Страница 15 из 16
Вольтметр годится любого типа — просто подберите добавочное сопротивление к имеющейся у вас головке. При желании можно сделать шкалу растянутой для большей точности отсчета.
Для этого включите последовательно с головкой и ее добавочным сопротивлением маломощный стабилитрон на 10 В (рис. 2).
Тогда стрелка головки начнет отклоняться лишь по достижении напряжения в 10 В, а далее вольтметр будет работать, как обычно. Например, если вы подберете добавочное сопротивление так, чтобы из головки получился вольтметр на 5 В, и затем подключите стабилитрон, то получится вольтметр со шкалой от 10 до 15 В. Если нет стабилитрона точно на 10 В, а есть, скажем, на 9,1 В (КС191), включите последовательно с ним один или даже несколько маломощных диодов, как показано на том же рисунке 2. Каждый кремниевый диод увеличивает напряжение стабилизации на 0,5 В, а германиевый — на 0,15 В. На стабилитроне легко построить и простейший параллельный стабилизатор напряжения (рис. 3).
Он содержит всего две детали — балластный резистор R1 и стабилитрон VD1. Выходное напряжение определяется стабилитроном, балластный резистор рассчитывают по формуле:
R1 = (Uист — Ucт)/Imax,
где Uист — напряжение источника, Uст — стабилизированное напряжение, Imax — максимальный ток, отдаваемый в нагрузку. Он не должен превосходить максимально допустимого для данного типа стабилитрона. От источника же данный стабилизатор всегда потребляет ток Imax, при подключении нагрузки происходит лишь перераспределение тока между ней и стабилитроном. Следовательно, КПД этого стабилизатора в большинстве случаев крайне низок, и используют его лишь в маломощных устройствах. Зато он не боится коротких замыканий (КЗ) выхода!
Недостаток параллельного стабилизатора в том, что он всегда потребляет от источника (выпрямителя) ток, равный максимальному. Если вы не используете весь этот ток или совсем отключили нагрузку, стабилизатор только бесполезно «перегоняет» электричество в тепло. Более совершенны стабилизаторы с последовательным включением регулирующего элемента, обычно транзистора средней или большой мощности. Основой такого устройства служит маломощный параллельный стабилизатор, который мы уже изучили. Но его стабильное напряжение передается в нагрузку более мощным эмиттерным повторителем, собранным на транзисторе VT1 (см. рис. 4).
А ток в нагрузку от выпрямителя идет именно такой, какой нагрузка и потребляет. Конденсатор С1 в этом устройстве — обычный сглаживающий конденсатор диодного выпрямителя. Его емкость обычно — несколько тысяч микрофарад. Если же источником служит АКБ, конденсатора может и не быть. Элементы R1 и VD1 образуют маломощный параллельный стабилизатор на ток 5…20 мА. Максимальный ток нагрузки будет в Вст раз больше (напомним, что Вст — коэффициент передачи транзистора VT1 по току, обычно 30… 100).
Если такого тока недостаточно, можно применить составной транзистор.
Напряжение стабилизации VD1 должно быть примерно на 0,6 В больше, чем требуемое выходное напряжение всего стабилизатора. На транзисторе VT1 при максимальном токе нагрузки рассеивается значительная мощность, которую оценивают по формуле
P = (Uист — Ucт)/Imax,
Обращайте внимание на справочные данные транзистора, его допустимые рассеиваемая мощность и ток должны быть не меньше расчетных значений.
К недостаткам этого стабилизатора относится отсутствие защиты от перегрузки слишком большим током и от короткого замыкания на выходе. Однако такую защиту легко ввести, использовав еще один маломощный транзистор VT2 и проволочный резистор R2 с небольшим сопротивлением (рис. 5).
Его рассчитывают так: R2 = 0,5/Imax. Например, если Imax = 1 А, то R2=0,5 Ом.
При допустимых токах нагрузки транзистор VT2 закрыт и никак не влияет на работу устройства, если же ток больше Imax, то падение напряжения на резисторе R2 превысит 0,5 В — порог открывания транзистора, и он откроется, снижая напряжение на базе транзистора VT1, а следовательно, и на нагрузке.
Нагрузочная характеристика стабилизатора показана на рисунке 6.
Он поддерживает практически постоянное напряжение на нагрузке в диапазоне токов от нуля до Imax, а далее резко снижает выходное напряжение, поддерживая постоянный ток Imax. Стабилизатор с такими свойствами подходит как для питания радиоэлектронных устройств, так и для зарядки аккумуляторов.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Прочитал в газете, что в нашей стране создана самая маленькая в мире рентгеновская установка. Для чего она понадобилась? Как работает?
Андрей Коровин,
г. Кострома
Речь, видимо, идет о работе сотрудников Физического института РАН. «Для создания установки они использовали микровзрыв тончайших проволочек, скрещенных в виде буквы X. В центре конструкции образуется плазма, которая за очень короткое время — порядка 100 наносекунд — успевает нагреться до солнечных температур, сжаться до микронных размеров и начать излучать в рентгеновском диапазоне».
Этот эффект, названный Х-пинчем, и позволил создать сверхкомпактную рентген-установку для диагностики сверхмалых объектов. Вместо «ящика» объемом в несколько кубометров получился прибор, который свободно умещается на углу письменного стола. Такая установка, например, в медицине позволит заглянуть в самые мелкие структуры организма, а краткость облучения — меньше наносекунды — делает обследование совершенно безопасным.
Конструкцию московские физики создали вместе с сотрудниками Томского института сильноточной электроники СО РАН.
Слышал по радио, что информация лучше усваивается не сидя, а лежа. Это правда?
Иван Кириллов,
г. Вологда, 10 лет
Феномен объясняется тем, что в горизонтальном положении к мозгу приливает больше крови, а значит, улучшается его питание и человек быстрее запоминает. Но лежачее положение, как известно, человек принимает чаще всего, когда собирается спать. Так что у многих может включиться механизм засыпания, а значит, торможения всех функций головного мозга. Поэтому исследователи советуют поэкспериментировать, подобрать для себя наиболее подходящую позу.
Общее правило при этом таково. Состояние повышенного внимания возникает, как правило, в той позе, когда вас ничто не отвлекает. Кроме того, умственной работой следует заниматься с утра, на свежую голову, взбодрив себя зарядкой или пробежкой.
Сейчас много говорят про массовое распространение Интернета. Но должен вам сказать, что, например, у нас — это довольно дорогое удовольствие. Намечаются ли какие-то перемены к лучшему?
Анатолий Сафонов,
г. Петропавловск-на-Камчатке