Я не знаю, чи є в світі хоча б одна людина, яка здатна, глянувши на незнайому електричну схему, відразу її зрозуміти і оцінити, і в цілому, і у всіх деталях

Вважаю, будь-який фахівець «переводить» схему на зрозумілу йому мову функціональних вузлів, з якими він зустрічався раніше, які знає добре Іноді, з метою економії місця або з інших причин, звичні вузли малюють незвичайним чином Розбираючи схему (переводячи її на зрозумілу вам мову), не бійтеся перемалювати її так, як вам звичніше

Ось приклад двох зображень однієї і тієї ж схеми

                                                

Рис 812 Два варіанти зображення електричного кола

Якщо перша схема нам добре знайома, то друга виглядає незвично

Я б порівняв складну електричну схему з шумом натовпу До вас доносяться, часом, знайомі слова, іноді фрази, але ви не можете зрозуміти, хто з ким і про що говорить

Для того ми і запускаємо програму симуляції, щоб поговорити з кожним окремо Ми можемо кожному задавати питання, зрозуміти відповіді, розпитати про щось докладніше У попередніх розділах я говорив, що на виході випрямляча додають конденсатор, який згладжує пульсації Давайте «поговоримо» з випрямлячем

Рис 813 Один «людина» з натовпу

Конденсатор має ємність 1 нФ (або 1000 пикофарад) Встановивши маркер на графіку до піку випрямленої напруги, ми можемо сказати, що величина пульсацій 04 В

Збільшимо ємність конденсатора до 10 нФ, а потім до 100 нФ

                                         

Рис 814 Графіки вихідної напруги при збільшенні ємності

У першому випадку пульсації зменшилися до 02 В, у другому до 001 В Ми можемо задати і інші питання Покладемо, рівень пульсацій в останньому випадку нас влаштовує Але що буде відбуватися з рівнем пульсацій при зміні навантаження Зараз опір навантаження (на малюнку не позначено) 100 кОм Зменшимо цей опір до 10 кОм, до 1 кОм

                                          

Рис 815 Графіки вихідної напруги при зміні навантаження

В останніх експериментах я використовував програму Qucs Програма безкоштовна, але не менш корисна для вивчення електричних ланцюгів, ніж Multisim Звичайно, Multisim в більшій мірі імітує роботу з макетом: ви додаєте віртуальний осцилограф, віртуальний генератор Але на екрані осцилографа вас цікавить графік Програма Qucs дає вам графік, з яким ви можете спокійно працювати Пізніше ми докладніше зупинимося на тому, як працювати з цими програмами Зараз же мені хотілося показати, як краще вивчати мову електричних схем

Якщо ви задумали зібрати складну для вас схему, то обовязково почніть з читання опису роботи схеми Це переклад графічного зображення на звичайну мову Часто такий опис починається з переліку функціональних вузлів (фраз графічного мови схем) Іноді є функціональна схема пристрою Якщо ні, намалюйте самі Наприклад, так:

Рис 816 Функціональна схема пристрою

Тепер кожен з цих функціональних вузлів ви можете розглянути окремо Про кожного з них корисно почитати Напевно, є багато книг, журналів або статей в Інтернеті, що описують ці функціональні вузли Так, базових схем випрямлячів не так багато

Рис 817 Різні схеми

Кожна з цих схем має свої переваги Але і свої недоліки Наприклад, друга схема вимагає в 4 рази більше діодів Остання схема вимагає двох вторинних обмоток

Схем стабілізаторів напруги існує безліч Але до базових я відніс би декілька: параметричний, компенсаційний і імпульсний Перші два виглядають так:

Рис 818 Параметричний і компенсаційний стабілізатори

Роботу кожної з цих схем можна перевірити, наприклад, використовуючи одну з програм симуляції Зустрічаючи схему стабілізатора, нехай і більш складну, її можна привести до виду базової схеми, тобто, зрозуміти принцип роботи схеми Або іншими словами, прочитати схему

Зробити це тим легше, чим краще ви зрозуміли роботу базових схем Розглянемо, що потрібно знати, щоб зрозуміти, як працюють наведені вище стабілізатори Чи вистачить тих знань, що дали попередні глави

Робота параметричного стабілізатора на малюнку вище обумовлена ​​в першу чергу властивостями стабілітрона Згадуючи стабілітрон, навіть показавши результат експерименту з ним, я забув згадати, що цей корисний компонент зявився через неприємної властивості, виявленого у випрямних діодів: коли величина зворотної напруги досягає деякого значення, то струм через діод різко зростає, що призводить до виходу діода з ладу Про це я теж згадував, але з тим, щоб підкреслити важливість такого параметра, як гранично допустима зворотна напруга

Вчені, продовжуючи удосконалювати конструкцію діода, вибираючи матеріали, разом з тим зацікавилися цим негативним ефектом, і стало зрозуміло, що його можна звернути на користь, якщо використовувати діод в парі з резистором, який буде обмежувати струм Якщо струм через діод при зворотному напрузі починає зростати, то напруга на додатковому резисторі буде збільшуватися, а, значить, напруга на діоді зменшуватися При зменшенні зворотної напруги на діоді, струм через нього зменшується Два процесу взаємодіють, балансуючи на межі рівноваги Або іншими словами при певній напрузі встановлюється рівновагу, працездатність діода зберігається, а напруга «рівноваги» зберігається в досить широких межах зміни зворотного струму через діод і напруги на вході ланцюжка резистордіод

Зміною конструкції діодів і вибором матеріалів, домагаються того, що сьогодні стабілітрони випускаються з різними напругами стабілізації від декількох вольт, до сотень вольт При виборі робочої точки стабилитрона враховують початковий струм через нього, при якому починається процес стабілізації, і максимально допустимий через нього струм Часто вибирають середнє значення різниці цих струмів Переймаючись кордонами допустимих струмів, знаючи величину резистора при заданому вхідному напрузі, ми можемо визначити і межі зміни напруги на вході, коли напруга на виході буде залишатися майже постійним І, звичайно, ми врахуємо і рассеиваемую на стабілітроні потужність, при необхідності використовуємо тепловідвід

Це, що стосується стабілітрона Але почали ми з розгляду роботи параметричного стабілізатора Від того, як намальована схема, не залежить те, як вона працює Але згадаємо, що зміна малюнка схеми може полегшити її розуміння

Тому перерісуем схему параметричного стабілізатора

Рис 819 Базова схема параметричного стабілізатора

Стабилитрон D1 має напругу стабілізації 56 В Ця напруга буде залишатися стабільним в деяких межах при зміні напруги батарейки V1 Резистор R2 – це опір навантаження

Як напруга на стабілітроні D1 розподіляється між вихідною напругою і напругою база-емітер транзистора T1

UD1 = Uб-е + U вих

Напруга база-емітер невелика (близько 06 В) і змінюється незначно Значить, і вихідна напруга буде змінюватися незначно при зміні напруги V1 (поки залишається стабільним напруга на стабілітроні D1)

Навіщо тоді транзистор T1 Це справедливе зауваження Підключаючи навантаження до самого стабілітрону, ми отримаємо на опорі навантаження стабільну напругу, зумовлену властивостями стабілітрона Істотним в даному випадку буде тільки опір навантаження, вірніше, струм, споживаний навантаженням і визначається опором навантаження Якщо опір навантаження дуже велике, струм через неї дуже малий Наприклад, опір навантаження 1 МОм, струм через навантаження близько 5 мкА При робочому струмі стабілітрона, скажімо, 15 мА впливом струму навантаження можна знехтувати І транзистор нам не потрібен Але, якщо струм через навантаження нам потрібен такий, що він співмірний з робочим струмом стабілітрона або навіть більше за нього, то в цьому випадку транзистор зменшує нам струм, який ми «відберемо» у стабілітрона Базовий струм транзистора в «Встав» разів менше, ніж струм, що протікає через навантаження При Встав = 100 і опорі навантаження 1 кОм (як на схемі), струм, відгалужується в навантаження (базову ланцюг транзистора), складе 50 мкА, що теж мало вплине на роботу стабілітрона

І ще, ми можемо задатися питанням, чим заважає великий струм, споживаний навантаженням Чому ми повинні щось придумувати, щоб зменшити його Давайте проведемо ..

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012