Электротехника

[profrotter]

(hvost_soroki)

hvost_soroki в сообщении #631705 писал(а):

Я не переживаю (т.к. знаю), я удивляюсь!

Чему удивляться? Вы пишете в теме, в которой приведена схема, на которой нет ни одного трансформатора (заметьте ни одного сварочного трансформатора тоже!), ни одного конденсатора, ни одной индуктивности и начинаете писать тут про кулон-вольтные и вебер-амперные характеристики нелинейных ёмкостных и индуктивных элементов и вольт-амперных характеристиках сворочных трансформаторов.

Отчего Вы всегда затеваете терминологические споры? На все ваши споры есть ГОСТ, но никак не рукопедия. В данном случае ГОСТ19880-74 "Электротехника. Основные понятия, термины и определения". Пунктом 87 утверждена вольт-амперная характеристика: "зависимость напряжения на зажимах элемента электрической цепи от тока в нём". Пунктом 90 утверждена вебер-амперная характеристика: "Зависимость потокосцепления элемента или участка электрической цепи от тока в ней." Других терминов, подходящих под аббревиатуру ВАХ ГОСТ не даёт.

Характеристики по амплитудам первых гармоник напряжения и тока применяются в частотно-избирательных нелинейных цепях и называются также колебательными характеристиками, также амплитудными характеристиками. ГОСТом не регламентированы. В этой теме, опять же ввиду отсутствия энергоёмких элементов, такие характеристики неуместны.

[hvost_soroki]

(profrotter)

Вы сбивали с толку топикстартера заявляя, что

profrotter в сообщении #631373 писал(а):

Если источник тока переменный, как это изображено, то говорить о ВАХ нельзя, ибо она определяется для бесконечно-медленно изменяющихся постоянных напряжений.

profrotter в сообщении #631519 писал(а):

ВАХ - это перегруженная аббревиатура, под которой может скрываться вольтамперная характеристика (как в этой теме) и веберамперная характеристика. Первая представляет собою зависимость тока через двухполюсник от приложенного к нему постоянного напряжения при бесконечно-медленном изменении последнего. Вторая - зависимость потока по какому-либо участку магнитной цепи от падения магнитного напряжения на этом участке.

Я возразил Вам, что вольт-амперные характеристики определяются не только для постоянного напряжения (тока) но и для переменного, приведя примеры. Примеры для цепи диод-резистор я не мог привести согласно правилам форума (в разделе «помогите решить разобраться» запрещено размещать готовые решения).

ГОСТ Р 52002-2003 писал(а):

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Термины и определения основных понятий
93 вольт-амперная характеристика
Зависимость электрического напряжения на выводах элемента электрической цепи от
электрического тока в нем

Здесь ничего не говорится о характере напряжения и тока — постоянный или переменный. Это описано в учебниках.

По Бессонову — характеристики по амплитудам первых гармоник напряжения и тока применяются, если токи и напряжения изменяются по сложному закону.
Вольт-амперные характеристики для действующих значений применяют если токи и напряжения мало отличаются от синусоидальных.

К сожалению, я не знаю что такое «частотно-избирательные нелинейные цепи», и Google мне не помог.

[profrotter]

(hvost_soroki)

hvost_soroki в сообщении #631841 писал(а):

Я возразил Вам, что вольт-амперные характеристики определяются не только для постоянного напряжения (тока) но и для переменного, приведя примеры.

Это не правда. Вы привели примеры для вольт-амперных характеристик по первой гармонике, а также для действующих значений. К теме ваши примеры не имеют отношения. В теме речь шла о вольт-амперной характеристике. Ещё раз: нигде не фигурировали энергоёмкие элементы и нигде не говорилось о ВАХ по первой гармонике, ВАХ по действующим значениям. Сказано просто "ВАХ"! Я лишь указал на очевидную некорректность при попытке определения ВАХ для двухполюсника, содержащего источник переменного напряжения, причём

Babeuf в сообщении #631319 писал(а):

Источник напряжения произвольный, главное чтобы напряжение менялось от $-5$ до $+5$ В.

Кстати, уверен, Вы не нарушите правила форума, если расскажите как определить ВАХ по первой гармонике этого двухполюсника, когда он включает "произвольный" источник переменного напряжения. Вот вам мел в руки и милости просим к доске. Заранее благодарен.

О частотно-избирательных цепях смотрим в учебнике Стеценко Радиотехнические цепи и сигналы. Если вам интересно, конечно.

[hvost_soroki]

(Оффтоп)

Я приводил три типа характеристик на переменном токе
В том числе,
«а) характеристики для мгновенных значений — … вольт-амперные (ВАХ) для резистивных элементов и диодов» —
которые непосредственно касаются темы.
Ну а два других типа, конечно, здесь не подходят.
Как снимаются ВАХ диода на переменном токе для мгновенных значений можно посмотреть здесь. Тут ни мел, ни доска не нужны. Нужен осциллограф.
Упоминаемый в видео «первый метод по точкам» это то, о чём Вы говорите. А второй метод — «на осциллографе», это то, о чём говорю я.

Частотно избирательные цепи, с использованием линейных элементов (фильтры), мне известны. Мне неизвестны «частотно-избирательные нелинейные цепи». У меня нет учебника Стеценко, и лень рыться в сети. Может быть Вы приведёте пример таких цепей, и я пойму о чём Вы говорите.

[profrotter]

(Оффтоп)

hvost_soroki в сообщении #632406 писал(а):

Как снимаются ВАХ диода на переменном токе для мгновенных значений можно посмотреть здесь. Тут ни мел, ни доска не нужны. Нужен осциллограф.

Я знаю способ проще: ВАХ диода можно посмотреть в справочнике! Ладно. Закончили пустотрёп. И ещё: цепь называется нелинейной, если она содержит хотя бы один нелинейный элемент. Точка.

[hvost_soroki]

(Оффтоп)

ВАХ диода Вы не увидите в справочнике, ибо она никому не нужна. В справочнике приводятся — «постоянное прямое напряжение» и «средний обратный ток», т.е. то, чем реальный диод отличается от идеального.

Но, ВАХи туннельных и обращённых диодов приводятся. Потому что у них ВАХи необычные.
Здесь рассказывают о тех и о других.

Приведите пример «частотно-избирательной цепи» с нелинейным элементом. Мне любопытно!
Может быть, Вы имеете в виду варикапы?

[profrotter]

(Оффтоп)

hvost_soroki в сообщении #632668 писал(а):

Приведите пример «частотно-избирательной цепи» с нелинейным элементом. Мне любопытно!

Привожу примеры: резонансный усилитель в нелинейном режиме, умножитель частоты, модулятор, детектор, автогенератор. Обычно такие цепи содержут нелинейный резистивный элемент (радиолампу, транзистор, диод) и частотно-избирательную систему (как правило на линейных элементах RC, RLC). Нелинейный элемент используется для получения колебаний тех частот, которых не было в составе входного воздействия. Частотно-избирательная система предназначена для выделения полезных продуктов нелинейности. Анализ и проектирование указанных устройств упрощается в предположении, что имеет место гармоническое воздействие известной амплитуды и часто полезными оказываются колебательные характеристики по первой гармонике (для резонансного усилителя и автогенератора), по второй или третьей гармонике (для умножителя частоты). Они представляют собой зависимость амплитуды первой (второй, третьей) гармоники тока через нелинейный элемент от амплитуды гармонического воздействия.

Но опять же Вы не хотите вспомнить главное. Все характеристики снимаются при медленном (теоретически бесконечно-медленном) изменении параметра воздействия. Когда рассматривается ВАХ диода, то предполагается, что постоянное напряжение, которое к нему приложено изменятся медленно, или что после изменения напряжения мы подождём, когда в цепи установится стационарный режим. В противном случае на результатах измерений скажется инерционность процессов в диоде. А в результате может иметь место смещение характеристики, образование замкнутых фигур ("неправильных эллипсов") вместо графиков. Вот эта самая медленность изменений о которой я говорю как раз и означает, что должны рассматриваться условия, при которых диод является безынерционным. Понятно, что на практике могут быть методы исследования ВАХ (как ваш любимый с помощью осциллографа), когда испльзуется переменное периодическое воздействие, необходимое для того, чтобы образ ВАХ можно было наблюдать на экране, но опять же нужно знать граничную частоту диода и должно быть обеспечно условие, при котором частота воздействия гораздо меньше этой граничной частоты. Тогда инерционные процессы можно не учитывать.

То же самое касается и ваших любимых характеристик по первой гармонике. Они рассматриваются в предоложении безынерционности цепи, что, вообще говоря, при наличии энергоёмких элементов в цепи (ёмкости, индуктивности), без которых смысл испльзования этих характеристик при анализе нелинейных цепей для меня лично сомнителен, уже само по себе является неверным. Так вот при снятии ВАХ по первой гармонике предполагается, что амплитуда гармонического воздействия изменяется бесконечно-медленно, а на практике - измерения должны производиться после установления стационарного режима, последующего изменению амплитуды гармонического воздействия. В противном случае - если допущена инерционность процессов, получаемые характеристики будут отличаться от теоретических. Или наоборот - теоретические будут отличаться от экспериментальных, но учесть эти отличия в теории очень трудно, поскольку нелинейная цепь описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений. При наличии хороших моделей - компьютерное моделирование в помощь.

[profrotter]

(Оффтоп)

hvost_soroki в сообщении #632406 писал(а):

Как снимаются ВАХ диода на переменном токе для мгновенных значений можно посмотреть здесь. Тут ни мел, ни доска не нужны. Нужен осциллограф.

Простите, не удержался. Посмотрел ролик и хочу дополнить. Ваша ссылка демонстрирует очередную крамолу. На осциллографе наблюдается не ВАХ диода, а ВАХ последовательного соединения диода и сопротивления. Для того, чтобы можно было наблюдать нечто приближенное к ВАХ диода требуется, чтобы измерительное сопротивление всё время было гораздо меньше статического сопротивления диода. Однако сопротивление эталонного резистора рассчитывается в ролике исходя из коэффициентов масштаба по каналам Х и У осциллографа.

В чём будет отличие? Диод и измерительный резистор соединены последовательно, следовательно через них протекает один и тот же ток, а напряжения складываются, поэтому для того, что наблюдается на экране осциллографа можем записать: $u(i)=iR+u_d(i)$. Отсюда видно, что главным требованием чистоты эксперимента является выполнение условия $iR\ll u_d(i)$. Но, чтобы его проверить надо уже знать ВАХ диода.

То, что упускается в ролике является эффектом широко известным: при последовательном включении диода и резистора происходит линеаризация ВАХ. Это, кстати, там видно - на экране получается кусочно-линейная характеристика.

[hvost_soroki]

(Оффтоп)

profrotter в сообщении #632707 писал(а):

Обычно такие цепи содержут нелинейный резистивный элемент (радиолампу, транзистор, диод) и частотно-избирательную систему (как правило на линейных элементах RC, RLC)

Я полагал, что это разные вещи, и рассчитываются они отдельно — («мухи отдельно, котлеты отдельно»). Но, похоже, что формально Вы правы — они могут быть частями одной электрической цепи.
Странно, что ёмкостная связь (через электрическое поле) является цепью, а трансформаторная (через магнитное поле) — нет.

profrotter в сообщении #632707 писал(а):

В противном случае на результатах измерений скажется инерционность процессов в диоде.

Почему Вы этого боитесь? Ведь, например, инерционность индуктивности сказывается на результатах измерений — на постоянном токе одно, а на переменном совсем другое. Но нам нужно знать и то, и другое. То же относится и к диоду (в большинстве случаев диоды работают в цепях переменного тока).

[android2012]

Babeuf в сообщении #629239 писал(а):

Подскажите пожалуйста, какой системой дифференциальных уравнений можно описать следующую схему:

Напряжение - синусоида от времени.
Я придумал следующую систему уравнений, где диод заменяется ёмкостью $C $:
$di/dt=(V(t)-i(t)\dotRs-u(t))$
$du/dt=(i(t)-Id(u(t)))/C $
$Id(u(t))=0.3u(t)\exp(-a u(t))-B\cdot\exp(20 \cdot u(t) -1)$ - ВАХ диода, заданное формулой ($a$ и $B$ - константы).

Не могу разглядеть куда идут проводники на другой стороне платы от точек перехода ...

[profrotter]

(Оффтоп)

hvost_soroki в сообщении #633201 писал(а):

Почему Вы этого боитесь?

Потому, что когда имеет место инерционность, то ВАХ уже никому не нужна, поскольку диод следует описывать системой нелинейных дифференциальных уравнений - в эквивалентной схеме появляются нелинейные ёмкости.

[hvost_soroki]

profrotter
Наоборот, нужна, т.к. ВАХ всё это отражает. Недаром её используют для обнаружения неисправностей.

[profrotter]

hvost_soroki, ВАХ является характеристикой безынерционного нелинейного элемента. Когда имеет место инерционность, ВАХ ничего не отражает и бесполезна, по причинам, которые я уже писал. Более того, результаты, которые будут получаться при попытке снимать ВАХ под переменным периодическим воздействием, будут зависеть от вида этого воздейстия, что уже не позволяет называет полученное "характеристикой", поскольку оно может отражать лишь синтетические свойства совокупности нелинейный элемент - воздействие. Более того в грамотно спроектированном узле, благодаря стараниям грамотного разработчика, используется тот тип прибора, граничная частота которого гораздо больше рабочей частоты. Поэтому при анализе и проектировании предположение о безынерционности вполне оправдано. Возможно вас вводит в заблуждение тот самый крамольный ролик, о котором я уже писал. Там в конце ролика "очарованный радиолюбитель" заявляет, что ВАХ является единственной характеристикой диода. Это неверно.

ВАХ полупроводниковых приборов не используют для обнаружения неисправностей - её используют при проектировании РЭА как характеристику полупроводникового прибора в простой (безынерционной) модели. Конечно можно выпаивать, скажем, диод из платы и снимать его ВАХ для проверки. Но гораздо проще осуществить эту проверку омметром. Ещё проще сразу заменить на новый. Нынче стакан этих диодов стоит дешевле чем стакан водки.

У меня сложилось впечатление, что необходимо ещё раз написать, что ВАХ и ВАХ по первой гармонике, которую Вы когда-то снимали, работая с (сварочным) трансформатором, - это две разные вещи. Это разные понятия, относящиеся к разным устройствам, имеющие разный смысл и применение. ВАХ по первой гармонике - это не ВАХ, а именно "ВАХ по первой гармонике".

Читать, например, Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.: "Энергия", 1977, параграф 2-9