Эрл Гейтс - Введение в электронику

Е эфф= 0,707∙ Е макс

где Е эфф— эффективное значение напряжения, Е макс— максимальное или амплитудное значение напряжения.

I эфф= 0,707∙ I макс

где I эфф— эффективное значение тока, I макс— максимальное или амплитудное значение тока.

ПРИМЕР: Синусоида тока имеет максимальное (пиковое) значение 10 ампер. Чему равно эффективное значение?

Дано:

Iмакс = 10 А

Iэфф =?

Решение:

Iэфф =0,707∙ Iмакс =(0,707)(10)

Iэфф =7,07 А

ПРИМЕР: Синусоида напряжения имеет эффективное значение 40 вольт. Чему равно максимальное (пиковое) значение синусоиды?

Дано:

Eэфф = 40 В

Eмакс =?

Решение:

Еэфф = 0,707∙ Емакс

40 = 0,707∙ Емакс

Eмакс = 56,58 В

Время, требуемое для завершения одного цикла синусоиды называется периодом. Период обычно измеряется в секундах. Для обозначения периода используется буква t .

Количество циклов, совершаемых за заданный промежуток времени называется частотой. Частота синусоиды переменного тока обычно выражается в количестве циклов за секунду. Единицей частоты является герц . Один герц равен одному циклу в секунду.

Период синусоиды обратно пропорционален ее частоте.

Чем выше частота, тем короче период. Соотношение между частотой и периодом синусоиды выражается следующими формулами:

f= 1/ t;

t= 1/ f

где f — частота, a t — период.

ПРИМЕР: Чему равна частота синусоиды с периодом 0,05 секунд?

Дано:

t = 0,05 сек

f =?

Решение:

f = 1/ t = 1/0,05

f = 20 Гц

ПРИМЕР: Если синусоида имеет частоту 60 герц, то чему равен ее период?

Дано:

f = 60 Гц

t =?

Решение:

t = 1/ f = 1/60

t = 0,0167 с или 16,7 мс.

12-2. Вопросы

1. Дайте определения следующих величин:

а . Пиковое (максимальное) значение;

б. Размах синусоиды;

в . Эффективное значение;

г . Среднеквадратичное значение.

2. Синусоида напряжения имеет пиковое значение 125 вольт. Чему равно эффективное значение?

3. Каково соотношение между временем и частотой?

4. Синусоида тока имеет эффективное значение 10 ампер. Чему равно ее пиковое значение?

5. Чему равен период синусоиды с частотой 400 герц?

В большинстве случаев форма переменного тока бывает синусоидальной. Однако в электронике используются не только синусоидальные колебания. Колебания, форма которых отличается от синусоиды, называются несинусоидальными периодическими колебаниями. Несинусоидальные колебания генерируются специальными электронными цепями.

На рисунках 12-7, 12-8 и 12-9 изображены три основных вида несинусоидальных колебаний. Они могут представлять и ток, и напряжение. На рис. 12-7 изображены прямоугольные колебания, названные так потому, что положительные и отрицательные прямоугольные импульсы чередуются. Это указывает на то, что ток или напряжение мгновенно достигают максимального значения и остаются такими в течение половины периода. Когда полярность изменяется, ток или напряжение мгновенно достигают противоположного пикового значения и остаются неизменными до конца следующей половины периода. Ширина импульсаравна половине периода. Ширина импульса — это отрезок времени, в течение которого напряжение имеет свое пиковое или максимальное значение. Прямоугольное колебание очень полезно как электронный сигнал, так как его характеристики могут быть легко изменены.

Рис. 12-7. Колебание прямоугольной формы.

На рис. 12-8 показан один период колебания треугольной формы. В течение первой половины периода сигнал возрастает по линейному закону от нуля до пикового значения, а затем опять уменьшается до нуля. В течение второй половины периода сигнал продолжает уменьшаться по линейному закону в отрицательном направлении до пикового значения, а после этого опять возрастает до нуля.

Треугольные колебания используются главным образом как электронные сигналы.

Рис. 12-8. Колебание треугольной формы

На рис. 12-9 показаны пилообразные колебания. Пилообразное колебание — это частный случай треугольного колебания. Сначала величина напряжения или тока возрастает по линейному закону, а после этого быстро падает до своего отрицательного пикового значения. Участок с положительным наклоном имеет относительно большую длительность и меньший по абсолютной величине угол наклона к оси времени, чем короткий участок. Пилообразные сигналы используются для переключения операций в электронных цепях. В телевизорах и осциллографах они используются для развертки электронного луча по экрану для создания изображения.