Расчет параметров элементов

7. Аккумуляторную батарею с э. д. с. Е=7 В подключили для зарядки по схеме однополупериодного выпрямления (рис. 104) к источнику синусоидального напряжения . Сопротивление цепи можно принять равным около 1 Ом.
Считая выпрямитель идеальным, определить:
1) количество электричества, сообщенного аккумулятору за 1 ч, приняв э. д. с. аккумулятора практически неизменной;
2) максимальное значение тока в цепи.

Решение:
Если бы аккумулятор не был включен в цепь, то ток проходил бы в течение полупериода. Максимальное значение тока равнялось бы

Однако при зарядке в цепи имеется э. д. с. аккумулятора, направленная встречно напряжению источника в течение положительного (проводящего) полупериода, и наибольшее значение тока не может превышать

Если бы ток проходил в течение положительного полупериода, то аккумулятору было бы сообщено за это время количество электричества

где — среднее значение синусоидального тока за половину периода. При заданной угловой частоте ω=314 рад/сек частота сети f = 50 Гц и период Т = 0,02 сек, а полупериод 0,01 сек. Следовательно,

Такой заряд при частоте f = 50 Гц и однополупериодном выпрямлении сообщался бы 50 раз за 1 сек, и за 1 ч суммарный заряд составил бы

Однако в действительности ток в течение положительного полупериода возникает в цепи в момент, когда напряжение источника достигает значения u=E=7 В (рис. 105). Это будет при определенном угле ωt. Действительно, из равенства следует, что

откуда угол ωt=45° и время

Такое же время ток не проходит в цепи в конце полупериода. Следовательно, время фактического прохождения тока составляет

т. е. четверть периода.
Если учесть приближенно то же среднее значение тока

то количество электричества; сообщаемого аккумулятору за 1 ч, выразится числом 0,477 а⋅ч, т. е. меньше 0,5 а⋅ч.
Отсюда видно, как долго длится зарядка аккумулятора, если не повышать напряжения источника и не уменьшать сопротивления в цепи по мере зарядки.

8. Вакуумный серебрянокислородноцезиевый фотоэлемент имеет напряжение насыщения 60 В; при световом потоке F = 0,3 лм и анодном напряжении его фототок равен I = 5,8 мкА.
Определить чувствительность фотоэлемента и напряжение анодного питания, если сопротивление нагрузки фотоэлемента .

Решение:
Чувствительность фотоэлемента представляет собой отношение тока фотоэлемента к падающему на его поверхность световому потоку:

Напряжение анодного питания больше анодного напряжения на величину падения напряжения на нагрузке:

Следовательно,

9. Бареттер типа 1Б10-17 поддерживает ток при изменении напряжения от до и предназначается для стабилизации тока в цепи накала усилительной лампы 6С6Б . Источник питания имеет постоянное напряжение 10 В.
Рассчитать сопротивления резисторов, которые понадобятся в схеме для включения параллельно нити накала и последовательно бареттеру .

Решение:
Напряжение, отдерживаемое резистором ,

Сопротивление этого резистора

Ток, ответвляющийся через резистор ,

Сопротивление этого резистора

Тепловая инерция нити бареттера довольно велика, поэтому его можно применять и в цепях переменного тока.

10. Определить систему h-параметров по статическим характеристикам транзистора с общей базой, а также по его входным и выходным характеристикам (рис. 106) методом характеристического треугольника.

Решение:
Транзистор можно представить в виде простейшей эквивалентной системы четырехполюсника. Зависимости между входными и выходными токами и напряжениями анализируют, используя режимы холостого хода и короткого замыкания. В системе h-параметров за независимые переменные берут ток эмиттера и напряжение коллектора , зависимыми переменными будут напряжение эмиттера и ток коллектора . Запишем следующие уравнения:

Здесь
— входное сопротивление при коротком замыкании на выходе:

— величина, обратная коэффициенту усиления по напряжению при разомкнутой входной цепи:

— коэффициент усиления по току при коротком замыкании на выходе:

— выходная проводимость при разомкнутой входной цепи:

На входных характеристиках транзистора (см. рис. 106) строим характеристический треугольник, опустив из точки b перпендикуляры на ось абсцисс и на ось ординат. Отрезки этих перпендикуляров между точкой b и точками а и с пересечения с ближайшей характеристикой, полученной для , являются катетами характеристического треугольника, а гипотенузой его будет отрезок характеристики са. Из треугольника abc определяем при