ОП.03. Основы электроники и цифровой схемотехники
Задание для группы №2 30.09.2021
ПЛАН УРОКА №6
Тема 1. Основные сведения об электровакуумных полупроводниковых
Тема урока: Основные сведения о выпрямителях. Принцип действия электронно-лучевой трубки
Задачи урока:
- сформировать у обучающихся основные сведения о выпрямителях. Принцип действия электронно-лучевой трубки;
- развитие познавательного интереса обучающихся, умения извлекать знания из различных источников, умения составлять план, работать с конспектом;
- содействовать в ходе урока воспитанию самостоятельности, добросовестности.
-
План
Основные сведения о выпрямителях.
https://www.youtube.com/watch?v=IrO7LDB9d1g
Принцип действия электронно-лучевой трубки
https://www.youtube.com/watch?v=SJMfSxbSzMQ
Мониторы с электронно-лучевой трубкой
1. Выпрямитель – это преобразователь электрического тока переменного напряжения в ток постоянного напряжения. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного напряжения. Однако многие электрические устройства транспорта, сварочного производства, электроники и других отраслей промышленности работают на токе постоянного напряжения.
В общем случае структурная схема выпрямителя (рис. 1) содержит: Т – трансформатор; В – выпрямитель; Ф – сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения Ст.
Рис. 1 Структурная схема выпрямителя
Выпрямители подразделяют на однофазные и трехфазные, а также на однополупериодные и двухполупериодные. В однополупериодных выпрямителях по вторичным обмоткам трансформатора ток проходит один раз за период, в двухполупериодных – дважды за период.
Трансформатор служит для изменения синусоидального напряжения сети до необходимого уровня, которое затем преобразуется в постоянное напряжение.
Сглаживающий фильтр уменьшает пульсацию выпрямленного напряжения. Стабилизатор стабилизирует напряжение на приемнике при колебаниях напряжения сети и тока нагрузки.
Преобразование переменного напряжения в постоянное происходит в блоке В, схема которого определяет частоту пульсаций выпрямленного напряжения.
В зависимости от мощности нагрузки и требований к выпрямленному напряжению используют следующие схемы выпрямления: однофазные и трехфазные.
Однофазные выпрямители могут быть однополупериодными и двухполупериодными. Однофазные однополупериодные выпрямители характеризуются большими пульсациями и, кроме этого, могут применяться только в маломощных устройствах. В связи с этим данные выпрямители применяются очень редко и поэтому в данном расчетном задании рассматриваться не будут.
К основным параметрам выпрямителей можно отнести:
Iп - рабочий ток потребителя.
Uп - рабочее напряжение потребителя.
Pп = UпIп - рабочая мощность потребителя.
Uнп - напряжение действующее на диод в непроводящий полупериод.
Iпр - ток протекающий через диод при прямом напряжении.
Кп - коэффициент пульсаций.
Uобр - максимально-допустимое обратное напряжение диода.
Iдоп - максимально-допустимый прямой ток диода.
Принцип действия электронно-лучевой трубки
Электронно-лучевая трубка — прибор с одним или несколькими управляемыми электронными пучками. Если электронный пучок попадает на тела, то они нагреваются, что используется для электронного плавления и сварки материалов в вакууме и обеспечивает их сверхвысокую чистоту.
Некоторые вещества под действием электронных пучков светятся, что используется в телевидении, радиолокации, осциллографах и т. п.
Совсем недавно электронно-лучевая трубка была распространена в самых различных устройствах, например, аналоговых осциллографах, а также в отраслях радиотехники – телевидении и радиолокации.
Но прогресс не стоит на месте, и электронно-лучевые трубки начали постепенно вытесняться более современными решениями.
Простейшими являются трубки, которые используются в электронных осциллографах. Строение такой трубки показано на рис.1. Трубка является вакуумным баллоном, одна из стенок покрыта веществом, светящимся под действием электронов (экран). В узком месте трубки находится источник быстрых электронов — электронная пушка (рис. 2)
| Осциллограф (греч. — колебаюсь и пишу) — прибор для наблюдения или записи в графической форме быстроизменяющихся электрических или преобразованных в электрические физических величин, например колебаний. |
Она состоит из катода, управляющего электрода и одного или нескольких анодов. Электроны, которые выпускает активированный катод (из торца цилиндрического катода), проходят через отверстие в цилиндрическом управляющем электроде, регулирующем количество электронов в пучке.
Рис. 1 Электронно-лучевая трубка (1 — экран, 2 — электронная пушка, 3— отклоняющие пластины)
Рис. 2. Электронная пушка
Катод служит источником электронов, которые собираются в узкий луч фокусирующей системой, разгоняются в ускоряющем поле, создаваемом анодами и попадают на экран, покрытый люминофором - веществом, способным светиться при бомбардировке его электронами.
Модулятор (управляющий электрод) имеет отрицательный относительно катода потенциал, который регулирует плотность потока электронов, а следовательно - яркость свечения экрана.
Первый анод (фокусирующий электрод) - фокусирует пучок электронов и определяет его диаметр. Кроме того, первый и второй аноды создают для электронов ускоряющее поле, достаточное для вызывания свечения люминофора. Для этого на аноды подается высокое напряжение: на первый анод от сотен вольт до нескольких киловольт, на второй - от единиц кВ до десятков кВ.
Для управления положением светящегося пятна на экране применяют отклоняющую систему, которая может быть:
- электростатической - две пары пластин; разность потенциалов между пластинами X определяет положение луча по горизонтали, между пластинами Y-по вертикали.
- магнитной - две пары отклоняющих катушек, размещенных на горловине трубки; при протекании тока по катушкам возникает магнитное поле, отклоняющее электронный луч.
Между катодом и анодами образуются электрические поля со специальными формами линий напряженности. Эти поля ускоряют движение электронов и фокусируют в электрический пучок, который образует на экране небольшое светящееся пятно.
На управляющие пластины подаются переменные напряжения разной формы, которые перемещают пучок в горизонтальном и вертикальном направлениях. Светящееся пятно на экране при этом рисует необходимые графики.
Управлять электронными пучками можно и с помощью магнитных полей (трубки в телевизорах — кинескопы), электронного плавления и т. п.
Рис.2 Принцип работы электронно-лучевой трубки
3.Мониторы с электронно-лучевой трубкой нашли широкое применение в составе компьютерных систем.
Простота конструкции, высокая надежность, точная цветопередача и отсутствие задержек (тех самых миллисекунд реакции матрицы в ЖК) – вот их основные преимущества.
Однако в последнее время ЭЛТ вытесняется более экономными и эргономичными ЖК-мониторами.
Принцип работы такого монитора основан на испускании потока электронов электронно-лучевой пушкой.
Поток электронов представляет из себя узкий луч.
Отклоняющая система кинескопа перемещает этот луч по горизонтали и вертикали, обеспечивая формирование изображения на всей поверхности экрана монитора.
Яркость изображения регулируется изменением интенсивности этого потока.
В цветных мониторах используются три пушки, и изображение формируется из сочетания трех цветов: красного, зеленого и синего.
Вопросы для закрепления материала:
1.Дайте определения: выпрямитель это…
2.Назначение трансформатора, сглаживающего фильтра, стабилизатора в выпрямительном устройстве.
3.Где используют электронно-лучевую трубку?
4.Какие свойства электронных пучков вам известны?
5.Объясните принцип действия электронно-лучевой трубки.
6.Какие применения тока в вакууме вам известны?
Домашнее задание: Изучить конспект, записать краткий конспект в рабочую тетрадь.
Для закрепления просмотр видеоряда по теме урока.
Ответить на вопросы.
Выполненную работу (конспект) отправить на адрес электронной почты:
Rushania_1959@mail.ru
Преподаватель Р.Р.Костенква