Файл: Демирчян, Нейман, Коровкин, Чечурин. Теоретические основы электротехники.т.2.2003.pdf

Íà ðèñ.19.37 ïîêàçàíî óñëîâíîå îáîçíà÷åíèå ïîëåâîãî òðèîäà ñ êàíàëîì òè-

ïà

n

(çäåñü

è

— èñòîê,

ç

— çàòâîð,

ñ

— ñòîê). Ó òðèîäîâ ñ êàíàëîì òèïà

p

íàïðàâ-

ëåíèÿ ñòðåëîê ó ñòîêà è çàòâîðà ìåíÿþòñÿ íà ïðîòèâîïîëîæíûå.

Àíàëîãè÷íî áèïîëÿðíûì òðèîäàì äëÿ ïîëåâûõ òðèîäîâ òàêæå

âîçìîæíû òðè ñõåìû âêëþ÷åíèÿ: ñ îáùèì çàòâîðîì, ñ îáùèì èñòî-

êîì è ñ îáùèì ñòîêîì. Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëà ñõå-

ìà ñ îáùèì èñòîêîì, â êîòîðîé âõîäíûì íàïðÿæåíèåì ñëóæèò

u

çè

, à

âûõîäíûì —

u

ñè

.

Íà ðèñ.19.38 ïðèâåäåíî ñåìåéñòâî õàðàêòåðèñòèê

i

c

=

f

(

u

ñè

) ïðè ðÿäå íàïðÿ-

æåíèé

u

çè

=

const.

Àíàëîãè÷íî ñõåìå äëÿ òðåõýëåêòðîäíîé ýëåêòðîííîé ëàìïû (ñì. § 19.8) ìî-

æåì çàïèñàòü

di

i

u

du

i

u

du

c

c

c

=

+

¶

¶

¶

¶

çè

çè

ñè

ñè

.

Âåëè÷èíà

¶

¶

¶

¶

i

u

i

u

G

u

c

c

ñè

ñè

const

âí

çè

=

æ
è

çç

ö
ø

÷÷

=

=

ïðåäñòàâëÿåò

ñîáîé

âíóòðåííþþ ïðîâîäèìîñòü

, à îáðàòíàÿ âåëè-

÷èíà

R

G

âí

âí

=

1 —

âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå

òðèîäà.

Âåëè÷èíó

¶

¶

¶

¶

i

u

i

u

S

u

c

çè

c

çè

cons

ñè

=

æ
è

çç

ö
ø

÷÷

=

=

t

íàçûâàþò

êðó-

òèçíîé

õàðàêòåðèñòèêè òðèîäà.

 ìàëîñèãíàëüíîì ðåæèìå, ñ÷èòàÿ

G

âí

è

S

ïîñòîÿííûìè è çàïèñûâàÿ âûðàæå-

íèå –

S

D

u

çè

=

G

âí

D

u

ñè

–

D

i

ñ

, ìîæåì ðàññìàòðèâàòü âåëè÷èíó –

S

D

u

çè

= Á

â êà÷åñò-

âå çàâèñèìîãî èñòî÷íèêà òîêà, à

G

âí

D

u

ñè

— â êà÷åñòâå òîêà ÷åðåç âíóòðåííþþ

ïðîâîäèìîñòü ýòîãî èñòî÷íèêà. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà ïî-

êàçàíà íà ðèñ. 19.39.

Îíà íàõîäèò ïðèìåíåíèå, êîãäà íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ýëåêòðîäàìè íåèçìåííû

âî âðåìåíè ëèáî èçìåíÿþòñÿ ñ íèçêîé ÷àñòîòîé, ïðè êîòîðîé ìîæíî ïðåíåáðå÷ü

òîêàìè ñìåùåíèÿ ìåæäó ýëåêòðîäàìè ïîëåâîãî òðèîäà. Äëÿ ó÷åòà òîêîâ ñìåùå-

íèÿ â ýêâèâàëåíòíûå ñõåìû ñëåäóåò ââåñòè ñîîòâåòñòâóþùèå åìêîñòíûå ýëåìåí-

òû

C

çè

,

C

çñ

,

C

ñè

ìåæäó ýëåêòðîäàìè òðèîäà. Óïðîùåííàÿ ñõåìà òðèîäà â ìàëîñèã-

íàëüíîì ðåæèìå èçîáðàæåíà íà ðèñ. 19.40. Èç-çà îñîáåííîñòåé ãåîìåòðèè ïîëå-

âîãî òðèîäà (ñì. ðèñ. 19.31) åìêîñòü

C

ñè

îáû÷íî íà ïîðÿäîê ìåíüøå åìêîñòåé

C

çè

è

C

çñ

.

Ãëàâà 19. Ýëåìåíòû íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, èõ õàðàêòåðèñòèêè è ïàðàìåòðû

353

Ðèñ. 19.37

Ðèñ. 19.38

Ðèñ. 19.39

Ðèñ. 19.40

Ýêâèâàëåíòíûå ñõåìû (ðèñ. 19.36, 19.39) ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ðàñ÷å-

òà ñëîæíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, ñîäåðæàùèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûå òðèîäû.

Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè áîëüøèõ àìïëèòóäàõ ïåðåìåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ

òîêîâ è íàïðÿæåíèé â òðèîäå óæå íåëüçÿ íå ñ÷èòàòüñÿ ñ íåëèíåéíîñòüþ åãî õà-

ðàêòåðèñòèê. Ïðè âûñîêèõ ÷àñòîòàõ íåîáõîäèìî ñ÷èòàòüñÿ ñ òåì, ÷òî ñîïðîòèâ-

ëåíèÿ ýêâèâàëåíòíîé ñõåìû êîìïëåêñíûå.

19.12. Óïðàâëÿåìûå íåëèíåéíûå ýëåìåíòû. Òèðèñòîðû

Òèðèñòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óïðàâëÿåìûé ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðèáîð, ñîäåð-

æàùèé íåñêîëüêî

p

–

n

-îáëàñòåé è ñïîñîáíûé íàõîäèòüñÿ ïîäîáíî äèîäó â îò-

êðûòîì ëèáî çàêðûòîì ñîñòîÿíèè.

Íà ðèñ. 19.41 ïîêàçàíà õàðàêòåðíàÿ äëÿ òèðèñòîðîâ êðåìíèåâàÿ 4-ñëîéíàÿ

ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ ñòðóêòóðà, ñîäåðæàùàÿ òðè ïåðåõîäà Ï

1

, Ï

2

, Ï

3

ìåæäó ïîëó-

ïðîâîäíèêàìè ðàçëè÷íîãî òèïà ñ ìåòàëëè÷åñêèìè ýëåêòðîäàìè, íàçûâàåìûìè

àíîäîì, êàòîäîì è óïðàâëÿþùèì ýëåêòðîäîì.

Íàïðÿæåíèå

U

àê

áàòàðåè ñíèæàåò ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð â

p–n

-ïåðåõîäàõ Ï

1

è Ï

3

, â ñâÿçè ñ ÷åì, êàê è â ïîëóïðîâîäíèêîâîì òðèîäå, äûðêè èç îáëàñòè àíîäà

äðåéôóþò è ÷åðåç ïåðåõîä Ï

2

÷àñòè÷íî äîñòèãàþò îáëàñòè

p

2

, à ýëåêòðîíû èç îá-

ëàñòè êàòîäà, ïðîõîäÿ ÷åðåç îáëàñòü

p

2

, ÷àñòè÷íî äîñòèãàþò îáëàñòè

n

1

. Ïðè

íåêîòîðûõ ìàëûõ íàïðÿæåíèÿõ

U

àê

è

u

ó

ïðîõîäÿùèé ÷åðåç ñîïðîòèâëåíèå

R

í

íà-

ãðóçêè òîê áóäåò íåáîëüøèì è òèðèñòîð çàêðûò (èëè, äðóãèìè ñëîâàìè, âûêëþ-

÷åí). Åñëè ïðè

U

àê

=

const óâåëè÷èâàòü íàïðÿæåíèå

u

ó

óïðàâëåíèÿ, òî ñ âîçðàñòà-

íèåì òîêà ïåðåõîäà Ï

3

áóäåò ðàñòè è òîê ïåðåõîäà Ï

2

, ÷òî ïðèâîäèò ê ðîñòó òîêà

ïåðåõîäà Ï

1

è åùå áîëüøåìó óâåëè÷åíèþ òîêà òèðèñòîðà. Åñëè ïðè íåêîòîðîì

çíà÷åíèè

U

àê

íàïðÿæåíèå

u

ó

äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ

u

ó0

, íàçûâàåìîãî íàïðÿæåíèåì

îòêðûâàíèÿ, òî íà÷èíàåòñÿ ëàâèíîîáðàçíûé ïðîöåññ âîçðàñòàíèÿ òîêà òèðèñòî-

ðà, äîñòèãàþùåãî íàèáîëüøåãî çíà÷åíèÿ, êîãäà òèðèñòîð ïîëíîñòüþ îòêðûò.

Íà ðèñ. 19.42 èçîáðàæåíû çàâèñèìîñòè

i

=

f

(

U

àê

,

u

ó

) äëÿ ðÿäà çíà÷åíèé óïðàâ-

ëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ.

×åòûðåõñëîéíóþ ïîëóïðîâîäíèêîâóþ ñòðóêòóðó òèðèñòîðà ìîæíî ïðåäñòà-

âèòü â âèäå ýêâèâàëåíòíîé åé ñòðóêòóðû èç äâóõ òðèîäîâ: òèïà

p–n–p

è

n

–

p–n

(ðèñ. 19.43) — è, èñïîëüçóÿ ñõåìû, ýêâèâàëåíòíûå òðèîäó, ñîñòàâèòü ýêâèâàëåíò-

íóþ ñõåìû òèðèñòîðà.

Êàê âèäíî, òèðèñòîð ìîæåò îòêðûâàòüñÿ è ïðè

u

ó

=

0, åñëè íàïðÿæåíèå

U

àê

äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ

u

0

. Íà íåëèíåéíîé õàðàêòåðèñòèêå

i

=

f

(

U

àê

) òèðèñòîðà äëÿ

354

×àñòü 3. Òåîðèÿ íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ öåïåé

Ðèñ. 19.41

Ðèñ. 19.42

Ðèñ. 19.43

êàæäîãî èç çíà÷åíèé óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ

u

ó

ìîæíî âûäåëèòü ó÷àñòîê

1

,

ñîîòâåòñòâóþùèé çàêðûòîìó ñîñòîÿíèþ òèðèñòîðà,

2

— ïàäàþùèé ó÷àñòîê, íà

êîòîðîì ïðè âîçðàñòàíèè òîêà

i

íàïðÿæåíèå

U

àê

óìåíüøàåòñÿ, è ó÷àñòîê

3

, ñîîò-

âåòñòâóþùèé îòêðûòîìó ñîñòîÿíèþ òèðèñòîðà.

Îñîáåííîñòü òèðèñòîðà çàêëþ÷àåòñÿ â íåçàâèñèìîñòè òîêà

i

îò çíà÷åíèÿ íà-

ïðÿæåíèÿ

u

ó

ïðè åãî îòêðûòîì ñîñòîÿíèè. Ïîýòîìó ïîñëå îòêðûâàíèÿ òèðèñòîðà

è ïåðåõîäà åãî íà ó÷àñòîê

3

õàðàêòåðèñòèêè ïðè óìåíüøåíèè

u

ó

äî íóëÿ îòêðû-

òîå ñîñòîÿíèå òèðèñòîðà ñîõðàíÿåòñÿ è ïåðåõîä åãî â çàêðûòîå ñîñòîÿíèå ìîæåò

áûòü îñóùåñòâëåí òîëüêî ïðè óìåíüøåíèè íàïðÿæåíèÿ

U

àê

.

Òèðèñòîðû ïðèìåíÿþò â ýëåêòðè÷åñêèõ öåïÿõ ñðåäíåé è áîëüøîé ìîùíîñòè

ïðè ïîñòðîåíèè ïðåîáðàçîâàòåëåé íàïðÿæåíèÿ, äëÿ óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâàìè

ýëåêòðîìåõàíèêè è ýëåêòðîýíåðãåòèêè, â êîòîðûõ òèðèñòîðû ðàáîòàþò â êëþ÷å-

âîì ðåæèìå.

19.13. Íåëèíåéíûå ñâîéñòâà ôåððîìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ

Èíäóêòèâíîñòè ýëåêòðè÷åñêèõ êîíòóðîâ, à òàêæå ìàãíèòíûå ñîïðîòèâëåíèÿ ìàã-

íèòíûõ öåïåé çàâèñÿò îò ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ñðåäû, â êîòîðîé ñóùåñòâóåò ìàãíèò-

íîå ïîëå.

Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü

m

ôåððîìàãíèòíûõ âåùåñòâ, îñíîâíûìè ïðåäñòà-

âèòåëÿìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ æåëåçî, íèêåëü, êîáàëüò è èõ ñïëàâû, çíà÷èòåëüíî

ïðåâûøàåò ìàãíèòíóþ ïîñòîÿííóþ (

m

>>

m

0

) è ñèëüíî çàâèñèò îò íàïðÿæåííî-

ñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ò. å.

m =

f

(

H

).

Ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ â ôåððîìàãíèòíûõ âåùåñòâàõ ìîæåò èìåòü ïðè îäíîì

è òîì æå çíà÷åíèè íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ, çàâèñÿùèå îò ïðå-

äûäóùèõ ìàãíèòíûõ ñîñòîÿíèé ìàòåðèàëà. Ïîýòîìó äëÿ òîãî, ÷òîáû âåëè÷èíîé

m =

B/H

ìîæíî áûëî ïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå õàðàêòåðèñòèêè ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ

ôåððîìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ, íåîáõîäèìî òî÷íî îãîâîðèòü ìåòîä îïðåäåëåíèÿ

ýòîé õàðàêòåðèñòèêè.

Ðàññìîòðèì ïðîöåññ íàìàãíè÷èâàíèÿ ôåððîìàãíèòíîãî âåùåñòâà. Ïðåäïîëî-

æèì, ÷òî ïåðâîíà÷àëüíî âåùåñòâî áûëî ïîëíîñòüþ ðàçìàãíè÷åíî, ò. å. ïîëå ýëå-

ìåíòàðíûõ òîêîâ âî âíåøíåì ïðîñòðàíñòâå íå îáíàðóæèâàëîñü. Ïðè ìîíîòîí-

íîì óâåëè÷åíèè íàïðÿæåííîñòè âíåøíåãî ïîëÿ èíäóêöèÿ ðàñòåò ñíà÷àëà áûñòðî

(êðèâàÿ 0

D

1

íà ðèñ. 19.44) âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî ýëåìåíòàðíûå òîêè îðèåíòèðó-

þòñÿ òàê, ÷òî èõ ìàãíèòíûå ïîòîêè äîáàâëÿþòñÿ ê âíåøíåìó ïîòîêó. Ïðè áîëü-

øèõ çíà÷åíèÿõ èíäóêöèè ñêîðîñòü åå âîçðàñòàíèÿ óìåíüøàåòñÿ. Ìàãíèòíîå

ñîñòîÿíèå âåùåñòâà ïðèáëèæàåòñÿ ê

íàñûùåíèþ.

Ïðè ýòîì óæå ïî÷òè âñå ýëå-

ìåíòàðíûå òîêè îðèåíòèðîâàíû òàê, ÷òî èõ ìàãíèòíûå ïîëÿ ñîâïàäàþò ïî íà-

ïðàâëåíèþ ñ âíåøíèì ïîëåì. Êðèâàÿ

OD

1

, ïîëó÷àþùàÿñÿ ïðè óñëîâèè, ÷òî

âåùåñòâî ïðåäâàðèòåëüíî áûëî ðàçìàãíè÷åíî, íàçûâàåòñÿ í à ÷ à ë ü í î é ê ð è -

â î é í à ì à ã í è ÷ è â à í è ÿ.

Ïðåäïîëîæèì, ÷òî íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ áûëà äîâåäåíà äî íåêîòîðîãî çíà÷å-

íèÿ

+H

m

(òî÷êà

D

1

íà ðèñ. 19.44) è çàòåì âíîâü óìåíüøàåòñÿ. Êðèâàÿ

B

=

f

(

H

)

ïðè óáûâàþùåé íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ ðàñïîëàãàåòñÿ âûøå íà÷àëüíîé êðèâîé íà-

ìàãíè÷èâàíèÿ. Ïðè óìåíüøåíèè âåëè÷èíû

H

äî íóëÿ íàáëþäàåòñÿ îñòàòî÷íàÿ

íàìàãíè÷åííîñòü è ñîîòâåòñòâóþùàÿ åé

îñòàòî÷íàÿ èíäóêöèÿ.

Ýòî ñâèäåòåëüñò-

Ãëàâà 19. Ýëåìåíòû íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, èõ õàðàêòåðèñòèêè è ïàðàìåòðû

355

âóåò î òîì, ÷òî ýëåìåíòàðíûå òîêè â èçâåñòíîé ìåðå ñîõðàíèëè ñâîþ óïîðÿäî-

÷åííóþ îðèåíòàöèþ. ×òîáû èíäóêöèÿ ñòàëà ðàâíîé íóëþ, íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ

äîëæíà ïðèíÿòü îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå, íàçûâàåìîå ê î ý ð ö è ò è â í î é ñ è -

ë î é . Åñëè äîâåñòè

H

äî îòðèöàòåëüíîãî çíà÷åíèÿ –

H

m

, ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå

ðàâíîãî íàèáîëüøåìó ïîëîæèòåëüíîìó çíà÷åíèþ, òî èíäóêöèÿ ïðèìåò îòðèöà-

òåëüíîå çíà÷åíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå òî÷êå

C

1

. Âíîâü óâåëè÷èâàÿ íàïðÿæåííîñòü

äî +

H

m

, ïîëó÷àåì âåòâü

C

1

D

2

.

Òî÷êà

D

2

ëåæèò íèæå òî÷êè

D

1

, òàê êàê êðèâàÿ â íåå

ïðèõîäèò èç òî÷êè îòðèöàòåëüíîé îñòàòî÷íîé èíäóêöèè, òîãäà êàê â òî÷êó

D

1

êðèâàÿ ïðèõîäèò èç íà÷àëà êîîðäèíàò, ò. å. èç òî÷êè, ñîîòâåòñòâóþùåé íåéòðàëü-

íîìó ñîñòîÿíèþ âåùåñòâà. Ïîâòîðíîìó óìåíüøåíèþ âåëè÷èíû

H

ñîîòâåòñòâóåò

êðèâàÿ

D

2

C

2

, ïîñëåäóþùåìó çàòåì âîçðàñòàíèþ íàïðÿæåííîñòè ñîîòâåòñòâóåò

êðèâàÿ

C

2

D

3

, è ò. ä.

Òàêèì îáðàçîì, çíà÷åíèå èíäóêöèè ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè íàïðÿæåííîñòè

ïîëÿ çàâèñèò îò èñòîðèè ïðîöåññà íàìàãíè÷èâàíèÿ. Ýòî ÿâëåíèå íàçûâàåòñÿ ÿ â -

ë å í è å ì ì à ã í è ò í î ã î ã è ñ ò å ð å ç è ñ à. Òîëüêî ïîñëå äîñòàòî÷íîãî ÷èñëà

(ïðèìåðíî äåñÿòè) ïåðåìàãíè÷èâàíèé ïîëó÷àåì ñ è ì ì å ò ð è ÷ í ó þ ã è ñ ò å -

ð å ç è ñ í ó þ ï å ò ë þ (

CD

), èçîáðàæåííóþ íà ðèñ. 19.44 øòðèõîâîé ëèíèåé. Íà

ðèñ. 19.45 èçîáðàæåíî ñåìåéñòâî ñèììåòðè÷íûõ ãèñòåðåçèñíûõ ïåòåëü, ïîëó÷åí-

íûõ ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ

H

m

.

Êðèâàÿ

B

=

f

(

H

), ïðîõîäÿùàÿ ÷åðåç âåðøèíû

ñèììåòðè÷íûõ ãèñòåðåçèñíûõ ïåòåëü, íàçûâàåòñÿ î ñ í î â í î é ê ð è â î é í à -

ì à ã í è ÷ è â à í è ÿ è ÿâëÿåòñÿ âïîëíå îïðåäåëåííîé äëÿ äàííîãî ñîðòà ìàòåðèà-

ëà. Ïîýòîìó ïðèíÿòî îïðåäåëÿòü ìàãíèòíóþ ïðîíèöàåìîñòü ôåððîìàãíèòíûõ

ìàòåðèàëîâ èìåííî èç îñíîâíîé êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ. Òî÷íî òàê æå îñòàòî÷-

íóþ èíäóêöèþ

Â

r

è êîýðöèòèâíóþ ñèëó

H

c

îáû÷íî îïðåäåëÿþò èç ñèììåòðè÷íîé

ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè (ðèñ. 19.45), ïðè÷åì

H

m

äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî âåëèêî,

÷òîáû ïðè

H

m

âåùåñòâî áûëî áëèçêî ê ñîñòîÿíèþ ìàãíèòíîãî íàñûùåíèÿ.

Ïðè ïåðåìàãíè÷èâàíèè ôåððîìàãíèòíîãî âåùåñòâà â íåì ïðîèñõîäÿò ïîòåðè

ýíåðãèè íà ãèñòåðåçèñ.

Íåòðóäíî óáåäèòüñÿ, ÷òî ïëîùàäü çàìêíóòîé ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè â êîîðäè-

íàòàõ

B

è

H

, óìíîæåííàÿ íà ìàñøòàáû àáñöèññ è îðäèíàò, îïðåäåëÿåò ñîáîé ïî-

òåðè çà îäèí öèêë ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ.

356

×àñòü 3. Òåîðèÿ íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ öåïåé

Ðèñ. 19.44

Ðèñ. 19.45

Ïðåäïîëîæèì, ÷òî íàìàãíè÷èâàåìîå òåëî èç ôåððîìàãíèòíîãî âåùåñòâà èìå-

åò ôîðìó òîíêîãî êîëüöà, äëèíà êîòîðîãî

l

è ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå

s

. Êîëüöî íà-

ìàãíè÷èâàåòñÿ òîêîì

i

â îáìîòêå, èìåþùåé

w

âèòêîâ, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåí-

íûõ ïî äëèíå êîëüöà. Ðàáîòà âíåøíåãî èñòî÷íèêà ÝÄÑ, ñâÿçàííàÿ ñ èçìåíåíèåì

d

Y

ïîòîêîñöåïëåíèÿ

Y =

w

F

ñ îáìîòêîé, îïðåäåëÿåòñÿ òîé ÷àñòüþ (+

d

Y

/

dt

) íà-

ïðÿæåíèÿ íà çàæèìàõ îáìîòêè, êîòîðàÿ ïðåîäîëåâàåò ÝÄÑ (–

d

Y

/

dt

), èíäóöè-

ðóåìóþ èçìåíÿþùèìñÿ ïîòîêîñöåïëåíèåì:

dA i d

dt

dt i d

iw d

=

=

=

Y

Y

F

.

Ðàáîòà, çàòðà÷èâàåìàÿ âíåøíèì èñòî÷íèêîì ÝÄÑ íà èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî

ñîñòîÿíèÿ â åäèíèöå îáúåìà âåùåñòâà, ðàâíà

dA

dA

ls

iw

l

d

s

H dB

'

=

=

æ
è

ç ö

ø

÷=

F

.

Ýòà ðàáîòà îïðåäåëÿåòñÿ ïëîùàäüþ ïîëîñêè, èìåþùåé äëèíó

H

è øèðèíó

dB

è ãóñòî çàøòðèõîâàííîé íà ðèñ. 19.46,

à.

Ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ

îò –

H

m

äî

+H

m

ðàáîòà îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé ïëîùàäåé

EDL

è

CLG.

Ïëîùàäü

EDL

ïîëîæèòåëüíà, òàê êàê

H

> 0 è

dB

> 0. Ïëîùàäü

CLG

îòðèöàòåëüíà, òàê êàê

H

< 0, à

dB

> 0. Ïîýòîìó íåîáõîäèìî âçÿòü ðàçíîñòü àá-

ñîëþòíûõ çíà÷åíèé ýòèõ ïëîùàäåé. Ïðè óìåíüøåíèè íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ

ðàáîòà îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé ïëîùàäåé

KCG

è

KED

(ðèñ. 19.46,

á

). Ïëîùàäü

KCG

ïîëîæèòåëüíà, òàê êàê

H

< 0 è

dB

< 0, ïëîùàäü

æå

KED

îòðèöàòåëüíà, òàê êàê

H

> 0, à

dB

< 0. Íàêëàäûâàÿ äðóã íà äðóãà

ðèñ. 19.46,

à

è 19.46,

á

, ïîëó÷àåì ðèñ. 19.46,

â.

Òàêèì îáðàçîì, ðàáîòà âíåøíåãî èñòî÷íèêà, çàòðà÷èâàåìàÿ íà öèêëè÷åñêîå

ïåðåìàãíè÷èâàíèå åäèíèöû îáúåìà âåùåñòâà, îïðåäåëÿåòñÿ ïëîùàäüþ

s

ãèñòåðå-

çèñíîé ïåòëè. Ýòà ðàáîòà ðàâíà

A

H dB shb

'

=

=

ò

,

ãäå

h

— ìàñøòàá ïî îñè àáñöèññ è

b

— ìàñøòàá ïî îñè îðäèíàò. Ïîñëå îáõîäà

çàìêíóòîé ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå âåùåñòâà âîçâðàùàåòñÿ

ê òîìó, êîòîðîå áûëî äî íà÷àëà îáõîäà. Ñëåäîâàòåëüíî, íèêàêèõ èçìåíåíèé â çà-

ïàñå ýíåðãèè â ñèñòåìå íå ïðîèñõîäèò, è íåîáõîäèìî çàêëþ÷èòü, ÷òî ðàáîòà

A

¢

èäåò íà íåîáðàòèìûå ïðîöåññû, ñâÿçàííûå ñ ïåðåìàãíè÷èâàíèåì âåùåñòâà.

Ãëàâà 19. Ýëåìåíòû íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, èõ õàðàêòåðèñòèêè è ïàðàìåòðû

357

Ðèñ. 19.46