При работе со сложными схемами необходимо уметь определять свойства их отдельных блоков и частей. А именно, входное и выходное сопротивление. Принципиально знать, что они из себя представляют, как определяются и какую роль играют в работе устройства.
Понятие входного сопротивления для неизменного тока
Радиоэлектронные устройства могут быть не только лишь относительно, но и очень сложными, состоящими из многих блоков. Но независимо от трудности устройства, количества применяемых в нем деталей, схему можно рассматривать в качестве совокупы обычных частей с определенной разностью потенциалов на входе. На выходе блока имеется ещё два контакта, на которых также находится напряжение. В первом случае его именуют входным, в другом — выходным. Произнесенное можно объяснить следующим рисунком.
Входное сопротивление цепи можно просто измерить при помощи вольтметра. Также несложно найти силу тока, протекающего между контактами. Для этого довольно к схеме последовательно подключить амперметр. Получив эти два параметра, по закону Ома можно найти сопротивление схемы. Его именуют входным. Время от времени при всем этом рассматривают входное сопротивление длинноватой полосы. Его определяющим свойством будет то, что при подключении нагрузки к клеммам источника питания электрические свойства не изменяются.
Устройство блока может быть довольно сложным, но в рассматриваемом случае не принимаются во внимание особенности его конструкции. Практически можно представить, что снутри вроде бы находится резистор с определенным активным сопротивлением, подходящим измеренному.
Входное электрическое сопротивление рассматривается как общая черта определенного блока. Напряжение на вход может поступать с выхода другого блока либо, к примеру, с клемм аккума либо батареи.
Что такое внутреннее сопротивление при переменном токе
В прошлом разделе подверглось рассмотрению чисто активное сопротивление. При наличии в цепи только активного сопротивления фазы напряжения и тока совпадают. В реальных схемах непременно находится реактивное сопротивление, которое делится еще на ёмкостное и индуктивное. Для неизменного тока его значение принято считать пренебрежимо малым и не принимать во внимание при расчёте характеристик.
Если применяется переменное напряжение на входе, тогда рассматривается полное сопротивление, состоящее из активного и реактивного. Их суммируют, используя правило прямоугольного треугольника. В данном случае один катет соответствует активному сопротивлению, 2-ой — реактивному, а гипотенуза — полному либо импедансу.
Принципиально учесть, что в цепи с переменным током фаза напряжения двигается относительно фазы тока. Сдвиг фаз находится в зависимости от соотношения активного и реактивного сопротивлений определенной цепи.
При отсутствии конденсаторов и катушек индуктивности в цепи емкостным и индуктивным сопротивлениями можно пренебречь и учесть только активное. В данном случае ток будет следовать за напряжением, сразу принимая нулевые и наибольшие значения.
Если же в цепь включить катушку либо конденсатор, создающих индуктивное либо емкостное сопротивление так огромного значения, что активное становится пренебрежимо малым, то сдвиг фаз будет равен π/2.
Так как реактивное сопротивление находится в зависимости от частоты поступающего сигнала, то дабы более точно найти импеданс, нужно выяснить нужные характеристики при 2-ух разных частотах.
Следует принимать во внимание, что входное полное сопротивление полосы может быть разным в отличающихся температурных критериях. Нрав и величина различий находится в зависимости от определенного устройства рассматриваемого блока. Также нужна учесть оборотное воздействие самой процедуры измерения на электрические характеристики схемы.
Входное сопротивление зависит к тому же от того, каким методом вводится в цепь сигнал оборотной связи (ОС). Если этот сигнал отсутствует, то входное сопротивление определяется напряжением и током, присутствующими на входе. В этом случае, когда оборотную связь вводят по последовательной схеме, сопротивление на входе возрастает при отрицательной ОС и миниатюризируется при положительной ОС.
При использовании параллельной схемы введения ОС входное сопротивление миниатюризируется и при отрицательной, и при положительной ОС. При маленьком сопротивлении в цепи ОС оно может составлять десятые, и даже тысячные толики Ома.
Как измерить
При определении входных характеристик блока его устройство не рассматривается, но при всем этом может появиться необходимость провести измерение входного сопротивления. Блок смотрится как чёрный ящик, имеющий две входных и две выходных клеммы. Более обычным решением является определение входного напряжения и силы тока. Для простоты можно представить, что рассматривается неизменный ток. Найти входное электрическое сопротивление в данном случае можно методом, который описан дальше.
Отыскать входное сопротивление можно, разделив напряжение на силу тока. Но в рассматриваемом случае необходимо осознавать, что если напряжение подаётся с батареи, то на показания будет оказывать влияние внутреннее сопротивление источника тока.
Если в блоке применяется конденсатор, то необходимо учесть, что через него ток перейти не будет. С другой стороны, для переменного тока он помехой не является. Для переменного тока в качестве входного сопротивления цепи рассматривается полное сопротивление (импеданс). Оно представляет собой векторную сумму активного (омического) и реактивного (индуктивного и ёмкостного) сопротивлений. Но его значение будет отличаться при разных частотах. Потому процедура измерения является более сложной по сопоставлению с неизменным током. В данном случае может быть применена такая схема.
В данной схеме применён генератор переменного тока, который размещен слева. Его соединяют с исследуемым блоком, подавая на него переменный ток. На одном из соединительных проводов ставится резистор с известным сопротивлением R.
Напряжение определяют два раза — перед резистором и после него. Пусть его значение будет равно U1 и U2 соответственно. Как понятно, при переменном входном токе I(вх) падение напряжения на этой детали составит U2 – U1. С другой стороны оно будет равно I(вх) × R. В итоге может быть получена такая формула:
Из этой формулы можно найти величину входного тока:
I(вх) = ( U2 − U1 ) / R.
На вход исследуемого блока поступает напряжение U2:
Входное сопротивление R(вх) найдем, используя формулу:
( U2 − U1 ) / R = U2 / R(вх).
Определяем значение сопротивления:
R(вх) = R × U2 / ( U2 − U1 ).
Все величины в правой части равенства являются известными либо были измерены. Подставив их формулу, можно найти величину входного сопротивления схемы.
Использование описанного тут метода позволяет точно вычислять входное сопротивление даже в тех случаях, когда оно очень велико.
Выходное напряжение
При рассмотрении упрощённой схемы блока видно, что у него имеется выходное напряжение. Оно возникает на контактах, обозначенных на изображении справа.
На рисунке показан безупречный источник тока, который, как подразумевается, не имеет внутреннего сопротивления. Это значит, что может быть сотворен сколько угодно большой ток. Имеющийся на схеме резистор нарушает определенную идеальность, ограничивая величину тока при маленьком замыкании.
Измерение выходного тока может быть выполнено следующим образом. Напряжение U является известной величиной. При маленьком замыкании может быть измерен проходящий по контактам ток. Выходное сопротивление R(вых) определяется по закону Ома. Для его вычисления нужно напряжение поделить на ток.
Но этот метод неудобен, так как большой ток нарушает условия функционирования схемы и может привести к поломкам. Потому на практике между клеммами ставят дополнительный резистор с известной величиной сопротивления R и только после чего определяют значение силы тока I и напряжения U2. За ранее следует найти разность потенциалов U1 при помощи вольтметра. Исходя из закона Ома, получают следующую формулу:
R(вых) = ( U2 – U1 ) / ( U2 / R ).
Практическое использование
Понятие входного сопротивления играет важную роль при согласовании черт соединённых между собой блоков. Произнесенное можно объяснить на следующем примере.
Представим, что первым блоком является источник питания. Если к его клеммам присоединён следующий блок, то при практическом определении его входного сопротивления станет понятно, что оно мало меньше расчётной величины.
Это связано с наличием внутреннего сопротивления аккума. Чем оно больше, тем искажение заметнее. Подобная ситуация наблюдается при соединении 2-ух всех других блоков. Дабы передача сопротивления проходила с наименьшими потерями, нужно, дабы выходное сопротивление предшествующего блока было намного меньше входного у последующего.
С учетом этого происшествия нужно уметь определять рассматриваемые величины, а при разработке схемы обеспечивать их правильное соотношение. Если оно будет нарушено, то произойдёт существенное падение напряжения при передаче.
На практике обычно сталкиваются с очень большенными значениями входных сопротивлений. В некоторых случаях они способны достигать 1 МОм. Это нередко происходит при относительно маленьком входном напряжении. В итоге сила рассматриваемого тока выходит также маленький.
В электронике входное и выходное сопротивление играют важную роль. Все высококачественные измерительные приборы стараются делать с очень высочайшим входным сопротивлением, дабы оно мало сказывалось на измеряемом сигнале и не гасило его амплитуду.
Что касается высококачественных источников питания, то их выпускают с очень маленьким выходным сопротивлением, дабы при подключении низкоомной нагрузки напряжение на выходе «не проседало». Но даже если это случится, его можно подкорректировать вручную, используя регулировку выходного напряжения, присутствующую в каждом обычном источнике питания.
Школе NET
Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!
Энджелл
Найдите токи и напряжения на сопротивлениях R1=4 Ом, R2=2 Ом и R3=4 Ом, если амперметр указывает ток 3А(см.набросок).
более месяца вспять
Просмотров : 291 Ответов : 1
Наилучший ответ:
Таня Масян
U=IR
U=3A*4OM=12B(напряжение 1)
u=3*2=6B(напряжение 2)
U=3*4=12B(напряжение 3)
более месяца вспять
+7 -1
Вы сможете из нескольких рисунков сделать анимацию (либо целый мульт!). Для этого нарисуйте несколько последовательных кадров и нажмите кнопку Просмотр анимации.
