- •1. Электронные приборы как нелинейные сопротивления.
- •2. Характеристики газоразрядных (ионных) приборов.
- •3. Неоновая лампа, стабилитрон.
- •4. Тиратрон тлеющего разряда, тиратрон с накаленным катодом.
- •Тиратроны с накаливаемым катодом
- •5. Характеристики фотоэлектронных приборов.
- •6. Фотоэлементы.
- •7. Фоторезисторы.
- •8. Фотодиоды.
- •9. Нелинейные сопротивления на р-n переходах. Туннельный диод.
- •10. Обращенный диод, варикап.
- •11. Фототранзистор.
- •12. Тиристоры.
- •13. Нелинейные активные сопротивления, управляемые магнитным полем.
- •14. Эффект Холла.
- •15. Варисторы. Их вольт-амперные характеристики.
- •16. Терморезисторы и их вольт-амперные характеристики.
- •17. Свойства термисторов, их вольт-амперные характеристики.
- •18. Позисторы.
- •19. Электрическая дуга.
- •20. Нелинейные индуктивности и емкости.
- •21. Устройства на нелинейных индуктивностях.
- •22. Магнитный усилитель мощности
- •23. Характеристики ферромагнитных материалов.
- •24. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы.
- •25. Потери, обусловленные гистерезисом и вихревыми токами.
- •26. Динамические петли гистерезиса.
- •27. Нелинейные конденсаторы – вариконды.
- •28. Антисегнетодиэлектрики.
- •29. Аппроксимация характеристик для мгновенных значений. Кусочно – линейная аппроксимация.
- •30. Аналитическая аппроксимация. Полиномиальная аппроксимация
- •31. Аппроксимация гистерезисной кривой.
- •32. Формирование нелинейных двухполюсников с заданными вах. Типичные нелинейности механических систем. Воспроизведение нелинейных зависимостей при использовании метода структурных моделей.
- •33. Формирование двухполюсников с заданными вах при использовании диодов и источников опорного напряжения.
- •34. Реализация вогнутых монотонных вах.
- •35. Реализация выпуклых монотонных вах.
- •36. Характеристики двухполюсников с туннельными диодами.
- •37. Встречные соединения двух туннельных диодов одинаковых с одинаковыми вах.
- •38. Многоступенчатые вах для средних за полпериода значений токов и напряжений.
- •39. Синтез нелинейных элементов с помощью новых схемных элементов. Свойства мутатора. Реализация мутаторов и их применения.
- •40. Синтез нелинейных элементов с помощью новых схемных элементов. Свойства и реализация скалоров. Некоторые применения нового элемента.
- •41. Синтез нелинейных элементов с помощью новых схемных элементов. Свойства и реализация рефлекторов и их применения.
- •42. Синтез нелинейных элементов с помощью новых схемных элементов. Свойства и реализация ротаторов и их применения.
- •43. Отрицательные дифференциальные параметры цепей. Причины образования отрицательных сопротивлений.
- •44. Методы получения отрицательных индуктивностей и емкостей.
- •45. Вах, вебер-амперные и кулон-вольтные характеристики s- и n-типов.
- •46. Возникновение падающих участков на характеристиках.
- •47. Двухполюсник с отрицательным входным сопротивлением.
- •48. Основы теории устойчивости. Виды устойчивости.
- •49. Исследование устойчивости в малом.
- •50. Исследование устойчивости в большом.
- •51. Исследование устойчивости по Ляпунову.
- •52. Фазовая плоскость, фазовые траектории.
27. Нелинейные конденсаторы – вариконды.
1) Варико́нд (от англ. vari(able) — переменный и cond(enser) — конденсатор), конденсатор, заполненный сегнетокерамикой, емкость которого резко и нелинейно зависит от приложенного к нему напряжения.
Вариконды предназначены для управления параметрами электрических цепей за счет изменения их емкости при воздействии как постоянного или переменного напряжений, так и нескольких напряжений, приложенных одновременно и различающихся по значению и частоте. Вариконды являются нелинейными конденсаторами и по своему функциональному действию аналогичны варикапам.
2) В обычных конденсаторах обкладки разделены веществом, диэлектрическая проницаемость которого не является функцией напряженности электрического поля. Для них зависимость мгновенного значения заряда q на одной обкладке от мгновенного значения напряжения и между обкладками (кулон-вольтная характеристика) представляет собой прямую линию (рис. 15.5), а их емкость не зависит от напряжения и. Для нелинейных конденсаторов зависимость q от и нелинейна.
(рис 15.5) (рис 15.6)
Кроме потерь на гистерезис в варикондах есть еще потери, обусловленные тем, что проводимость сегнетодиэлектрика не равна нулю, а также вязкостью процессов поляризации.
На схеме замещения вариконд можно представить в виде параллельного соединения идеализированного (без потерь) вариконда и ветви с резистивным сопротивлением Кгп, потери в котором имитируют в расчетном отношении активные потери в вариконде (рис. 15.7, б).
(рис. 15.7)
Наличие потерь в варикондах является вредным побочным эффектом. Чем выше качество сегнетодиэлектрика, тем уже петля гистереза и меньше потери в нем. Для облегчения исследования свойств электрических цепей, содержащих вариконды, гистерезисом и потерями обычно пренебрегают и зависимость q =f{u) принимают в виде штриховой линии на рис. 15.6. Абсциссы ее равны полусумме абсцисс восходящей и нисходящей ветвей предельной гистерезисной петли. Однако при исследовании схем, в основе действия которых лежит явление гистерезиса, например при анализе работы некоторых запоминающих и счетных устройств, гистерезис необходимо учитывать.
3) Для изготовления варикондов используются материалы, имеющие резко выраженные нелинейные электрические свойства. Основными сегнетоэлектрическими материалами, используемыми для изготовления варикондов, являются твердые растворы, например, твердые растворы систем Ba(Ti, Sn)O3 или Pb(Ti, Zr, Sn)O3.
Одна из основных характеристик варикондов — коэффициент нелинейности, равный отношению максимального значения диэлектрической проницаемости при некоторой, максимальной для данного материала напряженности электрического поля, к начальному значению диэлектрической проницаемости. Значения коэффициента нелинейности могут изменяться от 4 до 50 (в переменном поле). С увеличением приложенного напряжения диэлектрическая проницаемость, а, следовательно, и электрическая емкость вариконда возрастают, достигают максимума и затем снижаются. Степень нелинейности и емкость варикондов сильно зависят от температуры.
В простейшем случае вариконды работают под воздействием переменного синусоидального поля и постоянного электрического поля, причем напряженность постоянного поля значительно превышает напряженность переменного поля. Чем сильнее приложенное к сегнетоэлектрику постоянное поле, тем меньшее влияния на суммарную электрическую индукцию в сегнетоэлектрике оказывает переменное поле.
Высокие нелинейные свойства позволяют использовать вариконды для стабилизации тока и напряжения, умножения частоты, для автоматического бесконтактного дистанционного управления, преобразования синусоидального напряжения в импульсное, усиления электрической мощности и т. д.