Билет № 9

1.Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Простейший трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в виде цилиндрических катушек. Одна из обмоток подключается к источнику переменного синусоидального тока с напряжением u₁ и называется первичной обмоткой. К другой обмотке подключается нагрузка трансформатора. Эта обмотка называется вторичной обмоткой.

Переменный синусоидальный ток i₁ , протекающий по первичной обмотке трансформатора, возбуждает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф₀ , который пронизывает витки обеих обмоток и наводит в них ЭДС e₁ и e₂ с амплитудами пропорциональными числам витков w₁ и w₂. Величина ЭДС первичной обмотки E₁ практически равна напряжению питания U₁ и действует почти в противофазе. Поэтому величина тока в первичной обмотке определяется разностью U₁ − E₁. При подключении нагрузки ко вторичной обмотке в ней под действием ЭДС e₂ возникает переменный синусоидальный ток i₂ , который возбуждает в магнитопроводе магнитный поток, направленный встречно по отношению к магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате поток в магнитопроводе Ф₀ уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС E₁ и увеличению разности U₁ − E₁. Вследствие чего ток первичной обмотки I₁ увеличивается и восстанавливает величину магнитного потока Ф₀ . Таким образом, посредством ЭДС первичной обмотки в магнитопроводе трансформатора автоматически поддерживается постоянный магнитный поток.

Идеальным трансформатором называется такой трансформатор, в котором нет потерь энергии на нагрев обмоток и вихревые токи. В идеальном трансформаторе энергия первичной цепи превращается полностью в энергию магнитного поля, а затем – в энергию вторичной обмотки. Уравнение идеального трансформатора:

или

P₁ — мгновенное значение поступающей на трансформатор мощности, поступающей из первичной цепи,

P₂ — мгновенное значение преобразованной трансформатором мощности, поступающей во вторичную цепь.

N₁ u N₂ – Количество витков на первой и второй обмотках.

Для упрощения анализа электромагнитных процессов в трансформаторе вводится cхема замещения, в которой магнитная связь заменяется электрической и коэффициентом трансформации n:

R₀ – учитывает потери в магнитопроводе (на вихревые токи и на гистерезис);

X₀ – учитывает намагниченность материала сердечника и зависит от марки материала (в идеальном трансформаторе Z₀  );

R_1, R₂ – учитывают потери на нагрев обмоток первичной и вторичной цепей;

X_S1, X_S2 – индуктивности рассеяния основного потока в обмотках первичной и вторичной цепей;

2.Интегральная микросхема (ИМС) — это изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, которые могут рассматриваться как единое целое, выполнены в едином технологическом процессе и заключены в герметизированный корпус.

Наибольшее распространение получили ИС, у которых все эле­менты и межэлементные соединения выполнены в объеме и на по­верхности полупроводника.Их называют полупроводниковыми. Для изготовления полупроводниковых микросхем используют кремниевые монокристаллические пластины диаметром не менее 30 — 60 мм и толщиной 0,25 — 0,4 мм. Элементы микросхемы — бипо­лярные и полевые транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы — формируют в полупроводниковой пластине. Межсоединения выполняют напы­лением узких проводящих дорожек алюминия на окисленную (т. е. электрически изолированную) поверхность кремния, имеющую окна в пленке окисла в тех местах, где должен осуществляться контакт дорожек с кремнием (в области эмиттера, базы, коллектора тран­зистора и т. д.). Для соединения элементов микросхемы с ее выво­дами на проводящих дорожках создаются расширенные участки —контактные площадки. Методом напыления иногда изготавливают также резисторы и конденсаторы.