использовании источника очень слабого тока.

Еще мы можем постепенно изменять амплитуду, запрограммировав ЦАП. Иногда это необходимо, если рассматриваемая нагрузка представляет собой биологически активный образец, который может быть разрушен при приложении слишком большого напряжения или тока. Программирование и обратное считывание этого типа источника могут сделать его эффективным источником постоянного переменного тока с помощью алгоритма программирования, встроенного в микроконтроллер.

Мы также можем избавиться от генератора сигналов переменного напряжения, если будем использовать достаточно быстрый микроконтроллер (например,грамм. DSP). В этом случае мы можем сгенерировать пространственную временную диаграмму (обычно синусоидальную волну) в качестве входа для встроенного ЦАП. В этом случае нам потребуется добавить фильтр сглаживания к выходу ЦАП, чтобы уменьшить шум, генерируемый на выходе ЦАП. частота дискретизации генератора паттернов.

Присоединяйтесь к более чем 2000 технических специалистов и разработчиков аппаратного, программного обеспечения и микропрограмм встраиваемых систем на ESC Boston 6-7 мая 2015 г. и узнайте о новейших методах и советах по сокращению времени, затрат и сложности в процессе разработки.

Пропуск

на техническую конференцию ESC Boston 2015 доступен на официальном сайте конференции со скидкой до 1 мая 2015 года. Следите за обновлениями о других выступлениях, программах и объявлениях ESCBoston в блоге ESC Destination на Embedded.com и в социальных сетях. учетные записи СМИ Twitter, Facebook, LinkedIn и Google+.

The Embedded Systems Conference, EE Times и Embedded.com принадлежат UBM Canon.

Продолжить чтение

Что такое источник напряжения и источник тока – идеально и практично

A Источник – это устройство, преобразующее механическую, химическую, термическую или другую форму энергии в электрическую.Другими словами, источник – это активный сетевой элемент, предназначенный для выработки электроэнергии.

В электрической сети доступны различные типы источников: источники напряжения и источники тока. Источник напряжения имеет форсирующую функцию ЭДС, тогда как источник тока имеет форсирующую функцию тока.

Состав:

Источники тока и напряжения далее классифицируются как идеальный источник или практический источник.

Источник напряжения

Источник напряжения – это устройство с двумя выводами, напряжение которого в любой момент времени является постоянным и не зависит от тока, потребляемого от него. Такой источник напряжения называется Идеальным источником напряжения и имеет нулевое внутреннее сопротивление.

Практически невозможно получить идеальный источник напряжения.

Источники, имеющие некоторое внутреннее сопротивление, известны как Практический источник напряжения . Благодаря этому внутреннему сопротивлению; Происходит падение напряжения, что приводит к снижению напряжения на клеммах.Чем меньше внутреннее сопротивление (r) источника напряжения, тем он ближе к идеальному источнику.

Символическое изображение идеального и практичного источника напряжения показано ниже.

На рисунке А, показанном ниже, показаны принципиальная схема и характеристики идеального источника напряжения:

На рисунке B, показанном ниже, показаны принципиальная схема и характеристики практического источника напряжения:

Примером источников напряжения являются аккумуляторные батареи и генераторы переменного тока.

Источник тока

Источники тока далее подразделяются на идеальные и практические источники тока.

Идеальный источник тока – это двухконтактный элемент схемы, который подает одинаковый ток на любое сопротивление нагрузки, подключенное к его клеммам. Важно помнить, что ток, подаваемый источником тока, не зависит от напряжения на клеммах источника. У него бесконечное сопротивление.

Практический источник тока представлен как идеальный источник тока, соединенный с сопротивлением параллельно. Символическое изображение показано ниже:

Рисунок C, показанный ниже, показывает его характеристики.На рисунке D, показанном ниже, показаны характеристики практического источника тока.

Примером источников тока являются фотоэлементы, коллекторные токи транзисторов.

Источники напряжения и тока – Вопросы и ответы по теории сетей

Этот набор вопросов и ответов по теории сети с множественным выбором (MCQ) посвящен «источникам напряжения и тока».

1. Выберите неверное утверждение из следующего.
a) Индуктор – пассивный элемент
b) Источник тока – активный элемент
c) Резистор – пассивный элемент
d) Источник напряжения – пассивный элемент
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Источники энергии (напряжение или источники тока) – это активные элементы, способные подавать питание на какое-либо внешнее устройство.

2. Чтобы источником напряжения можно было пренебречь, клеммы на источнике должны быть ___________
a) заменены индуктором
b) замкнуты накоротко
c) заменены некоторым сопротивлением
d) разомкнуты
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Если источником напряжения пренебречь, его можно просто заменить с помощью провода, т. Е. Его следует замкнуть накоротко.

3. Источник напряжения и напряжение на клеммах могут быть связаны следующим образом: ___________
a) напряжение на клеммах выше, чем ЭДС источника
b) напряжение на клеммах равно ЭДС источника
c) напряжение на клеммах всегда ниже, чем ЭДС источника
d) клемма напряжение не может превышать ЭДС источника
Посмотреть ответ

Ответ: c
Объяснение: Практический источник напряжения может быть представлен с сопротивлением, включенным последовательно с источником.Следовательно, на резисторе будет некоторое падение напряжения, а напряжение на клеммах всегда ниже, чем ЭДС источника.

4. В случае идеальных источников тока они имеют ___________
a) нулевое внутреннее сопротивление
b) низкое значение напряжения
c) большое значение тока
d) бесконечное внутреннее сопротивление
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: В идеальных источниках тока ток полностью не зависит от напряжения и имеет бесконечное внутреннее сопротивление.

5. В сети, состоящей из линейных резисторов и идеального источника напряжения, если номинал резисторов удваивается, то напряжение на каждом резисторе ___________
a) увеличивается в четыре раза
b) остается неизменным
c) удвоено
d) уменьшается вдвое Ответ

Ответ: b
Пояснение: Даже при изменении номиналов линейных резисторов напряжение остается постоянным в случае идеального источника напряжения.

6. Практический источник тока можно также представить как ___________
a) сопротивление, подключенное параллельно идеальному источнику напряжения
b) сопротивление, подключенное параллельно идеальному источнику тока
c) сопротивление, подключенное последовательно с идеальным источником тока
г) ни один из упомянутых
Посмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Практический источник тока может быть представлен резистором, подключенным параллельно идеальному источнику тока.

7. Практический источник напряжения также может быть представлен как ___________
a) сопротивление, подключенное последовательно с идеальным источником тока
b) сопротивление, подключенное последовательно с идеальным источником напряжения
c) сопротивление, подключенное параллельно идеальному источнику напряжения
г) ни один из упомянутых
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Практический источник напряжения может быть представлен последовательно с резистором с идеальным источником напряжения.

8. Источник постоянного напряжения ___________
a) активный и двусторонний
b) пассивный и двусторонний
c) активный и односторонний
d) пассивный и односторонний
Посмотреть ответ

Ответ: c
Пояснение: Источник напряжения является активным элементом и односторонний.

9. Какое из утверждений об идеальном источнике напряжения верно?
a) нулевое сопротивление
b) малая ЭДС
c) большая эдс
d) бесконечное сопротивление
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Идеальный источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением.

10. Зависимый источник ___________
a) может быть источником тока или источником напряжения
b) всегда является источником напряжения
c) всегда является источником тока
d) ни один из упомянутых
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Зависимые источники могут быть источниками тока или напряжения.

11. С некоторым начальным изменением при t = 0+ конденсатор будет действовать как ___________
a) разомкнутая цепь
b) короткое замыкание
c) источник тока
d) источник напряжения
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: При t = 0 + конденсатор начинает заряжаться до определенного напряжения и действует как источник напряжения.

12. Если источником тока можно пренебречь, клеммы на источнике ___________
a) заменены сопротивлением источника
b) разомкнуты
c) заменены конденсатором
d) закорочены
Посмотреть ответ

Ответ : b
Пояснение: Поскольку идеальный источник тока имеет бесконечное сопротивление, им можно пренебречь, замкнув клеммы на разрыв.

13. Источник постоянного тока подает электрический ток 200 мА на нагрузку 2 кОм. Когда нагрузка изменится на 100 Ом, ток нагрузки будет ___________
a) 9mA
b) 4A
c) 700mA
d) 12A
Посмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Согласно закону Ома сопротивление обратно пропорционально Текущий.

14. Источник напряжения с напряжением холостого хода 200 В и внутренним сопротивлением 50 Ом эквивалентен источнику тока ___________
a) 4 А с 50 Ом параллельно
b) 4 А с 50 Ом последовательно
c) 0.5A с 50 Ом параллельно
d) ни один из упомянутых
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Источник напряжения с последовательным сопротивлением можно заменить на источник тока с параллельным сопротивлением.

15. Источник напряжения 300 В имеет внутреннее сопротивление 4 Ом и питает нагрузку с таким же сопротивлением. Мощность, потребляемая нагрузкой, составляет?
a) 1150 Вт
b) 1250 Вт
c) 5625 Вт
d) 5000 Вт
Посмотреть ответ

Ответ: c
Пояснение: Потребляемая мощность = I 2 R.

Sanfoundry Global Education & Learning Series – Сетевая теория.

Чтобы практиковать все области теории сетей, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с множественным выбором .

Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

% PDF-1.4 % 376 0 объект > эндобдж xref 376 239 0000000016 00000 н. 0000005132 00000 н. 0000007212 00000 н. 0000008813 00000 н. 0000008897 00000 н. 0000008984 00000 п. 0000009079 00000 н. 0000009191 00000 п. 0000009247 00000 н. 0000009395 00000 н. 0000009451 00000 п. 0000009550 00000 н. 0000009647 00000 н. 0000009803 00000 н. 0000009859 00000 н. 0000009959 00000 н. 0000010058 00000 п. 0000010234 00000 п. 0000010290 00000 п. 0000010395 00000 п. 0000010513 00000 п. 0000010624 00000 п. 0000010680 00000 п. 0000010796 00000 п. 0000010852 00000 п. 0000011005 00000 п. 0000011061 00000 п. 0000011181 00000 п. 0000011324 00000 п. 0000011435 00000 п. 0000011490 00000 п. 0000011649 00000 п. 0000011704 00000 п. 0000011791 00000 п. 0000011885 00000 п. 0000012014 00000 п. 0000012069 00000 п. 0000012188 00000 п. 0000012243 00000 п. 0000012351 00000 п. 0000012406 00000 п. 0000012517 00000 п. 0000012572 00000 п. 0000012690 00000 н. 0000012745 00000 п. 0000012861 00000 п. 0000012916 00000 п. 0000013024 00000 п. 0000013079 00000 п. 0000013190 00000 п. 0000013244 00000 п. 0000013362 00000 п. 0000013416 00000 п. 0000013529 00000 п. 0000013585 00000 п. 0000013691 00000 п. 0000013747 00000 п. 0000013858 00000 п. 0000013914 00000 п. 0000014013 00000 п. 0000014069 00000 п. 0000014172 00000 п. 0000014228 00000 п. 0000014284 00000 п. 0000014339 00000 п. 0000014394 00000 п. 0000014450 00000 п. 0000014599 00000 п. 0000014655 00000 п. 0000014815 00000 п. 0000014871 00000 п. 0000015020 00000 н. 0000015075 00000 п. 0000015130 00000 п. 0000015186 00000 п. 0000015304 00000 п. 0000015360 00000 п. 0000015416 00000 п. 0000015472 00000 п. 0000015581 00000 п. 0000015637 00000 п. 0000015742 00000 п. 0000015798 00000 п. 0000015907 00000 п. 0000015963 00000 п. 0000016075 00000 п. 0000016131 00000 п. 0000016244 00000 п. 0000016300 00000 п. 0000016412 00000 п. 0000016468 00000 п. 0000016592 00000 п. 0000016648 00000 н. 0000016769 00000 п. 0000016825 00000 п. 0000016881 00000 п. 0000016937 00000 п. 0000017056 00000 п. 0000017112 00000 п. 0000017229 00000 п. 0000017285 00000 п. 0000017341 00000 п. 0000017397 00000 п. 0000017428 00000 п. 0000017570 00000 п. 0000017865 00000 п. 0000018769 00000 п. 0000018902 00000 п. 0000019191 00000 п. 0000019975 00000 п. 0000020448 00000 п. 0000020776 00000 п. 0000021561 00000 п. 0000022060 00000 п. 0000022242 00000 п. 0000022468 00000 п. 0000023261 00000 н. 0000023778 00000 п. 0000024554 00000 п. 0000025019 00000 п. 0000025527 00000 п. 0000025556 00000 п. 0000025586 00000 п. 0000026367 00000 п. 0000026390 00000 п. 0000028619 00000 п. 0000028642 00000 п. 0000030049 00000 п. 0000030072 00000 п. 0000031489 00000 п. 0000031824 00000 п. 0000032126 00000 п. 0000032413 00000 п. 0000032521 00000 п. 0000033609 00000 п. 0000033632 00000 п. 0000034922 00000 п. 0000034945 00000 п. 0000036514 00000 п. 0000036537 00000 п. 0000038128 00000 п. 0000038383 00000 п. 0000038867 00000 п. 0000039056 00000 п. 0000039140 00000 п. 0000045904 00000 п. 0000046418 00000 п. 0000047206 00000 п. 0000047229 00000 п. 0000048458 00000 п. 0000048481 00000 п. 0000050833 00000 п. 0000054680 00000 п. 0000058619 00000 п. 0000058773 00000 п. 0000059552 00000 п. 0000065613 00000 п. 0000071170 00000 п. 0000075877 00000 п. 0000076030 00000 п. 0000076184 00000 п. 0000076337 00000 п. 0000076491 00000 п. 0000076644 00000 п. 0000076798 00000 п. 0000076951 00000 п. 0000077105 00000 п. 0000077258 00000 п. 0000077412 00000 п. 0000077565 00000 п. 0000077719 00000 п. 0000077872 00000 п. 0000078026 00000 п. 0000078179 00000 п. 0000078333 00000 п. 0000078486 00000 п. 0000078640 00000 п. 0000078793 00000 п. 0000078947 00000 п. 0000079100 00000 п. 0000079254 00000 п. 0000079407 00000 п. 0000079561 00000 п. 0000079714 00000 п. 0000079868 00000 п. 0000080021 00000 п. 0000080175 00000 п. 0000080328 00000 п. 0000080482 00000 п. 0000080635 00000 п. 0000080789 00000 п. 0000080942 00000 п. 0000081096 00000 п. 0000081249 00000 п. 0000081403 00000 п. 0000081556 00000 п. 0000081710 00000 п. 0000081917 00000 п. 0000082070 00000 п. 0000082224 00000 п. 0000082377 00000 п. 0000082531 00000 п. 0000082684 00000 п. 0000082838 00000 п. 0000082991 00000 п. 0000083145 00000 п. 0000083298 00000 п. 0000083452 00000 п. 0000083605 00000 п. 0000083759 00000 п. 0000083912 00000 п. 0000084066 00000 п. 0000084219 00000 п. 0000084373 00000 п. 0000084526 00000 п. 0000084680 00000 п. 0000084833 00000 п. 0000084987 00000 п. 0000085140 00000 п. 0000085294 00000 п. 0000085447 00000 п. 0000085601 00000 п. 0000085754 00000 п. 0000085908 00000 п. 0000086061 00000 п. 0000086215 00000 п. 0000086368 00000 н. 0000086522 00000 п. 0000086675 00000 п. 0000086829 00000 п. 0000086982 00000 п. 0000087136 00000 п. 0000087289 00000 п. 0000087443 00000 п. 0000087596 00000 п. 0000087750 00000 п. 0000087828 00000 п. 0000005285 00000 н. 0000007189 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 377 0 объект > эндобдж 613 0 объект > поток HU {PSW? \ $ 11¶B) A7Upu0WT`k5VJ # cJ [vV (bC1 OM @ d / Lgvvf s7 {so

Символы электронных компонентов – Чтение и понимание различных электронных символов

Символы электронных компонентов используются для обозначения компонентов на принципиальных схемах.Существуют стандартные символы для каждого из компонентов, которые представляют этот конкретный компонент. В этой статье мы объясняем некоторые основные и наиболее часто используемые электронные компоненты с их символами .

Резистор:

Резистор представляет собой компонент с двумя выводами, который обозначен цифрой R. Символ резистора представлен зигзагообразными линиями между двумя выводами.Это распространенный и широко используемый символ в схемах. Он также может быть представлен другим символом, который имеет незаполненный прямоугольник между двумя терминалами вместо зигзагообразных линий. Существуют различные типы резисторов, такие как переменный резистор, LDR, термистор, MOV и т. Д.

Резистор представляет собой неполяризованный компонент, что означает, что обе стороны имеют одинаковую полярность и могут быть подключены с обеих сторон. Значение резистора измеряется в омах (Ώ).

Конденсатор:

Конденсатор представляет собой двухконтактный компонент, обозначенный буквой C.Символ конденсатора выглядит так, как будто две параллельные пластины помещены между двумя выводами. На схеме доступны два типа обозначений конденсаторов. Один предназначен для поляризованного конденсатора, а другой – для неполяризованного конденсатора. Узнайте больше о конденсаторах здесь и ознакомьтесь с различными типами конденсаторов.

Разница между обоими символами заключается в том, что в символе поляризованного конденсатора одна параллельная пластина имеет изогнутую форму. Изогнутая пластина представляет собой катод конденсатора и должна иметь более низкое напряжение, чем анодный штифт (плоскопараллельная пластина).Плоскопараллельная пластина является анодом конденсатора и отмечена знаком плюс (+).

Как видно из названия, неполяризованный конденсатор можно подключить двумя способами, но для поляризованного конденсатора возможно только указанное одностороннее подключение. Емкость конденсатора измеряется в фарадах (ф).

Диод:

Диод представляет собой поляризованный прибор с двумя выводами и обозначается D.В диоде один вывод положительный (анод), а другой – отрицательный (катод). Замкнутая сторона треугольника – это катод, а основание треугольника – анод.

Символ диода выглядит как горизонтальный равнобедренный треугольник, прижатый к линии между двумя выводами. Диод работает в прямом смещении, или мы можем сказать, что диод пропускает ток в состоянии прямого смещения.

Поэтому важно отметить, что положительный полюс (анод) диода подключен к положительному полюсу аккумулятора, а отрицательный полюс (катод) диода подключен к отрицательному полюсу аккумулятора.

Существуют и другие диоды с дополнительными характеристиками и функциями, описанными ниже. Также проверьте здесь различные диоды и их работу.

Светоизлучающий диод (LED):

LED – это светодиод . Символ светодиода похож на символ диода с дополнительными стрелками. Эти стрелки указывают на направление, противоположное треугольнику, и исходят из него.Светодиод представляет собой поляризованный компонент с анодным и катодным выводами.

Фотодиод:

Символ фотодиода аналогичен символу светодиода, за исключением того, что он содержит стрелки, указывающие на диод. Стрелки, попадающие на диод, представляют фотоны или свет. Фотодиод имеет две клеммы, называемые анодом и катодом. Фотодиод используется для преобразования света в электрический ток.

Стабилитрон:

Аналогичен обычному прямому диоду; он также допускает обратный ток, когда приложенное напряжение достигает напряжения пробоя.Диод имеет специальный сильно легированный переход P-N, который предназначен для работы в обратном направлении при достижении определенного заданного напряжения.

Узнайте больше об этом, просмотрев различные стабилитроны.

Диод Шоттки:

Диод Шоттки имеет меньшее прямое падение напряжения, чем диод с PN переходом, и это диод металл-полупроводник. Его можно использовать в приложениях с высокоскоростной коммутацией.Диод Шоттки является униполярным устройством, поскольку он имеет электроны в качестве основных носителей по обе стороны от перехода.

По этой причине электроны не могут проходить через барьер Шоттки. В условиях прямого смещения электрон, присутствующий на стороне N, получает больше энергии, чтобы пересечь барьер и войти в металл. Поэтому диод называется диодом с горячей несущей. Из-за этого электроны еще называют горячими носителями заряда.

Транзисторы:

На схемах доступны различные транзисторы, либо BJT, либо MOSFET.Транзистор представляет собой трехполюсное устройство, которое усиливает или переключает электронные сигналы и электрическую энергию. Ранее мы рассмотрели различные транзисторы с их обозначениями, распиновкой и спецификациями.

Биполярный переходной транзистор (BJT):

BJT – это биполярный транзистор с тремя выводами: эмиттер (E), база (B) и коллектор (C). Для символа BJT эмиттер и коллектор расположены в линию, а база расположена вертикально. Есть два типа BJT: NPN и PNP .

В символе BJT эмиттер имеет стрелку, и направление стрелки указывает, какой это транзистор: PNP или NPN. Если стрелка указывает внутрь, это PNP, а если стрелка указывает наружу, это NPN.

Чтобы запомнить конфигурацию, вы можете узнать ее так: « NPN: N или P ointing In»

МОП-транзистор:

MOSFET расшифровывается как Metal Oxide Field Effect Transistor и имеет три клеммы с названиями Источник (S), Сток (D) и Затвор (G).MOSFET имеет два типа символов для n-канального или p-канального MOSFET. Здесь вы можете узнать о различных типах полевых МОП-транзисторов.

Как и BJT, в MOSFET направление стрелки используется для различения n-канального и p-канального MOSFET. Если стрелка в центре символа указывает IN, это n-канальный MOSFET, а если стрелка указывает OUT, это p-канальный MOSFET.

Вы можете запомнить такую ​​конфигурацию. «n is IN»

Индуктор:

Катушка индуктивности – это неполяризованный двухконтактный компонент.Символ индуктора содержит петлевые катушки или изогнутые выступы между двумя выводами. Международный символ индуктора рассматривает заполненный прямоугольник вместо петлевых катушек. Индуктор обозначается ‘L’ , а единица измерения – Генри (H). Вот несколько индукторов с их распиновкой и работающими.

Цифровые логические ворота:

Логические вентили – фундаментальные строительные блоки любой цифровой системы. Логические вентили имеют два входа и один выход, однако количество входов может быть изменено в соответствии с требованиями, в то время как выход должен быть таким же.

Обычно доступно 4 стандартных логических элемента с именами AND, OR, XOR и NOT. Более того, добавление пузыря к выходным данным сводит на нет функцию и генерирует NAND, NOR и XNOR.

Все логические вентили имеют уникальный схематический символ, как показано ниже.

Переключатели:

Переключатели – это электронные устройства, предназначенные для прерывания или отклонения электрического тока или сигналов в цепи.Самый простой переключатель, однонаправленный переключатель (SPST), состоит из двух клемм с полусоединенным проводом, представляющим исполнительный механизм.

В электронике доступны 4 типа переключателей: однополюсный однопозиционный переключатель (SPST), однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT), двухполюсный одинарный переключатель (DPST) и двухполюсный двухпозиционный переключатель (DPDT).

Все 4 переключателя имеют разные символы, хотя количество полюсов и ходов меняется в символе в соответствии с их названием.Для наглядности ниже приведены символы.

Источники питания:

Источник питания является неотъемлемой частью любой электрической или электронной системы. При выборе точного источника питания необходимо учитывать различные требования.

Существует множество символов цепей питания, указывающих на источник питания.

Источник напряжения постоянного или переменного тока:

Обычно при работе с электроникой используются источники постоянного напряжения.Мы можем использовать один из этих двух символов, чтобы определить, подает ли источник постоянный ток (DC) или переменный ток (AC).

Батареи:

Вместо источника постоянного напряжения можно также использовать батарейки. Символ батареи выглядит как пара непропорциональных параллельных линий, в то время как большее количество пар линий обычно указывает на большее количество ячеек в батарее.

Узлы напряжения:

Узлы

Voltage – это одноконтактные схемные компоненты, которые используются для обозначения источника питания, а также могут быть подключены к клеммам компонентов для определения определенного уровня напряжения.Устройство может быть напрямую подключено к этому символу с одним контактом, который обозначает 5 В, 3,3 В, VCC или GND (заземление). Узлы положительного напряжения обычно обозначаются стрелкой, указывающей вверх, в то время как узлы заземления обычно включают от одной до трех плоских линий или иногда стрелки или треугольники, указывающие вниз, как показано на изображении выше.

Трансформатор:

Трансформатор – это статическое устройство, которое передает электрическую энергию от одной цепи к другой посредством электромагнитной индукции.Символ трансформатора обозначается двумя катушками, расположенными рядом и разделенными параллельными линиями. Обычно они используются для повышения или понижения уровней напряжения.

Реле:

Реле

– это электромагнитный переключатель, который может включаться небольшим электрическим током, который, кроме того, позволяет протекать через него большому количеству тока. Обычно он соединяет катушку с переключателем, который можно увидеть на самом символе.

Реле имеет 5 контактов, состоящих из пары контактов катушки, общего контакта, нормально разомкнутого контакта (NO) и нормально замкнутого контакта (NC). Ранее мы подробно рассказывали о реле и его работе.

Зуммер и динамик:

В зуммере обычно используется схема колеблющегося транзистора, поэтому он издает звук всякий раз, когда на него подается напряжение. Зуммер является поляризованным компонентом и может быть подключен только положительной клеммой к положительной, а отрицательной – к отрицательной.

Динамик может воспроизводить все виды звука. Однако из-за своих интегральных схем зуммер может формировать только тон генератора. Узнайте больше о Buzzer и Speaker, перейдя по ссылкам.

Двигатель:

Двигатель – это преобразователь, преобразующий электрическую энергию в кинетическую энергию (движение). Символ двигателя выглядит как украшение, обведенное буквой M вокруг клемм.

Мы рассмотрели различные типы двигателей с указанием их обозначений и работы.

Предохранитель и PTC:

Предохранитель

A или PTC – это устройство электробезопасности, обеспечивающее защиту цепи от сверхтока. Символ PTC фактически является общим обозначением термистора.

В таблице ниже показаны единицы измерения, названия контактов и количество клемм всех компонентов, которые мы рассмотрели выше:

Компонент

Обозначается

Блок

Полярность / контакты

Клеммы

Резистор

R

Ом (Ώ)

Не

2

Конденсатор

С

Фарады (ж)

Анод-катод

2

Диод

D

Анод-катод

2

Индуктор

л

Генри (Д)

Не

2

Транзисторы (БЮТ)

NPN / PNP

–

Излучатель, База, Коллектор

3

Транзистор (MOSFET

n-канал

П-канал

–

Дренаж, Источник, Ворота

3

Реле

–

–

NC, NO, C, 2-витые контакты

5

Источники энергии

–

Напряжение, ток

Положительный, отрицательный

2

Двигатель

м

об / мин

Положительный, отрицательный

2

Итак, это руководство для начинающих, чтобы узнать о различных типах основных электронных компонентов, их символах и принципах работы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *