Как найти напряжение сетки

Для
расчета величины тока в триоде совместное
действие анода и сетки (с их потенциалами)
на катод заменяют действием одного
сплошного электрода, расположенного
на месте сетки реального триода. К
электроду приложено некоторое
эквивалентное напряжение
(«действующее напряжение»), величина
которого должна быть такой, чтобы анодный
ток получившегося эквивалентного диода
равнялся катодному току реального
триода. Этот метод расчета токов в триоде
называется приведением триода к
эквивалентному диоду. Действующее
напряжение триода


равно

где
— отношение расстояния анод – катод к
расстоянию сетка-катод (для плоской
формы электродов) при цилиндрической
форме электродов
и
соответственно радиус анода и сетки.

– проницаемость лампы;

– емкость анод-катод;

– емкость сетка-катод;

Проницаемость
лампы Д
сравнивает
электростатическое взаимодействие
анода и сетки на катоде, т.е. характеризует
степень проникновения поля анода к
катоду через витки сетки. Чем гуще сетка,
тем слабее проникает анодное поле через
ее витки и тем меньше величина Д.

Зная действующее
напряжение, можно определить величину
катодного тока триода. Для эквивалентного
диода получен закон «степени трех
вторых»:

Вследствие
эквивалентности диода и триода потоков
электронов, движущихся от катодов,
должны быть одинаковы. Следовательно,

Для
цилиндрической формы электродов триода
на основании
(1.1),
(1.2) и (1.3) имеем:

где
– площадь поверхности анода;

– первеанс триода;

– некоторая функция, задаваемая графиком
или таблицей, для плоской формы электродов
.

При отрицательном
потенциале сетки ток в ее цепи отсутствует
и по соотношению (1.4) определяют ток
анода. При положительном потенциале
сетки ток катода распределяется между
анодом и сеткой,

Коэффициент
тока распределения
зависит
от соотношения
напряжений сетки и анода. При U_a>U_c
электрическое
поле
в зазорах катод-сетка и сетка-анод
является ускоряющим, траектории
электронов близки к прямолинейным Ток
сетки образуется только за счет
электронов, которые попадают на витки
сетки, т.е. «перехватываются» ею. Большая
часть потоков электронов пролетает
мимо витков сетки в направлении анода.
Триод работает в режиме прямого перехвата
(РПП).

При
U_a<U_c
электроны,
пролетевшие мимо витков сетки, попадают
в зазор сетка-анод в тормозящем поле с
разностью потенциалов U_c
— U_a
. Небольшая
часть электронов, движущихся посередине
между витками сетки, достигает анода.
Значительное число электронов, пролетающих
вблизи витков сетки, получает боковое
ускорение, их траектории искривляются.
Продольная составляющая скорости
движения у электронов с наклонной
траекторией недостаточна для преодоления
тормозящего поля в этом зазоре. Описав
криволинейные траектории, они возвращаются
к сетке. Описанный случай соответствует
режиму возврата электронов к сетке
(РВ).

При
увеличении анодного напряжения
уменьшается тормозящее поле в зазоре
сетка-анод и кривизна эквипотенциалей
электрического поля в области витков
сетки. Анодный ток резко увеличивается,
а ток сетки уменьшается. При понижении
сеточного напряжения анодный ток
уменьшается и при некотором значении
U_c,
называемом
напряжением запирания, становится
равным нулю. Из (1.4) следует, что
при U_Д
=
0.
Тогда

Следовательно,
напряжение запирания будет тем более
отрицательным, чем больше проницаемость
лампы и чем выше анодное напряжение.

Соседние файлы в папке лабы

• #
• #
• #
• #

Калькулятор напряжения – расчет по току, сопротивлению, мощности

Расчет электрического напряжения по току, сопротивлению, мощности с помощью калькулятора – рассчитайте напряжение онлайн и по формулам.

Используйте калькулятор напряжения для расчета вольтажа сети по известным значениям силы тока, сопротивления, мощности. Алгоритм программы выполняет подсчеты по формулам закона Ома для участка цепи. Чтобы получить результат, выберите необходимый тип операции, заполните поля и нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
• ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
• ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета напряжения

Электрическое напряжение (U) — это скалярная физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению заряда из одной точки цепи к другой. Международная единица измерения — Вольт (В / V).

— Напряжение по току и сопротивлению: U = I × R
— Напряжение по току и мощности: U = P / I
— Напряжение по мощности и сопротивлению: U = √(P × R)

Источник

Вычисления напряжения в сети электричества

В наши дни электричество играет в жизни человека очень большую роль, в следствие чего базовые знания в области физики и электротехники нужны практически каждому. Напряжение является одной из главных физических величин, которая позволяет объяснить теорию возникновения электрического поля и методы подбора оптимального сечения кабеля для применения его в повседневной жизни.

Что такое напряжение в сети электричества.

Напряжение – это физическая величина, которая характеризует электрическое поле. Иными словами, оно показывает, какую работу оно совершает при перемещении одного положительного заряда на определённое расстояние.

Показатель напряжения на вольтметре

За единицу напряжения в международной системе принимается такой показатель на концах проводника, при котором заряд в 1 Кл совершает работу в 1 Дж для перемещения его по этому проводнику. Общепринятой единицей измерения напряжения считается 1 В – Вольт.

Важно! Работа измеряется в Джоулях, заряды в Кулонах, а напряжение в Вольтах, следовательно, 1 Вольт равняется 1 Джоулю, деленному на 1 Кулон.

Чему равно напряжение.

Напряжение напрямую связано с работой тока, зарядом и сопротивлением. Чтобы измерить напряжение непосредственно в электрической цепи, к ней нужно подключить вольтметр. Он присоединяется к цепи параллельно, в отличие от амперметра, который подключается последовательно. Зажимы измерительного прибора крепятся к тем точкам, между которыми нужно вычислить напряжение. Чтобы он правильно показал значение, нужно включить цепь. На схемах вольтметр обозначается буквой V, обведенной в кружок.

Изображение вольтметра и электрической цепи

Напряжение обозначается латинской [U], а измеряется в [В]. Оно равно работе, которое совершает поле при перемещении единичного заряда. Формула напряжения тока – это U = A/q, где A – работа тока, q – заряд, а U – само напряжение.

Обратите внимание! В отличие от магнитного поля, где заряды неподвижны, в электрическом поле они находятся в постоянном движении.

Формула закона Ома

Свои опыты Ом направлял на изучение такой физической величины, как сопротивление, в результате чего в 1826 году он стал автором закона, который не потерял совей актуальность вплоть до сегодняшнего дня. Из своих опытов Ом вывел, что в различных цепях сила тока может возрастать с различной скоростью, и происходит это по мере увеличения напряжения.

Также, Ом сделал вывод, что каждый проводник обладает индивидуальными свойствами проводимости.

Сопротивление обозначается заглавной латинской [R] и измеряется в Омах. Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника оказывать влияние на идущий по нему ток. Оно прямо пропорционально напряжению в сети и обратно пропорционально силе тока. В виде формулы данный закон можно записать как R = U/I, где U – напряжение, а I – сила тока. 1 Ом равняется 1 Вольту, деленному на 1 Ампер.

Запомните! Реостат – прибор, обеспечивающий возможность изменять сопротивление. Прежде всего, он влияет на показатель R в цепи, а, следовательно, на 2 другие величины, описанные в законе Ома. Силу тока может помочь определить амперметр.

Из формулы закона Ома можно вывести практически любую зависимость, связанную с электричеством. Также, существует понятие удельного сопротивления проводника – физической величины, которая демонстрирует, каким сопротивлением будет обладать проводник из определенного вещества. Обозначается эта величина буквой ρ и через неё можно также найти сопротивление в цепи как произведению удельного сопротивления и длины проводника, деленного на площадь его поперечного сечения.

Важно! В виде формулы нахождение сопротивления через удельное сопротивление выглядит так: R = ρ*(l/S), где l – длина проводника, а S – площадь поперечного сечения.

Физический смысл удельного сопротивления показывает, какое влияние будет оказывать проводник длиной в 1 м с площадью поперечного сечения в 1 квадратный мм, изготовленный из определенного вещества. Измеряется в Омах, умноженных на метр: [ρ] = [Ом*м].

Как найти сопротивление нагрузки

Сопротивление нагрузки обозначается латинскими буквами Rn или Rн. По сути, это является тем же сопротивлением участка цепи и вычисляется также по формулам закона Ома. Нагрузка обозначается символами, которые на электрической схеме изображаются в виде крестиков в кружке – лампочкой; то есть двигатель, лампа, конкретный прибор и т. д.

Каждая нагрузка имеет своё собственное сопротивление. Например, если к сети подключена одна лампочка, то сопротивление нагрузки – показатель этого единственного прибора в цепи. Если к цепи подключено несколько нагрузок, то сопротивление считается суммарно для каждой из них.

Сопротивление нагрузки вычисляется в соответствии с законом Ома, то есть Rn = U/I. Если к сети подключено несколько нагрузок, то оно будет рассчитываться следующим образом: сначала находится сопротивление каждой отдельной «лампочки». Далее Rn вычисляется в зависимости от того, какой тип подключения в цепи: последовательное или параллельное. При параллельном 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/Rn, где n –количество подключенных приборов. Если же соединение последовательное, общее R равно сумме всех R цепи.

Последовательное/параллельное соединения

Как найти с помощью формулы напряжение

Людей, интересующихся электричеством и физикой, всегда волнует вопрос, как найти напряжения, если известны другие характеристики. Его можно найти через многие формулы: в соответствии с законом Ома, через работу тока, путём сложения всех напряжений в электрической цепи и практическим способом – с помощью вольтметра. Как вычислить показатель с помощью последнего способа было описано выше.

Важно! В цепях с последовательным соединением общее напряжение – сумма значений каждой нагрузки. При параллельном соединении общее напряжение равно значению каждой лампочки, у которых оно также эквивалентно.

По каким формулам вычисляется напряжение через работу и сама сила тока, рассказывают на уроках физики, так как эти величины считаются базовыми. Работа тока равна произведению напряжения и заряда: A = U*q. Также, из этой формулы выводится A = U*I*t, так как заряд – произведение силы тока и времени. Из них следует, что U = A/q или U = A/(I*t). Кроме того, одной из основных является формула напряжения, выведенная из закона Ома: U = R/I.

Важно! Определить напряжение можно и через мощность электрического тока. Мощность [P] равна A/t, и, так как A = U*I*t, конечная формула выглядит, как P = (U*I*t)/t. Здесь t сократится, и останется P = U*I, из которой следует, что U = P/I.

Как найти силу тока через сопротивление и напряжение

Сила тока обозначается латинскими [I] или [Y], и она зависит от количества заряда, перенесенного от одного полюса к другому за определенный промежуток времени, т.е. I = q/t. Измеряется сила тока в амперах, а узнать её значение в цепи можно при помощи амперметра.

Мужчина считает силу тока

Существуют формулы определения силы тока через напряжение и сопротивление. В первом случае произведение силы тока на время равняется работе, деленной на напряжение: I*t = A/U, во втором – по закону Ома, I = U/R. Через мощность сила будет равняться P/U.

При последовательном соединении, сила тока одинакова на всех участках цепи, следовательно, равна общему значению в цепи. В противоположном случае сила электрического тока равняется сумме силы тока всех нагрузок.

Таким образом, существует огромное множество формул для нахождения силы тока, напряжения и сопротивления. Они всегда могут пригодиться для теории, а на практике всегда помогут специальные приборы – амперметр и вольтметр.

Источник

Закон Ома мало знать, его нужно и понимать

Некоторые из моих читателей закон Ома знают, но не умеют применять его на практике.

Возьмём для примера вот эту формулу:

P =I *U (электрическая мощность электроприбора равна произведению тока, который протекает через этот электроприбор, на напряжение, которое к этому электроприбору приложено).

Для того, что бы узнать, какой ток будет протекать в нагрузке (в цепи), нужно мощность разделить на напряжение, I =P /U . Сопротивлением проводов, которыми электрический прибор подключается к сети, при расчёте тока в нагрузке можно пренебречь.

Для расчетов при наличии однофазного тока значение напряжения принимается 220 вольт. Если присутствует трехфазный ток, расчетное напряжение составит 380 вольт.

Здравствуйте уважаемые подписчики и читатели канала «Электрик со стажем».

Номинальное напряжение сети

Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального.

Для электрических сетей трехфазного переменного тока напряжением до 1 кВ и присоединенным к ним источников и приемников электроэнергии установлены следующие значения номинальных напряжений:

Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В и 240/415 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять.

Номинал напряжения в 220 В будет допускать отклонение напряжения в пределах от 198 В до 242 В (в розетке). В то же время, новый номинал в 230 В будет иметь разброс от 207 В до 253 В (в розетке).

Ток в цепи при неизменной мощности электроприбора

Возьмём, для примера, стиральную машинку. Подключим её к розетке.

Источник

Расчет фазных и линейных величин трехфазного тока

Трехфазный генератор имеет на статоре три однофазные самостоятельные обмотки, начала и концы которых сдвинуты соответственно на 120 эл. град, или на 2/3 полюсного деления, т. е на 2/3 расстояния между серединами разноименных полюсов (рис. 1). В каждой из трех обмоток возникает однофазный переменный ток. Однофазные токи обмоток взаимно сдвинуты на 120 эл. град, т. е. на 2/3 периода. Таким образом, трехфазный ток представляет собой три однофазных тока, сдвинутых во времени на 2/3 периода (120°).

В любой момент времени алгебраическая сумма всех трех мгновенных: значений а. д. с. отдельных фаз равна нулю. Поэтому у генератора вместо шести выводов (для трех самостоятельных однофазных обмоток) делают только три вывода или четыре, когда выводится нулевая точка. В зависимости от того, как соединить отдельные фазы и как их подключить к сети, можно получить соединение в звезду или треугольник.

Начала обмоток обозначаются в дальнейшем буквами A, B, C, а концы их – буквами X, Y, Z.

Рис. 1. Трехфазный генератор

При соединении в звезду концы фаз X, Y, Z (рис. 2) соединяют и узел соединения называют нулевой точкой. Узел может иметь вывод – так называемый нулевой провод (рис. 272), показанный пунктиром, или быть без вывода.

При соединении в звезду с нулевым проводом можно получить два напряжения: линейное напряжение Uл между проводами отдельных фаз и фазное напряжение Uф между фазой и нулевым проводом (рис. 2). Соотношение между линейным и фазным напряжениями выражается следующим образом: Uл=Uф∙√3.

Рис. 2. Соединение в звезду

Ток, который проходит в проводе (сети), проходит и по обмотке фазы (рис. 2), т. е. Iл=Iф.

б) Соединение в треугольник.

Соединение фаз в треугольник получается при соединении концов и начал фаз согласно рис. 3, т. е. AY, BZ, CX. При таком соединении нет нулевого провода и напряжение на фазе равно линейному напряжению между двумя проводами линии Uл=Uф. Однако ток в линии Iл (сети) больше, чем ток в фазе Iф, а именно: Iл=Iф∙√3.

Рис. 3. Соединение в треугольник

При трехфазной системе в каждое мгновение, если ток в одной обмотке идет от конца к началу, то в двух других он направлен от начала к концу. Например, на рис. 2 в средней обмотке AX проходит от A к X, а в крайних – от Y к B и от Z к C.

На схеме (рис. 4) показано, как три одинаковые обмотки соединяются с зажимами двигателя в звезду или треугольник.

Рис. 4. Соединение обмоток в звезду и треугольник

1. Генератор с обмоткой статора, соединенной по представленной на рис. 5 схеме, при линейном напряжении 220 В питает током три одинаковые лампы сопротивлением по 153 Ом. Какие напряжение и ток имеет каждая лампа (рис. 5)?

Согласно включению лампы имеют фазное напряжение Uф=U/√3=220/1,732=127 В.

Ток лампы Iф=Uф/r=127/153=0,8 А.

2. Определить схему включения трех ламп на рис. 6, напряжение и ток каждой лампы сопротивлением по 500 Ом, подключенных к питающей сети с линейным напряжением 220 В.

Ток в лампе I=Uл/500=220/500=0,45 А.

3. Сколько вольт должен показывать вольтметр 1, если вольтметр 2 показывает напряжение 220 В (рис. 7)?

Фазное напряжение Uф=Uл/√3=220/1,73=127 В.

4. Какой ток показывает амперметр 1, если амперметр 2 показывает ток 20 А при соединении в треугольник (рис. 8)?

При соединении в треугольник ток в фазе потребителя меньше, чем в линии.

5. Какие напряжение и ток будут показывать измерительные приборы 2 и 3, включенные в фазу, если вольтметр 1 показывает 380 В, а сопротивление фазы потребителя 22 Ом (рис. 9)?

Вольтметр 2 показывает фазное напряжение Uф=Uл/√3=380/1,73=220 В. а амперметр 3 – фазный ток Iф=Uф/r=220/22=10 А.

6. Сколько ампер показывает амперметр 1, если сопротивление одной фазы потребителя 19 Ом с падением напряжения на нем 380 В, которое показывает вольтметр 2, включенный согласно рис. 10.

Ток в фазе Iф=Uф/r=Uл/r=380/19=20 А.

Ток потребителя по показанию амперметра 1 Iл=Iф∙√3=20∙1,73=34,6 А. (Фаза, т. е. сторона треугольника, может представлять собой обмотку машины, трансформатора или другое сопротивление.)

7. Асинхронный двигатель на рис. 2 имеет обмотку, соединенную в звезду, и включается в трехфазную сеть с линейным напряжением Uл=380 В. Каким будет фазное напряжение?

Фазное напряжение будет между нулевой точкой (зажимы X, Y, Z) и любыми из зажимов A, B, C:

8. Обмотку асинхронного двигателя из предыдущего примера замкнем в треугольник, соединив зажимы на щитке двигателя согласно рис. 3 или 4. Амперметр, включенный в линейный провод, показал ток Iл=20 А. Какой ток проходит по обмотке (фазе) статора?

Линейный ток Iл=Iф∙√3; Iф=Iл/√3=20/1,73=11,56 А.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

На работу триода вредное влияние оказывают межэлектродные емкости. Влияют они тем сильнее, чем выше частота.

Триод имеет три емкости, которые на схемах иногда показывают символами конденсаторов (рис. 18.16). Емкость сетка — катод
С_g-к называют входной

Рис. 18.16. Межэлектродные емкости триода

(С_вх), емкость анод — катод С_а—к — выходной (С_вых)
и емкость анод — сетка С_а-g — проходной (С_пр). Они у ламп малой
и средней мощности составляют единицы пикофарад. Значения этих емкостей, приводимые в справочниках, включают в себя емкости
не только между электродами, но и между выводами.

Рассмотрим влияние каждой межэлектродной емкости.

При достаточном сеточном смещении, казалось бы, не должно быть сеточного тока. Однако за счет входной емкости С_g-к
в цепи сетки существует емкостный ток, т. е. входная емкость нагружает источник колебаний ИК. Этот ток создаёт падение
напряжения на

внутреннем сопротивлении источника колебаний R_ИK. В результате уменьшается переменное
напряжение на зажимах ИК, переменный анодный ток, усиленное переменное напряжение и выходная мощность. Чем выше частота,
тем меньше сопротивление входной емкости, тем больше емкостный сеточный ток и потеря напряжения на R_ИK

Это явление незаметно на низких частотах, но на высоких частотах оно может значительно снизить эффективность работы усилительного
каскада. Пусть, например, R_ИK = 100 кОм и С_g-к =
10 пФ. Тогда на частоте 500 Гц сопротивление 1/(ωС_g-к) = 32 МОм, что равносильно разрыву
цепи. Но если повысить частоту до 5 МГц, т. е. в 10⁴ раз, то сопротивление входной емкости станет равным 3,2 кОм.
Оно будет сильно нагружать источник колебаний, и его напряжение резко понизится.

Действие выходной емкости состоит в том, что она шунтирует нагрузку каскада. Полное сопротивление нагрузки Z_H
станет меньше R_H, и это приведет к понижению коэффициента усиления каскада.

На высоких частотах емкость С_а—к вызывает также фазовый сдвиг выходного напряжения.
При усилении звуковых колебаний это не имеет значения, но для телевизионных сигналов и в ряде других случаев фазовый сдвиг
недопустим.

В каскадах, имеющих в качестве нагрузки колебательный контур (в усилителях радиочастоты и генераторах), емкость С_а—к
входит в состав контура и добавляется к его емкости. При расчете контура емкость С_а—к
учитывается. На весьма высоких частотах она может оказаться больше емкости контура. Построить такой контур невозможно. Если
имеется резонансный контур в цепи сетки, то входная емкость добавляется к емкости этого контура.

При смене ламп из-за разброса их межэлектродных емкостей нарушается настройка контуров.

Наиболее вредное влияние оказывает проходная емкость С_а-g. Прежде всего, она нагружает источник
колебаний. Емкостный ток I_m равен сумме емкостных токов I_mg-к и I_ma-g,
протекающих через емкости С_g-к
и С_а-g :

I_m ≈ I_mg-к + I_ma-g (18.54)

Знак приближенного равенства стоит потому, что токи правильнее складывать геометрически, а не арифметически.

Выразим каждый ток по закону Ома:

I_mg-к = U_mgωС_g-к

и I_ma-g = U_ma-gωС_а-g, (18.55)

где U_ma-g — амплитуда напряжения между анодом и сеткой.

Так как переменные напряжения сетки и анода U_mg и U_ma сдвинуты по фазе
на 180°, то напряжение U_ma-g равно их сумме:

U_ma-g = U_mg – (-U_ma) = U_mg+U_ma.

(18.56)

Вынесем в этом выражении за скобку U_mg. Тогда получим

U_ma-g =U_ma (l + U_ma/U_mg)=U_mg(l+K).

(18.57)

Отсюда следует

I_m= U_mgωС_g-к + U_mgωС_a-g
(l + K) = U_mgω[С_g-к + С_a-g (l
+ K)]. (18.58)

Выражение в квадратных скобках представляет собой входную рабочую емкость усилительного каскада с триодом:

С_вх._раб = С_g-к + С_a-g (l + K).
(18.59)

В режиме без нагрузки K = 0 и входная емкость усилительного каскада

С_вх = С_g-к + С_a-g. (18.60)

А в рабочем режиме входная емкость значительно больше, чем в режиме без нагрузки. Например, если С_g-к
= 5 пФ, С_a-g = 3 пФ и K = 40, то в режиме без нагрузки С_вх
= 5 + 3 = 8 пФ, а в рабочем режиме С_вх.раб = 5 + 3·(1+40) = 5 + 123 = 128 пФ, т. е. в 16
раз больше.

Второе вредное влияние емкости С_a-g заключается в том, что через нее от источника колебаний
проходит переменный ток в анодную цепь. Поэтому емкость С_a-g и назвали проходной.

В некоторых схемах источник колебаний работает непрерывно, а лампа запирается на определенные промежутки времени. Но
через емкость С_а-g и при запертой лампе ток от источника ИК попадает в цепь нагрузки.

Особенно неприятно третье вредное явление — обратная связь между анодной и сеточной цепями через емкость С_а-g.
Усиленные колебания через емкость С_а-g проникают из анодной цепи обратно в сеточную цепь.
Переменный ток от лампы идет не только в цепь нагрузки, но через емкость С_а-g также и в цепь
сетки. Этот ток создает на участке сетка — катод напряжение обратной связи.

Можно сказать, что выходное напряжение на участке анод — катод приложено к делителю, состоящему из емкости С_а-g
и участка сетка — катод. Часть выходного напряжения, приходящаяся на этот участок, является напряжением обратной связи.
С повышением частоты сопротивление емкости С_а-g уменьшается и обратная связь усиливается.
Если обратная связь положительна, то она может привести к паразитной генерации колебаний и тогда нормальная работа каскада
нарушится. Поэтому в усилителях радиочастоты используют не триоды, а тетроды или пентоды, в которых устраняется вредное влияние
проходной емкости (см. гл. 19).

Лабораторная работа № 35

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВАКУУМНОГО
ТРИОДА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Цель
работы — изучение работы трехэлектродной лампы,
снятие ее характеристик и определение параметров.

Приборы
и принадлежности: трехэлектродная лампа, миллиамперметр,
вольтметр, реостат, источник тока, соединительные провода.

Снятие семейства анодных и анодно-сеточных
характеристик вакуумного триода и определение его параметров

Т р и о д о м  называется электронный вакуумный прибор, у
которого в пространстве между анодом и катодом помещен третий электрод — сетка.
Конструкция триода показана на рис. 1. Катод 1 и анод 3 у него устроены так
же, как и у диодов (см. описание в работе № 42).

Рис. 1

При наличии сетки 2 количество электронов,
достигающих анода, а следовательно, и сила анодного тока зависит не только от
величины анодного напряжения, но и от величины и знака потенциала сетки
относительно катода.

Изменение потенциала на сетке оказывает большее влияние на анодный
ток, чем такое же изменение на аноде, так как сетка находится гораздо ближе к
катоду, чем к аноду. Если к сетке приложить положительный потенциал
относительно катода, то поток электронов, испускаемых катодом, будет
ускоряться; если потенциал сетки отрицательный, то поток электронов будет
тормозиться. Наконец, при некотором отрицательном значении потенциала сетки
число электронов, пролетающих сквозь сетку к аноду, становится незначительным
и поэтому ток практически равен нулю. В этом случае говорят, что лампа
заперта. Кривая, показывающая зависимость между I_а и U_с при U_а = const, изображена на рис. 2б. Она называется  сеточной характеристикой, а
кривая зависимости анодного тока I_а от  анодного напряжения U_а, при постоянном сеточном потенциале U_с = const, называется анодной (рис.2 а). Для различных U_а запирающий сеточный потенциал будет различным, он тем больше по
абсолютной величине, чем больше U_а. Поэтому для каждого U_а мы имеем другую сеточную характеристику. Набор сеточных
характеристик, получаемых для различных значений анодного напряжения,
называют семейством сеточных
характеристик. Сетка позволяет управлять режимом работы лампы, и поэтому
ее называют управляющей сеткой.

   а                                                        б                     

Рис. 2

Параметры вакуумного триода

 Параметрами трехэлектродной лампы
называются величины, определяющие ее свойства и пригодность для тех или иных
целей.

Анодный ток I_а трехэлектродной лампы при
постоянном напряжении накала является функцией двух переменных: анодного
напряжения U_а и сеточного напряжения U_с. Изменение анодного тока может быть вызвано изменением как сеточного
напряжения, так и анодного, что и является характерной особенностью данного
типа ламп.

Внутреннее сопротивление

Величина

                              (1)

называется дифференциальным внутренним
сопротивлением лампы.

Внутреннее сопротивление R_i
показывает, на сколько вольт надо изменить напряжение на аноде лампы, чтобы
ее анодный ток изменился на 1 мА при неизменном потенциале на управляющей
сетке.

Крутизна сеточной
характеристики

Величина      

                               (2)

показывает, на
сколько миллиампер изменяется ток при изменении потенциала сетки на 1 В, если
анодное напряжение постоянно.

Коэффициент
усиления

Коэффициент усиления  представляет
собой отношение изменения анодного напряжения к изменению напряжения сетки, дающих
одинаковые изменения анодного тока:

.                                   (3)

Очевидно, .

Все три параметра имеют смысл только при
работе лампы ниже тока насыщения на наклонном участке характеристики, так как
в области тока насыщения изменение потенциала анода и сетки не вызывает
изменения анодного тока. Ниже показано, как практически определить параметры
лампы .

Имея, по крайней мере, две характеристики,
можно легко определить параметры лампы. Пусть одна из характеристик снята при
анодном напряжении , а другая при  =80 В. В
области прямолинейных участков этих характеристик строим треугольник DEF (рис. 3), где DE
проводим параллельно оси абсцисс, EF – параллельно оси ординат.

Обозначим абсциссы точек D, E, F
соответственно d, e (абсциссы точек F и E совпадают), ординаты — f, e (ординаты точек D и E
совпадают).

Рис. 3

Определение крутизны сеточной характеристики

Рассмотрим левую характеристику, снятую
при  Если
напряжение на сетке U_с возрастает от «U_d»
до «U_e»,
I_a
увеличивается от «I_e»
до «I_f».
Значит, при U_a = const_x

ΔU_c = U_f – U_d;

ΔI = I_d – I_f; S =  .

Определение внутреннего сопротивления

Точки F и E принадлежат к различным
характеристикам, но сняты при одном и том же потенциале на сетке. Ординаты
точек E и F показывают силы тока соответственно при U_а =
 и
при
U_а = . Так как для этих точек ΔU_c = 0, то увеличение силы тока от «I_e»
до «I_f»
обусловлено только изменением анодного напряжения, тогда

R_i =
 .

Определение коэффициента усиления

Изменить силу тока от «I_e»
до «I_f»
можно двумя путями:

1) увеличивая U_с
от «U_d» до «U_e»
при U_a =
= const;

2) увеличивая U_а
от «» до «» при U_с = const.

Отношение ΔU_а к ΔU_с,
дающее одинаковые изменения силы анодного тока, и есть коэффициент усиления,
т.е.

 .

Рассмотренные выше основные параметры лампы характеризуют статический
режим, т.е. такой, когда нагрузочное
сопротивление в цепи отсутствует. Их называют поэтому статическими параметрами. Обычно в
анодные цепи включены н а г р у з о ч н ы е   с о п р о т и в л е н и я (рис.
4). В этом случае режим лампы и ее параметры называются динамическими.

Рис. 4

Для исследования трехэлектродной лампы
применяется установка, принципиальная схема которой изображена на рис. 5.

В данной работе определяются только
статические параметры лампы.

Ход работы

Упражнение 1.
Снятие статических анодных характеристик.

1. Собрать схему (рис. 5), соблюдая
полярность.

2. Включить источник питания. Напряжение
на сетке установить равным нулю, т.е. U_с =
0.

Рис. 5

3. Снять анодную характеристику, повышая
анодное напряжение U_а от 0 В до 200 В через 20 В.

4. Провести те же измерения при различных
значениях напряжения на сетке (U_с = -2 В; U_с =
2 В). Данные измерений занести в таблицу 1.

Таблица
1

5. Построить семейство статических анодных
характеристик, откладывая по оси абсцисс значения U_а в
вольтах, а по оси ординат значения I_а в
миллиамперах (см. рис.2 а).

Упражнение 2.
Снятие сеточных характеристик.

1. С помощью реостата R₁
установить значение анодного напряжения в пределах 80÷160 В.

2. Изменяя сеточное напряжение через 1В и
поддерживая анодное напряжение на выбранном уровне, снять зависимость тока от
напряжения на сетке.

3. Выбрав значение анодного напряжения на
другом уровне, повторить измерения, указанные в предыдущем пункте. Данные
занести в таблицу 2.

 Таблица 2

4. По результатам измерений построить
сеточные характеристики.

Упражнение 3.
Определение параметров трехэлектродной лампы.

Используя семейство статических сеточных
характеристик и семейство статических анодных характеристик, определить
величины R_i, S, , руководствуясь методикой, изложенной в
разделе «Параметры вакуумного триода».

Вопросы для допуска к работе

1.      Какова цель работы?

2.      Расскажите об устройстве, принципе
действия и назначении вакуумного триода.

3.      Объясните физический смысл параметров
трехэлектродной лампы.

4.      Какой режим работы называется статическим,
динамическим?

5.      Оцените погрешность метода измерений параметров
лампы.

6.      Выберите масштаб для построения графиков.

Вопросы для защиты работы

1. Дайте анализ сеточных и анодных
характеристик.

2. Как определить параметры лампы по
сеточным и анодным характеристикам?

3. Каковы Ваши критические замечания по
данной работе?