к оглавлению

Конденсаторы

Конденсаторы относятся к одному из наиболее распространенных компонентов РЭА. В программе EWB 4.1 конденсаторы представлены тремя типами, показанными на рис. 4.35, а.

Electronics Workbench V 5.12

Первый тип охватывает практически все конденсаторы, второй — электролитические, третий — подстроечные; значение емкости каждого конденсатора может быть установлено в пределах от 10'8 пФ до 10е Ф. Емкость подстроечного конденсатора может изменяться нажатием назначенной пользователем клавиши клавиатуры (по умолчанию — клавиши С), начиная от максимального значения до минимального с заданным шагом (от 1 до 100%). Все эти установки производятся с помощью диалогового окна на рис. 4.36.

При расчете переходных процессов в программе используется схема замещения конденсатора, показанная на рис. 4.35, б, параметры которой определяются выражениями [67]:

Electronics Workbench V 5.12

при численном интегрировании по методу трапеций;

Electronics Workbench V 5.12

при использовании метода Гира.

Здесь h — приращение времени на каждом шаге интегрирования; I„ — значение тока эквивалентного источника на п-м шаге; Rc„, U„ и Ic„ — сопротивление шунтирующего резистора, напряжение на конденсаторе и ток на га-м шаге.

В качестве примера рассмотрим используемую на практике схему емкостного делителя (рис. 4.37). Выходное напряжение делителя, измеряемое мультиметром, определяется формулой:

Electronics Workbench V 5.12 (4.4)

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Рис. 4.37. Емкостной делитель

Поскольку измерения можно проводить при различной форме напряжения функционального генератора, то при сопоставлении результатов расчета по формуле (4.4) и результатов моделирования необходимо учитывать, что мультиметр измеряет эффективное значение напряжения, которое для синусоидального сигнала составляет 0,707 от амплитудного, 0,578 — для треугольного и равно амплитуде меандра (прямоугольный сигнал со скважностью 2). Рассмотрим возможность использования в качестве подстроечного конденсатора варикапа — специально сконструированного диода, барьерная емкость р—га-перехода которого зависит от обратного напряжения:

Electronics Workbench V 5.12 (4.5)

где С„ — емкость перехода при обратном напряжении U„, С, — емкость при нулевом напряжении, Ui — температурный потенциал перехода (при комнатной температуре он составляет 26 мВ), т=0,5 — для резких (сплавных) и 0,333 — для плавных (диффузионных) переходов.

Основной параметр варикапа — емкость С„ при номинальном напряжении смещения. Кроме того, указываются максимальная С„„,„ и минимальная С,„» емкости при минимальном и максимальном напряжениях смещения соответственно. Иногда в числе характеристик варикапа приводится коэффициент перекрытия емкости — отношение максимальной емкости к минимальной.

Качество конденсатора характеризуется добротностью, которая определяется как отношение реактивного сопротивления к полному сопротивлению потерь диода на заданной частоте. Повышение добротности достигается путем уменьшения утечек.

В программе EWB нет специальной модели варикапа, вместо нее можно использовать модель диода. В перечень параметров диода входят следующие (см. рис. 4.38, в квадратных скобках приведены обозначения параметров, принятые в EWB 5.0):

Saturation current Is [IS], A — обратный ток диода, по умолчанию 10 " А;

Ohmic resistance rs [RS], Ом — объемное сопротивление (от десятков до десятых долей Ом);

Zero-bias junction capacitance Cj [CJO], Ф — барьерная емкость р— га-перехода при нулевом напряжении (от единиц до десятков пФ);

Junction potential vj [VJ], В — контактная разность потенциалов (0,75 В);

Tranzit time т [ТТ], с — время переноса заряда;

Junction grading coefficient m [M] — конструктивный параметр перехода (см. формулу (4.5), в большинстве случаев m = 0,333);

Rovers Bias Breakdown Voltage Vbr [BV], В — максимальное обратное напряжение, задается со знаком минус, для стабилитронов параметр не нормируется.

Для стабилитронов в перечень параметров включаются:

Zener test current Izt [IZT], A — номинальный ток стабилизации (от единиц до десятков мА);

Zener test voltage at Izt Uzt [VZT], В — напряжение стабилизации при номинальном токе стабилизации.

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Рис. 4.39. Емкостной делитель с диодом

Схема емкостного делителя с использованием диода (рис. 4.39) содержит цепь смещения (цепь управления барьерной емкостью), состоящую из источника напряжения Uc и резистора R, генератор (амплитуда 1 В, частота 1 МГц), мультиметр, эталонный конденсатор Со и исследуемый диод VD типа kl (переименованная модель Ideal для возможности редактирования параметров) с барьерной емкостью Ci = 100 пФ при нулевом напряжении на переходе. Конденсаторы Со и Ci образуют емкостной делитель, выходное напряжение которого определяется выражением (4.4). С помощью этого выражения можно определить емкость

Electronics Workbench V 5.12 (4.6)

Контрольные вопросы и задания

Вопросы составлены с учетом сведений, приведенных в Приложении 2.

1. Определите коэффициент деления емкостного делителя на рис. 4.37 при минимальных и максимальных значениях емкости конденсаторов CI и С2, указанных на рис. 4.35.

2. Изменяя напряжение Uc источника смещения в схеме на рис. 4.39 и измеряя мультиметром напряжение Uo, с помощью формулы (4.6) найдите зависимость барьерной емкости диода от напряжения Uc и сравните с результатами расчета по формуле (4.5).

3. Рассчитайте зависимость барьерной емкости обратно смещенного диода от напряжения смещения в схеме рис. 4.39 при т=0,5 и 0,333 и сравните полученные данные с результатами моделирования. Проведите аналогичные исследования для стабилитрона, при этом необходимо учесть, что максимальное напряжение смещения должно быть меньше напряжения стабилизации.

4. Какая разница между керамическим и электролитическим конденсатором?

5. В честь кого названа единица емкости?

6. Назовите области применения конденсаторов.

7. Какие типы конденсаторов Вы знаете?

8. Что такое номинальное значение емкости конденсатора и какими нормативными документами оно устанавливается?

9. С какими допусками выпускаются конденсаторы?

10. Назовите основные характеристики конденсаторов и определите их значимость в зависимости от области применения.

11. Какие Вы знаете конденсаторы с электрически управляемой емкостью?

12. В какой бытовой аппаратуре используются варикапы и с какой целью?

к оглавлению


(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 09.08.2020 - 18:30: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
09.08.2020 - 18:29: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
09.08.2020 - 14:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от схиигумена Сергия (Николая Романова) - Карим_Хайдаров.
09.08.2020 - 04:38: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
08.08.2020 - 18:15: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
08.08.2020 - 18:12: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
08.08.2020 - 17:06: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
08.08.2020 - 14:37: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
08.08.2020 - 06:18: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
07.08.2020 - 17:15: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
07.08.2020 - 17:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
07.08.2020 - 13:57: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution