- •Глава 1. Электростатика
- •Глава 2. Постоянный ток
- •Глава 3. Электромагнетизм и электромагнитная индукция
- •Глава 4. Однофазный переменный ток
- •Глава 5. Трехфазная система переменного тока
- •Глава 6. Электрические измерительные приборы и измерения
- •66. Общие сведения
- •Глава 7. Трансформаторы стр. 119.
- •Глава 8. Асинхронные двигатели
- •Глава 9. Синхронные машины
- •Глава 10. Машины постоянного тока
- •Глава 11. Электрическая аппаратура управления и защиты
- •Глава 12. Производство, передача и распределение электрической энергии
- •Глава 13. Электровакуумные приборы
- •Глава 14. Газорязрядные приборы
- •Глава 15. Полупроводниковые приборы
- •Глава 1
- •§ 1. Понятие об электронной теории строения вещества
- •§2. Взаимодействие зарядов. Закон кулона
- •§ 3. Электризация тел
- •§ 4. Электрическое поле
- •§ 5. Потенциал
- •§ 6. Напряженность поля
- •§ 7. Понятие об электрическом токе
- •§ 8. Проводники и диэлектрики
- •§ 9. Электрическая емкость. Конденсаторы
- •§ 10. Заряд и разряд конденсатора
- •§11. Соединения конденсаторов
- •§ 12. Понятие об электроискровом способе обработки металлов
- •Контрольные вопросы
- •Глава II
- •Постоянный ток
- •§ 13. Электрическая цепь постоянного тока
- •§ 14. Электродвижущая сила
- •§ 15. Электрическое сопротивление
- •§ 16. Закон ома
- •§ 17. Последовательное соединение сопротивлений
- •§ 18. Первый закон кирхгофа
- •§ 19. Параллельное соединение сопротивлений
- •§ 20. Смешанное соединение сопротивлений
- •§ 21. Второй закон кирхгофа
- •§ 22. Работа и мощность электрического тока
- •§ 23. Коэффициент полезного действия или отдача
- •§ 24. Закон ленца —джоуля
- •§ 25. Нагревание проводников электрическим током
- •§ 26. Электрическая дуга
- •§ 27. Химическое действие электрического тока
- •§ 28. Гальванические элементы
- •§ 29. Аккумуляторы
- •§ 30. Атомные элементы
- •§ 31. Термоэлементы
- •§ 32. Солнечные батареи
- •Глава III
- •Электромагнетизм
- •И электромагнитная индукция
- •§ 33. Общие сведения
- •§ 34. Магнитное поле электрического тока
- •§ 35. Понятие о природе магнетизма
- •§ 36. Магнитная индукция
- •§ 37. Напряженность магнитного поля
- •§ 38. Магнитный поток
- •§ 39. Намагничивание стали. Магнитная проницаемость
- •§ 40. Перемагничивание стали. Коэрцитивная сила
- •§ 41. Потери энергии на перемагничивание
- •§ 42. Электромагниты и их применение
- •§ 43. Электромагнитная индукция.
- •§ 44. Самоиндукция. Индуктивность
- •§ 45. Величина и направление э. Д. С. Самоиндукции
- •§ 46. Взаимоиндукция
- •§ 47. Вихревые токи
- •Контрольные вопросы
- •Глава IV однофазный переменный ток
- •§ 48. Получение переменной электродвижущей силы
- •§ 49. Основные величины, характеризующие переменный ток
- •§ 50. Понятие о сложении переменных напряжений и токов.
- •§ 51. Понятие о векторах и векторных диаграммах
- •§ 52. Активное сопротивление в цепи переменного тока
- •§ 53. Индуктивность в цепи переменного тока
- •§ 54. Емкость в цепи переменного тока
- •§ 55. Цепь переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями
- •§ 56. Цепь переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями
- •§ 57. Цепь переменного тока с параллельно соединенными сопротивлениями
- •§ 58. Понятие о резонансе напряжений
- •§ 59. Понятие о резонансе токов
- •§ 60. Мощность однофазного переменного тока
- •Глава V трехфазная система переменного тока
- •§ 61. Трехфазные генераторы
- •§ 62. Соединения обмоток генератора
- •§ 63. Включение нагрузки в сеть трехфазного тока
- •§ 64. Мощность трехфазного тока
- •§ 65. Вращающееся магнитное поле
- •Контрольные вопросы
- •Глава VI электрические измерительные приборы и измерения
- •§ 66. Общие сведения
- •§ 67. Электромагнитные приборы
- •§ 68. Магнитоэлектрические приборы
- •§ 69. Термоэлектрические приборы
- •§ 70. Электродинамические приборы
- •§ 71. Индукционные приборы
- •§ 72. Измерение силы тока. Расширение пределов измерения амперметра
- •§ 73. Измерение напряжения. Расширение пределов измерения вольтметра
- •§ 74. Измерение сопротивлений
- •§ 75. Мегомметр
- •§ 76. Универсальный электроизмерительный прибор
- •§ 77. Мост для измерения сопротивлений
- •§ 78. Измерение электрической мощности и энергии
- •§ 79. Понятие об измерении неэлектрических величин
- •Контрольные вопросы
- •Глава VII трансформаторы
- •§ 80. Общие сведения о трансформаторах
- •§ 81. Принцип действия и устройство трансформатора
- •§ 82. Рабочий процесс трансформатора
- •§ 83. Трехфазные трансформаторы
- •§ 84. Опыт холостого хода и короткого замыкания
- •§ 85. Определение рабочих свойств трансформаторов по данным опытов холостого хода и короткого замыкания
- •§ 86. Автотрансформаторы
- •§ 87. Измерительные трансформаторы
- •Глава VIII асинхронные двигатели
- •§ 88. Общие положения
- •§ 89. Принцип действия асинхронного двигателя
- •§ 90. Обмотки машин переменного тока
- •§ 91. Устройство асинхронного двигателя
- •§ 92. Работа асинхронного двигателя под нагрузкой
- •§ 93. Вращающий момент асинхронного двигателя
- •§ 94. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •§ 95. Пуск в ход асинхронных двигателей
- •§ 96. Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
- •§ 97. Регулирование скорости вращения трехфазных асинхронных двигателей
- •§ 98. Однофазные асинхронные двигатели
- •Глава IX синхронные машины
- •§ 100. Принцип действия синхронного генератора
- •§ 101. Устройство синхронного генератора
- •§ 102. Работа синхронного генератора под нагрузкой
- •§ 103. Синхронные двигатели
- •Глава X машины постоянного тока
- •§ 104. Принцип действия генератора постоянного тока
- •§ 105. Устройство генератора постоянного тока
- •§ 106. Обмотки якорей машин постоянного тока
- •§ 107. Э. Д. С. Машины постоянного тока
- •§ 108. Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
- •§ 109. Коммутация тока
- •§ 110. Работа машины постоянного тока в режиме генератора
- •§ 111. Способы возбуждения генераторов постоянного тока
- •§ 112. Характеристики генераторов постоянного тока
- •§ 113. Работа машины постоянного тока в режиме двигателя
- •§ 114. Пуск двигателей постоянного тока
- •§ 115. Характеристики двигателей постоянного тока
- •§ 116 Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока
- •§ 117. Потери и к. П. Д. Машин постоянного тока
- •§ 118. Коллекторные двигатели переменного тока
- •Глава XI электрическая аппаратура управления и защиты
- •§ 119. Выключатели и рубильники
- •§ 120. Автоматы
- •§ 121. Предохранители
- •§ 122. Реостаты
- •§ 123. Контроллеры
- •§ 124. Контактор. Магнитный пускатель
- •§ 125. Тепловое реле
- •Контрольные вопросы
- •Производство, передача и распределение электрической энергии
- •§ 126. Производство и передача электрической энергии
- •§ 127. Трансформаторные подстанции
- •§ 128. Оборудование трансформаторных подстанций
- •§ 129. Защита электрооборудования
- •Глава XIII электровакуумные приборы
- •§ 130. Электронная эмиссия
- •§ 131. Двухэлектродная лампа (диод)
- •§ 132. Характеристика и параметры диода
- •§ 133. Выпрямление переменного тока
- •§ 134. Трехэлектродная лампа (триод)
- •§ 135. Характеристика и параметры триода
- •§ 136. Принцип усиления электрических колебаний
- •§ 137. Ламповый генератор
- •§ 138. Триод в электронном реле
- •§ 139. Четырехэлектродная лампа (тетрод)
- •§ 140. Пятиэлектродная лампам (пентод)
- •§ 141. Электроннолучевая трубка. Осциллограф
- •Глава XIV газоразрядные приборы
- •§ 142. Ионные приборы
- •§ 143. Неоновая лампа
- •§ 144. Газосветная лампа
- •§ 145. Стабилитрон
- •§ 146. Тиратрон
- •§ 147. Ртутный выпрямитель
- •§ 148. Газоразрядный счетчик радиоактивных излучений
- •Глава XV полупроводниковые приборы
- •§ 149. Строение и электропроводность полупроводников
- •§ 150. Понятие об электронной и дырочной проводимости
- •§ 151. Примесная проводимость полупроводника
- •§ 152. Образование электронно-дырочного перехода
- •§ 153. Полупроводниковые диоды
- •§ 154. Полупроводниковые выпрямители
- •§ 155. Транзисторы
- •§ 156. Тиристоры
- •§ 157. Фотоэлементы и фотореле
- •Контрольные вопросы
§ 153. Полупроводниковые диоды
В технике применяют кремниевые, селеновые, германиевые и другие полупроводниковые диоды.
Селеновый диод представляет собой стальную, алюминиевую или никелированную шайбу, покрытую слоем селена, обладающего дырочной р-проводимостью.
Селен, применяемый при производстве диодов, по своим химическим свойствам близок к сере. Он имеет свинцово-серый цвет и кристаллическое строение.
На слой селена наносят в расплавленном состоянии сплав олова с кадмием. При этом вследствие проникновения (диффузии) атомов кадмия в селен на поверхности последнего создается слой селенистого кадмия, имеющего электронную n-проводимость. Между селеном и селенистым кадмием образуется р — n-переход.
Селеновый диод оказывает малое сопротивление току, идущему от селена к сплаву. В обратном направлении, от сплава к селену, диод имеет большое сопротивление.
На рис. 212 приведен график зависимости сопротивления селенового диода от приложенного напряжения при прямом и обратном направлениях тока. При напряжении 3 в прямое сопротивление селенового диода мало, с уменьшением напряжения оно возрастает. При изменении знака приложенного напряжения сопротивление диода достигает наибольшего значения. Предельное обратное напряжение, которое можно подавать на один элемент селенового диода, равно 20 в.
Величина предельно допустимой плотности тока для селеновых диодов составляет 70 ма на 1 ем2 рабочей поверхности, т. е. поверхности селенового слоя. Если величина выпрямляемого тока превышает допустимое для одного элемента значение, то шайбы соединяют параллельно, так как при этом возрастает их рабочая поверхность.
Ввиду того что на один выпрямительный элемент (шайбу) допускается подавать напряжение до 20 в, для выпрямления большого напряжения отдельные шайбы соединяют последовательно. Например, при последовательном соединении двух элементов на них можно подать напряжение U=20x2 = 40 в, трех элементов — U=20x3 = = 60 в и т. д. Последовательное соединение шайб в столбики достигается путем плотного соприкосновения тыловой части одной шайбы с рабочей поверхностью следующей шайбы и т. д.
Срок службы селеновых диодов 20—30 тыс. ч. Допустимый нагрев их 4-70° С.
Полупроводниковые диоды необходимо содержать в чистоте, предупреждать возможность их перегрева. Пропускать по цепи диода силу тока, большую чем та, на которую он рассчитан, не рекомендуется.
Германиевые диоды изготовляют двух видов: точечные и плоскостные.
Точечный контактный германиевый диод (рис. 213, а) состоит из керамического цилиндра 2, металлических контактодержателей 1, контактной пружины 6, кристаллодержателя 4, кристалла германия 5 и выводных проводников 3. Кристалл имеет электронную проводимость, а под контактным острием в результате специальной обработки создается область с дырочной проводимостью. В настоящее время эти диоды почти вытеснены плоскостными.
На рис. 213, б показана одна из конструкций плоскостного германиевого диода. Два латунных ниппеля с винтовой нарезкой запрессовываются в пластмассу. Перед запрессовкой на один из ниппелей напаивают кристалл, а сквозь отверстие в другом ниппеле пропускают проводник 3, припаянный к электроду, изготовленному из индия. Другой конец проводника запаивают на конце ниппеля.
Германиевые диоды типа Д7Ж, применяемые в выпрямителях, выдерживают обратное напряжение 400 в и пригодны для выпрямления тока 300 ма. Диоды типа Д7А выдерживают обратное напряжение 50 б и пропускают выпрямленный ток 300 ма.
Германиевые диоды обладают большой механической прочностью и при равной с селеновыми диодами мощности имеют в сотни раз меньшие размеры.
Наша промышленность выпускает кремниевые диоды. Они отличаются от германиевых не только материалом полупроводника, но и некоторыми преимуществами, а именно: более высокой предельной рабочей температурой (для германиевых диодов 70° С, для кремниевых до 150°С); обратный ток в кремниевом диоде при нормальной температуре в тысячу раз меньше, чем в германиевом; более высоким пробивным напряжением (достигает сотни вольт).
Маркировка полупроводниковых диодов состоит из двух элементов: первым является буква Д (диод), вторым — число, указывающее на применяемый материал и конструкцию диода. Так, например, диоды означают: Д1 — Д100 — германиевые точечные, Д101 — Д200— кремниевые точечные, Д201—Д300 — германиевые плоскостные, Д301 —Д400 — кремниевые плоскостные.
Выпрямительные столбы имеют обозначение Д1001 и выше.