Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Конструктивные данные катушек индуктивности даны в описаниях устройств, рекомендованных к самостоятельному изготовлению.

Тогда закон Ома запишется так:

I_m = U_m/X_L = U_m/2πfL = U_m/ωL. (3.14)

3.2.6. Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности

Рис. 3.18.Последовательное соединение двух катушек индуктивности

Рис. 3.19.Параллельное соединение двух катушек индуктивности

Рис. 3.20.Последовательное соединение трёх катушек индуктивности

Рис. 3.21.Параллельное соединение трех катушек индуктивности

Формулы для вычисления общей индуктивности при последовательном и параллельном включении похожи на аналогичные формулы для вычисления общего сопротивления резисторов.

Если при изготовлении какого-либо прибора у вас не оказалось нужной индуктивности, но имеется большое количество катушек индуктивности других номиналов, их можно соединить последовательно или параллельно для получения нужного номинала. При последовательном соединении вычисления довольно простые, а вот при параллельном соединении необходимо затратить время на вычисления. Тоже самое приходится делать при последовательном соединении конденсаторов и при параллельном соединении резисторов. Для облегчения подбора второго элемента на рис. 2.22 (глава 2) приведена номограмма.

3.2.7. Катушка индуктивности как накопитель магнитной энергии

В этом эксперименте в качестве катушки индуктивности можно использовать первичную обмотку сетевого трансформатора. При замыкании выключателя SA лампочка еле светится, а при размыкании выключателя SA она ярко вспыхивает. Это объясняется тем, что в момент включения элемента G часть энергии источника тратилась на создание магнитного толя катушки индуктивности, а при размыкании выключателя магнитное поле катушки индуктивности исчезает и запасенная в ней энергия отдается лампочке. Это явление называется самоиндукцией. Э.д. с самоиндукции препятствует увеличению тока при подключении источника питания к катушке индуктивности, а при отключении источника питания э.д.с. самоиндукции препятствует уменьшению тока в катушке. Здесь имеется ввиду, что все элементы включены последовательно.

3.2.8. Сила тока отстает от напряжения на катушке индуктивности на угол π/2

Так как i = I_mSinωt, a u = U_mSin (ωt — π/2), то, следовательно, напряжение на катушке индуктивности опережает силу тока по фазе на угол π/2. Это видно также на векторный (рис. 3.22, а) и на временной (рис. 3.22, б) диаграммах.

Рис. 3.22.Напряжение на катушке индуктивности опережает силу тока по фазе на угол 90°.

3.2.9. На активном сопротивлении (на резисторе) сила тока и напряжение совпадают по фазе

Так как i = I_mSinωt, и u = U_mSinωt, то, следовательно, напряжение на резисторе совпадает по фазе с силой тока. Это видно также на векторной (рис. 3.23, а) и на временной (рис. 3.23, б) диаграммах.

Рис. 3.23. Напряжение на резисторе совпадает по фазе с силой тока

3.3. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ И ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ ЦЕПИ

В электронных устройствах часто бывает необходимо изменить прямоугольные импульсы или сигналы другой формы таким образом, чтобы получить сигнал требуемой формы. Указанное изменение может заключаться в сохранении высокочастотных составляющих сигнала и ослаблении низкочастотных составляющих, в ослаблении только высокочастотных составляющих, в изменении амплитуды и формы сигнала путем ограничения и т. д.

К таким устройствам можно отнести интегрирующую и дифференцирующую цепи, которые находят широкое применение в вычислительной технике, в системах развертки телевизионных приемников и в других случаях, когда необходимо ослабить высокочастотных составляющие импульсов.

Практически интегрирующую цепь (рис. 3.24, а.) можно рассматривать как фильтр нижних частот. При воздействии синусоидальных сигналов интегрирующая цепь сильнее ослабляет сигналы более высоких частот (и вносит некоторый фазовый сдвиг). В случае импульсных или прямоугольных сигналов их форма изменяется благодаря фильтрации высокочастотных сигналов.

Рис. 3.24, а) Cxeма интегрирующей цепи