xung hiện tại

Trong các thiết bị điện tử khác nhau, ví dụ, trong thiết bị điện tử và bán dẫn, tức là trong bộ khuếch đại, bộ chỉnh lưu, radio, máy phát điện, tivi, cũng như trong micrô carbon, điện báo và nhiều thiết bị khác, dòng điện và điện áp gợn sóng được sử dụng rộng rãi… Theo thứ tự không lặp lại lý do hai lần, chúng ta sẽ chỉ nói về dòng điện, nhưng mọi thứ liên quan đến dòng điện cũng đúng với điện áp.

Các dòng xung có hướng không đổi nhưng thay đổi giá trị của chúng có thể khác nhau. Đôi khi giá trị hiện tại thay đổi từ giá trị khác không cao nhất đến thấp nhất. Trong các trường hợp khác, dòng điện giảm xuống bằng không. Nếu như mạch điện một chiều bị ngắt ở một tần số nhất định thì trong một khoảng thời gian nào đó không có dòng điện trong mạch.

Trong bộ lễ phục. 1 cho thấy đồ thị của các dòng sóng khác nhau. Trong bộ lễ phục. 1, a, b, sự thay đổi dòng điện xảy ra theo đường cong hình sin, nhưng không nên coi các dòng điện này là dòng điện xoay chiều hình sin, vì chiều (dấu) của dòng điện không thay đổi. Trong bộ lễ phục.1, c cho thấy một dòng điện bao gồm các xung riêng biệt, tức là các "cú sốc" ngắn hạn của dòng điện, được phân tách với nhau bằng các khoảng dừng có thời lượng lớn hơn hoặc ngắn hơn và thường được gọi là dòng điện xung. Các dòng xung khác nhau khác nhau về hình dạng và thời gian của các xung, cũng như tốc độ lặp lại.

Thật thuận tiện khi coi một dòng điện dao động thuộc bất kỳ loại nào là tổng của hai dòng điện - một chiều và xoay chiều, được gọi là dòng điện hạn hoặc thành phần. Bất kỳ dòng xung nào cũng có các thành phần DC và AC. Điều này có vẻ xa lạ với nhiều người. Trên thực tế, xét cho cùng, dòng điện dao động là dòng điện luôn chạy theo một hướng và thay đổi giá trị của nó.

Làm thế nào bạn có thể biết nó chứa dòng điện xoay chiều thay đổi hướng? Tuy nhiên, nếu hai dòng điện — một chiều và xoay chiều — chạy đồng thời qua cùng một dây, thì sẽ có một dòng điện dao động chạy trong dây đó (Hình 2). Trong trường hợp này, biên độ của dòng điện xoay chiều không được vượt quá giá trị của dòng điện một chiều. Dòng điện một chiều và xoay chiều không thể chạy riêng biệt qua dây dẫn. Chúng thêm vào một dòng điện tử chung có tất cả các đặc tính của dòng dao động.

Cơm. 1. Đồ thị các dòng sóng khác nhau

Việc bổ sung dòng điện AC và DC có thể được hiển thị bằng đồ họa. Trong bộ lễ phục. Hình 2 hiển thị đồ thị của dòng điện một chiều bằng 15 mA và dòng điện xoay chiều có biên độ 10 mA. Nếu chúng ta tính tổng các giá trị của các dòng điện này cho các thời điểm riêng lẻ, có tính đến hướng (dấu hiệu) của các dòng điện, chúng ta sẽ có được biểu đồ dòng sóng như trong hình. 2 với một dòng đậm. Dòng điện này thay đổi từ mức thấp 5 mA đến mức cao 25 ​​mA.

Việc bổ sung các dòng điện được xem xét xác nhận tính hợp lệ của việc biểu diễn dòng điện dao động dưới dạng tổng của các dòng điện một chiều và xoay chiều. Tính đúng đắn của biểu diễn này cũng được khẳng định bởi thực tế là với sự trợ giúp của một số thiết bị, có thể tách các thành phần của dòng điện này ra khỏi nhau.

Cơm. 2. Thu được dòng điện xung bằng cách thêm dòng điện một chiều và xoay chiều.

Cần nhấn mạnh rằng bất kỳ dòng điện nào cũng có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của một số dòng điện. Ví dụ: dòng điện 5 A có thể được coi là tổng của dòng điện 2 và 3 A chạy theo một hướng hoặc tổng của dòng điện 8 và 3 A chạy theo các hướng khác nhau, nói cách khác, sự khác biệt giữa các dòng điện 8 và 3 A. Không khó để tìm các tổ hợp khác của hai hoặc nhiều dòng điện cho tổng 5 A.

Ở đây có một sự tương đồng hoàn toàn với nguyên tắc bổ sung và phân hủy các lực lượng. Nếu hai lực có hướng bằng nhau tác dụng lên một vật bất kỳ, chúng có thể được thay thế bằng một lực chung. Các lực tác dụng ngược chiều nhau có thể được thay thế bằng hiệu số đơn vị. Ngược lại, một lực nhất định luôn có thể được coi là tổng của các lực tương ứng có hướng bằng nhau hoặc hiệu giữa các lực ngược hướng.

Không nhất thiết phải phân tích dòng điện một chiều hoặc xoay chiều hình sin thành dòng điện thành phần. Nếu chúng ta thay dòng xung bằng tổng của dòng một chiều và dòng xoay chiều, thì bằng cách áp dụng các định luật đã biết về dòng một chiều và dòng xoay chiều cho các dòng thành phần này, có thể giải nhiều bài toán và thực hiện các phép tính cần thiết liên quan đến dòng xung.

Khái niệm về dòng điện xung là tổng của dòng điện một chiều và xoay chiều là thông thường.Tất nhiên, không thể giả định rằng tại những khoảng thời gian nhất định, dòng điện một chiều và xoay chiều thực sự chạy ngược chiều nhau dọc theo dây dẫn. Trên thực tế, không có hai dòng electron ngược chiều nhau.

Trong thực tế, dòng điện dao động là một dòng điện duy nhất thay đổi giá trị của nó theo thời gian. Sẽ đúng hơn khi nói rằng điện áp xung hoặc EMF xung có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của các thành phần không đổi và biến.

Ví dụ, trong FIG. 2 cho thấy hằng số emf của một trình tạo được thêm vào biến emf của một trình tạo khác theo đại số như thế nào. Kết quả là chúng ta có một EMF dao động gây ra dòng dao động tương ứng. Tuy nhiên, một cách có điều kiện, có thể coi rằng EMF không đổi tạo ra dòng điện một chiều trong mạch và EMF xoay chiều - dòng điện xoay chiều, khi cộng lại, tạo thành dòng điện dao động.

Mỗi dòng xung có thể được đặc trưng bởi các giá trị tối đa và tối thiểu của Itax và Itin, cũng như các thành phần không đổi và biến của nó. Thành phần hằng số được ký hiệu là I0. Nếu thành phần xoay chiều là dòng điện hình sin, thì biên độ của nó được ký hiệu là It (tất cả các đại lượng này được thể hiện trong Hình 2).

Không nên nhầm lẫn với It và Itax. Ngoài ra, giá trị tối đa của sóng hiện tại Imax không nên được gọi là biên độ. Thuật ngữ biên độ thường chỉ đề cập đến dòng điện xoay chiều. Về dòng điện dao động, chúng ta chỉ có thể nói về biên độ của thành phần biến đổi của nó.

Thành phần không đổi của dòng xung có thể được gọi là giá trị trung bình Iav của nó, nghĩa là giá trị trung bình số học. Thật vậy, nếu chúng ta xem xét những thay đổi trong một khoảng thời gian của dòng dao động thể hiện trong hình.2, có thể thấy rõ điều sau: trong nửa chu kỳ đầu tiên, một số giá trị được thêm vào dòng điện 15 mA bằng cách thay đổi thành phần hiện tại, thay đổi từ 0 đến 10 mA và trở lại 0, và trong nửa sau -chu kỳ, chính xác các giá trị hiện tại giống nhau được trừ khỏi 15 mA hiện tại.

Do đó, dòng điện 15 mA thực sự là giá trị trung bình. Vì dòng điện là sự truyền các điện tích qua mặt cắt ngang của dây dẫn, nên Iav là giá trị của dòng điện một chiều sao cho trong một chu kỳ (hoặc trong một số chu kỳ) mang cùng một lượng điện như dòng điện dao động này .

Đối với dòng điện xoay chiều hình sin, giá trị của Iav trong mỗi chu kỳ bằng 0 vì điện lượng chạy qua tiết diện của vật dẫn trong một nửa chu kỳ bằng điện lượng chạy ngược chiều trong nửa chu kỳ còn lại. Trên đồ thị dòng điện biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện i vào thời gian t, điện lượng do dòng điện mang được biểu thị bằng diện tích của hình giới hạn bởi đường cong dòng điện, vì điện lượng được xác định bởi sản phẩm mà nó.

Đối với dòng điện hình sin, diện tích của nửa sóng âm và dương bằng nhau. 2, trong nửa thời gian đầu, lượng điện năng mang theo bởi thành phần AC được cộng với lượng điện năng mang theo dòng điện Iav (vùng tô đậm trong hình). Và trong nửa chu kỳ thứ hai, cùng một lượng điện được rút ra. Kết quả là, cùng một lượng điện được truyền trong toàn bộ thời gian như với một dòng điện một chiều duy nhất Iav, nghĩa là diện tích của hình chữ nhật Iav T bằng diện tích giới hạn bởi đường cong dòng sóng.

Do đó, thành phần không đổi hoặc giá trị trung bình của dòng điện được xác định bởi sự truyền điện tích qua tiết diện của dây dẫn.

Phương trình hiện tại được hiển thị trong Hình. 2 rõ ràng nên được viết dưới dạng sau:

Công suất của dòng xung phải được tính bằng tổng công suất của các dòng thành phần của nó. Ví dụ, nếu dòng điện được hiển thị trong Hình. 2 đi qua một điện trở có điện trở R thì công suất của nó là

trong đó I = 0,7Im là giá trị rms của thành phần biến.

Bạn có thể giới thiệu khái niệm về giá trị rms của dòng sóng Id. Công suất được tính theo cách thông thường:

Cân bằng biểu thức này với biểu thức trước đó và giảm nó bằng R, chúng tôi nhận được:

Các mối quan hệ tương tự có thể thu được cho ứng suất.