Sumber isyarat elektrik

Perbezaan potensi antara dua titik yang berbeza dipanggil voltan elektrik, yang ringkasnya dipanggil "voltan", kerana teori litar elektrik terutamanya berkaitan dengan fenomena atau proses elektrik. Oleh itu, jika dua kawasan yang potensinya berbeza antara satu sama lain entah bagaimana dicipta, maka voltan U = φ1 — φ2 akan muncul di antara mereka, di mana φ1 dan φ2 ialah potensi kawasan peranti di mana, disebabkan penggunaan sedikit potensi elektrik tenaga dengan nilai yang tidak sama terbentuk...

Sebagai contoh, sel kering mengandungi pelbagai bahan kimia - arang batu, zink, aglomerat, dan lain-lain. Hasil daripada tindak balas kimia, tenaga (dalam kes ini kimia) dibelanjakan, tetapi sebaliknya, kawasan dengan bilangan elektron yang berbeza muncul dalam unsur, yang menyebabkan potensi tidak sama pada bahagian unsur tersebut di mana rod karbon dan cawan zink berada. .

Oleh itu, terdapat voltan antara wayar dari rod karbon dan cawan zink. Voltan ini merentasi terminal terbuka sumber dipanggil daya gerak elektrik (disingkat EMF).

Oleh itu, EMF juga merupakan voltan, tetapi dalam keadaan tertentu. Daya elektromotif diukur dalam unit yang sama dengan voltan, iaitu volt (V) atau unit pecahan - milivolt (mV), mikrovolt (μV), dengan 1 mV = 10-3 V dan 1 μV = 10-6 V.

Istilah «EMF», yang telah berkembang dari segi sejarah, sebenarnya tidak tepat, kerana EMF mempunyai dimensi voltan, bukan daya sama sekali, itulah sebabnya ia baru-baru ini ditinggalkan, menggantikan istilah «voltan dalaman» (iaitu, voltan, teruja di dalam sumber) atau «voltan rujukan». Memandangkan istilah «EMF» digunakan dalam banyak buku dan GOST tidak dibatalkan, kami akan menggunakannya dalam artikel ini.

Oleh itu, daya gerak elektrik sumber (EMF) ialah perbezaan potensi yang dijana di dalam sumber hasil daripada penggunaan beberapa jenis tenaga.

Kadang-kadang dikatakan bahawa EMF pada sumber dibentuk oleh kuasa luar, yang difahami sebagai pengaruh bukan elektrik. Jadi, dalam penjana yang dipasang di loji kuasa industri, EMF terbentuk kerana penggunaan tenaga mekanikal, contohnya, tenaga air yang jatuh, bahan api terbakar, dll. Pada masa ini, bateri solar menjadi lebih biasa, di mana tenaga cahaya ditukar menjadi tenaga elektrik dan lain-lain.

Dalam teknologi komunikasi, elektronik radio dan cabang teknologi lain, voltan elektrik diperoleh daripada peranti elektronik khas yang dipanggil penjana isyarat, di mana tenaga rangkaian elektrik industri ditukar kepada voltan berbeza yang diambil daripada terminal keluaran.Dengan cara ini, penjana isyarat menggunakan tenaga elektrik daripada rangkaian perindustrian dan juga menghasilkan voltan jenis elektrik, tetapi dengan parameter yang sama sekali berbeza, yang tidak boleh diperoleh secara langsung daripada rangkaian.

Ciri yang paling penting dari mana-mana voltan ialah pergantungannya pada masa. Secara umum, penjana menghasilkan voltan yang nilainya berubah mengikut masa. Ini bermakna pada bila-bila masa voltan pada terminal keluaran penjana adalah berbeza. Voltan sedemikian dipanggil pembolehubah, berbeza dengan pemalar, yang nilainya kekal tidak berubah mengikut masa.

Perlu diingat bahawa pada asasnya mustahil untuk menghantar sebarang maklumat (ucapan, muzik, imej televisyen, data digital, dll.) Dengan voltan malar, dan kerana teknik komunikasi direka khusus untuk penghantaran maklumat, perhatian utama akan diberikan. beralih kepada mengambil kira isyarat yang berubah-ubah masa.

Voltan pada bila-bila masa dipanggil serta-merta... Nilai voltan segera biasanya pembolehubah bergantung masa dan dilambangkan dengan huruf kecil (huruf kecil) dan (t) atau, ringkasnya, — dan. Penjumlahan nilai serta-merta ​membentuk bentuk gelombang. Sebagai contoh, jika dalam selang dari t = 0 hingga t = t1 voltan meningkat mengikut perkadaran dengan masa, dan dalam selang dari t = t1 hingga t = t2 ia berkurangan mengikut undang-undang yang sama, maka isyarat tersebut mempunyai bentuk segi tiga. .

Mereka sangat penting dalam teknologi komunikasi isyarat gelombang persegi… Untuk isyarat sedemikian, voltan dalam selang dari t0 hingga t1 adalah sama dengan sifar, pada masa ini t1 meningkat secara mendadak kepada nilai maksimum, dalam selang dari t1 hingga t2 ia kekal tidak berubah, pada masa t2 menurun secara mendadak kepada sifar, dan lain-lain.

Isyarat elektrik dibahagikan kepada berkala dan tidak berkala. Isyarat berkala dipanggil isyarat yang nilai serta-merta berulang selepas masa yang sama, dipanggil tempoh T. Isyarat tidak berkala muncul hanya sekali dan tidak berulang lagi. Undang-undang yang mengawal isyarat berkala dan tidak berkala adalah sangat berbeza.

nasi. 1

nasi. 2

nasi. 3

Sebilangan besar daripada mereka, yang betul-betul betul untuk isyarat berkala, ternyata tidak betul sepenuhnya untuk isyarat tidak berkala dan sebaliknya. Kajian tentang isyarat bukan berkala memerlukan radas matematik yang lebih kompleks daripada untuk mengkaji isyarat berkala.

Isyarat segi empat tepat dengan jeda antara denyutan atau, seperti yang dipanggil, "letupan" (dari konsep "menghantar isyarat") adalah sangat penting. Isyarat sedemikian dicirikan oleh kitaran tugas, i.e. nisbah tempoh masa T kepada masa penghantaran ti:

Sebagai contoh, jika masa jeda adalah sama dengan masa nadi, iaitu, penghantaran berlaku dalam separuh tempoh, maka kitaran tugas

dan jika masa penghantaran adalah satu persepuluh daripada tempoh itu, maka

Untuk melihat secara visual bentuk gelombang voltan, alat pengukur dipanggil osiloskop... Pada skrin osiloskop, pancaran elektron mengesan lengkung voltan yang digunakan pada terminal input osiloskop.

Apabila osiloskop biasanya dihidupkan, lengkung pada skrinnya diperolehi sebagai fungsi masa, iaitu, imej pengesanan rasuk serupa dengan yang ditunjukkan dalam rajah. 1, a — 2, b.Jika dalam satu tiub rasuk elektron terdapat peranti yang mencipta dua rasuk dan dengan itu membenarkan dua imej diperhatikan serentak, maka osiloskop sedemikian dipanggil osiloskop rasuk dua.

Osiloskop dwi rasuk mempunyai dua pasang terminal input, dipanggil input saluran 1 dan saluran 2. Osiloskop dwi rasuk jauh lebih maju daripada osiloskop rasuk tunggal: ia boleh digunakan untuk membandingkan secara visual proses dalam dua peranti berbeza, pada input dan terminal keluaran satu peranti, serta melakukan beberapa eksperimen yang sangat menarik.

nasi. 4

Osiloskop ialah alat pengukur paling moden yang digunakan dalam kejuruteraan elektronik, dengan bantuannya anda boleh menentukan bentuk isyarat, mengukur voltan, frekuensi, anjakan fasa, memerhati spektrum, membandingkan proses dalam litar yang berbeza, dan juga melakukan beberapa pengukuran dan penyelidikan , yang akan dibincangkan dalam bahagian berikut.

Perbezaan antara nilai serta-merta terbesar dan terkecil dipanggil voltan swing Up (huruf besar menunjukkan bahawa pemalar dalam nilai masa sedang diterangkan, dan subskrip «p» bermaksud perkataan «julat». Notasi Ue boleh juga digunakan). Oleh itu, pada skrin osiloskop, pemerhati melihat bentuk voltan yang disiasat dan julatnya.

Sebagai contoh, dalam FIG. 4a menunjukkan lengkung voltan sinusoidal, dalam Rajah. 4, b - separuh gelombang, dalam rajah. 4, c - gelombang penuh, dalam rajah. 4, d - bentuk kompleks.

Jika lengkung adalah simetri tentang paksi mengufuk, seperti dalam rajah. 3, a, maka separuh daripada julat dipanggil nilai maksimum dan dilambangkan dengan Um.Jika lengkung adalah satu sisi, iaitu, semua nilai serta-merta mempunyai tanda yang sama, sebagai contoh, positif, maka ayunan adalah sama dengan nilai maksimum, dalam kes ini Um = atas (lihat Rajah 3, a, 3, b, 4. b, 4, c). Oleh itu, dalam kejuruteraan komunikasi, ciri utama voltan ialah: tempoh, bentuk, julat; dalam mana-mana eksperimen, pengiraan, kajian, seseorang mesti terlebih dahulu mempunyai idea tentang nilai-nilai ini.