Контрольные вопросы

1. Чем и почему отличаются статическая и динамическая петли гистерезиса?

2. Почему ширина динамической петли зависит от частоты тока?

3. Почему ширина петли меняется с увеличением тока при неизменной частоте?

4. Чем объясняется отличие динамических петель, полученных при синусоидальном токе и синусоидальном напряжении?

5. Как зависит ширина динамической петли от толщины листов магнитного материала?

6. Каковы возможные источники погрешности измерений при использовании осциллографического метода снятия петли перемагничивания?

Литература: 1

Проводники II рода

В современной электротехнике все шире применяются вещества, называемые электролитами и по типу электропроводности относящиеся к ионным проводникам-проводникам II рода.

Разнообразные ионные системы образуют как простые электролиты, так и возможные смеси этих веществ, характеризующиеся концентрацией компонентов в смеси. Электролиты применяются в аккумуляторах. По составу электролита аккумулятора подразделяются на кислотные:

Свинцовый аккумулятор – Pb | H₂SO₄, 25…30% | PbO₂; Pb + , E=2,1B.

Щелочные:

Железо-никелевый – Fe (илиCd) | KON 20% | NiOOH, Ni + E=1,35…1,40B.

Раствором, который содержит окисленную и восстановленную формы электролита, заполняют электрохимический диод. Он служит для выпрямления токов низких и инфранизких частот. Для преобразования механического воздействия в электрические сигналы используют датчик давления. Внешнее давление способствует перетеканию электролита из одной камеры датчика в другую. При этом меняются условия подвода окислителя к катоду, расположенному в отверстии перегородки.

Термоэлементы или термопары – датчики температур, состоящие из двух соединенных между собой разнородных металлических проводников. Если контакты (обычно слои) проводников (проволок), образующих термопару находятся при разных температурах, то в цепи возникает термоэлектродвижущая сила, которая зависит от разности температур контактов и природы применяемых материалов. Чувствительность термопар выше, если их соединять последовательно. Эти соединения называются термобатареями (или термостолбиками).

Термопары применяются как для измерения ничтожно малых разностей температур, так и для измерения очень высоких и очень низких температур (например, внутри доменных печей или жидких газов). Точность определения температуры с помощью термопар составляет, как правило, несколько Кельвин, а у некоторых термопар достигает 0,01 К. Термопары обладают рядом преимуществ перед обычными термометрами: имеют большую чувствительность и малую инерционность, позволяют проводить измерения в широком интервале температур и допускают дистанционные измерения.

Работы термопары основаны на принципе Зибека. Немецкий физик Т.Зибек (1770-1831 гг.) обнаружил, что в замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединенных разнородных проводников, контакты между которыми имеют различную температуру, возникает электрический ток. Явление Зибека не противоречит второму началу термодинамики, так как в данном случае внутренняя энергия преобразуется в электрическую, для чего используется два источника теплоты (два контакта). Следовательно, для поддержания постоянного тока в рассматриваемой цепи необходимо поддерживать постоянство разности температур контактов: к более нагретому контакту непрерывно подводить теплоту, а от холодного – непрерывно ее отводить.

Для изготовления термопар применяются следующие сплавы:

Копель (56%Cu и 44% Ni);

Алюмень (95% Ni, остальное Al, Si и Mg);

Хромель (90% Ni и 10% Cr);

Платинородий (90% Pt и 10% Rh).

Полупроводники.

Большая группа веществ с электропроводимостью, удельное электрическое сопротивление которых при нормальной температуре лежит между удельными сопротивлениями проводников и электроизоляционных материалов, может быть отнесена к полупроводникам.

Электропроводность полупроводников в сильной степени зависит от внешних энергетических воздействий, а также от различных примесей, иногда в ничтожных количествах присутствующих в теле основного полупроводника. Управляемость свойств полупроводников положена в основу принципа действия термосопротивлений, фотосопротивлений, нелинейных сопротивлений. Наличие у полупроводников двух видов проводимости – «электронной» (n) и «электронно-дырочный» (р) позволяет получить полупроводниковые изделия с р-n - переходом. При существовании в полупроводнике р-n перехода, возникает запорный слой, которым обуславливается выпрямительный эффект для переменного тока.

Электропроводность полупроводников с повышением температуры возрастает. Рост электропроводности полупроводников практически обусловлен возрастанием с температурной концентрации носителей (заряда) тока, так как подвижность зарядов может или слабо увеличиваться при низких температурах, или слабо понижаться в области более высоких температур.

Электропроводность полупроводников зависит от напряженности электрического поля при различных температурах окружающей среды. При низких значениях напряженности поля соблюдается закон Ома и удельная проводимость не зависит от напряженности поля. При более высоких напряженностях поля, начинается прогрессивный рост удельной проводимости, приводящий к разрушению структуры полупроводника.

Электропроводимость полупроводников зависит от освещенности. Кванты видимого света имеют энергию 1,5-3 эВ, а потому способны перебрасывать электроны из заполненной зоны в зону проводимости. Фотопроводимость является функцией частоты излучения и зависит от температуры окружающей среды. Понижение t^о увеличивает чувствительность полупроводников к освещению, так как при этом ослабляется фактор помехи, освобождающий электроны.