Свойства отрицательной обратной связи: "следствие" управляет "причиной"
Описание и характеристика схем усилителя с отрицательной обратной связью с возможностью управления входным сигналом со стороны выходного сигнала: магнитная, электрическая, тепловая релаксации. Опыт Гей-Люссака: воздействие на систему диффузионной энергии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.05.2015 |
| Размер файла | 102,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Свойства отрицательной обратной связи:
«следствие» управляет «причиной»
1. Физические явления, где «следствие» управляет «причиной»
Предположим, что у нас имеется усилитель с блоком сумматора на входе.
Рис. 1. Усилитель с блоком сумматора на входе
Включим на один вход отрицательную обратную связь, а остальные входы заземлим. На рис 2. показана схема с отрицательной обратной связью и заземлёнными входами.
Рис.2. Схема усилителя с отрицательной обратной связью и заземлёнными входами
Схему на рисунке 2. можно упростить и она будет выглядеть такой как на рисунке 3.
Рис. 3. Схема усилителя с отрицательной обратной связью с возможностью управления входным сигналом со стороны выходного сигнала
В усилителе на рисунке 3. есть возможность изменять выходной сигнал y. Входной сигнал x можно только измерить.
Опишем вход x:
1. Сигнал на входе x является причиной.
2. Нет возможности управления со стороны входа x.
Опишем вход y:
1. Сигнал на входе y является следствием.
2. Есть возможность управления со стороны входа y.
При подаче сигнала на выход y, на входе x автоматически, согласно закону об обратной связи, появляется соответствующий по уровню сигнал. Таким образом «следствие» создаёт свою «причину».
Определение: системой управляемой по выходу называется система, в которой сигнал на выходе управляет сигналом на входе. В такой системе «следствие» управляет «своей причиной».
Такое явление происходит во всех трёх системах релаксации.
Рис. 4. Схема усилителя с отрицательной обратной связью с возможностью управления входным сигналом со стороны выходного сигнала. Магнитная релаксация.
1. Для магнитной релаксации: электрический ток, как следствие создаёт свою причину - магнитное поле. (см. рис. 4.)
, (01)
Рис. 5. Схема усилителя с отрицательной обратной связью с возможностью управления входным сигналом со стороны выходного сигнала. Электрическая релаксация.
усилитель релаксация диффузионный энергия
2. Для электрической релаксации: тепловой ток, как следствие создаёт свою причину - электрический заряд (см. рис. 5.).
Для примера, если конденсатор расположить в вакууме, а затем нагреть одну из пластин, то возникнет тепловой ток, и термоэлектронная эмиссия, которая зарядит холодную пластину отрицательно, по отношению к нагретой пластине.
, (02)
Благодаря тому, что тепловой ток может управлять изменением электрического заряда, возможно электронное управление (ЭУ), которое получило своё развитие в электронике.
Рис. 6. Схема усилителя с отрицательной обратной связью с возможностью управления входным сигналом со стороны выходного сигнала. Тепловая релаксация.
3. Для тепловой релаксации: диффузионный ток, как следствие создаёт свою причину - тепловой заряд.(см. рис. 6.).
Для примера можно рассмотреть опыт Гей-Люссака.
В книге Д. В. Сивухина Физика том 2, Термодинамика и молекулярная физика, в § 19 на странице 68 приведено описание опыта Гей-Люссака:
Первый опыт, позволяющий в принципе дать приближенный ответ на этот вопрос, был поставлен Гей-Люссаком, хотя сам Гей-Люссак не уяснил его значение и не сделал из него надлежащих выводов. Два медных сосуда А и В одинаковых объемов (рис. 17) были соединены трубкой с краном С. Сосуд А был наполнен воздухом, сосуд В - откачан. При открытии крана С воздух из А устремлялся в В. и Гей-Люссак наблюдал, что температура воздуха в А несколько понижалась, а в В - повышалась. Такое изменение температуры объясняется тем, что воздух в А при расширении совершал работу и на это затрачивал часть своей внутренней энергии.
При достижении теплового равновесия между сосудами А и В в них устанавливалась одна и та же температура, равная первоначальной температуре воздуха в сосуде А. Какой вывод следует сделать из результата опыта? Весь воздух был заключен в жесткую оболочку, состоящую из стенок сосудов А и В и соединительной трубки. Внешняя работа не производилась. Тепло из окружающей среды если и подводилось, то за время опыта было пренебрежимо мало.
Из опыта Гей-Люссака мы можем наблюдать воздействие на систему диффузионной энергии.
Если взять два медных сосуда: один с газом под высоким давлением (сосуд А), а второй сосуд с газом под низким давлением (сосуд В), а затем соединить их через трубку, открыв кран, то произойдет перемещение газа, что приведёт к уравниванию давления газа в сосудах. При этом сосуд А охладится, а сосуд В нагреется. Этот процесс соответствует системе с накопительной отрицательной обратной связью:
, (03)
здесь dG - флуктуационный (или диффузионный) ток.
dE - тепловой заряд (тепловая энергия) измеряемый в джоулях.
Литература
1. Антошина, Л.Г. Общая физика: Сборник задач: Учебное пособие / Л.Г. Антошина, С.В. Павлов, Л.А. Скипетрова; Под ред. Б.А. Струкова. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2012. - 336 c.
2. Кирьянов, А.П. Общая физика. Сборник задач: Учебное пособие / А.П. Кирьянов, С.И. Кубарев, С.М. Разинова, И.П. Шапкарин. - М.: КноРус, 2012. - 304 c.
3. Яковенко, С.В. Общая физика. Механика: Учебное пособие / В.А. Яковенко, Г.А. Заборовский, С.В. Яковенко. - Мн.: РИВШ, 2008. - 320 c.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурные схемы различных видов обратной связи. Коэффициенты усиления усилителя. Использование обратной связи в различных функциональных устройствах на операционных усилителях. Расчет элементов усилителя. Разработка и проверка схемы усилителя.
курсовая работа [1022,5 K], добавлен 30.07.2008Выбор и обоснование структурной схемы усилителя гармонических сигналов. Необходимое число каскадов при максимально возможном усилении одно-двухтранзисторных схем. Расчет выходного каскада и входного сопротивления транзистора с учетом обратной связи.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 28.12.2014Свойства операционных усилителей, охваченных отрицательной обратной связью по напряжению. Линейные и нелинейные схемы. Повторители и сумматоры на основе ОУ. Логарифмические, антилогарифмические и функциональные усилители. Простейшие фильтры на основе ОУ.
лекция [210,3 K], добавлен 15.03.2009Расчет напряжений питания, потребляемой мощности, мощности на коллекторах оконечных транзисторов. Расчет площади теплоотводов. Расчет и выбор элементов усилителя мощности. Расчёт элементов цепи отрицательной обратной связи. Проектирование блока питания.
курсовая работа [516,1 K], добавлен 09.12.2012Нахождение параметров нагрузки и количества каскадов усилителя. Статический режим работы выходного и входного множества. Выбор рабочей точки транзистора. Уменьшение сопротивления коллекторного и эмиттерного переходов при использовании ЭВМ-моделирования.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 29.01.2011Усилители, построенные на полупроводниковых усилительных элементах (биполярных и полевых транзисторах). Выбор принципиальной схемы. Расчет выходного, предоконечного и входного каскадов. Параметры схемы и расчет обратной связи. Расчет элементов связи.
курсовая работа [203,3 K], добавлен 27.11.2009Схема выпрямителя с фильтром с указанием напряжения и токов в обмотках трансформатора, вентилях и нагрузке, полярности клемм. Схема усилительного каскада с учетом заданного типа транзистора, усилителя с цепью обратной связи и источниками питания.
контрольная работа [585,2 K], добавлен 13.04.2012Принципы и обоснования выбора схемы усилителя постоянного тока, его внутреннее устройство и взаимосвязь элементов. Двухтактный эмиттерный, эмиттерный и истоковый повторитель. Источник тока для выходного каскада. Принципы реализации обратной связи.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 10.06.2014Анализ исходной системы автоматизированного управления, ее функциональная схема. Расчет ДПТ на основе расчета мощности, вывода передаточной функции ЭМУ, обратной связи и коэффициента передачи предварительного усилителя. Рекомендации по улучшению качества.
контрольная работа [359,7 K], добавлен 05.01.2011Разработка системы автоматического управления, позволяющей утилизировать тепловую энергию. Параметры разрабатываемой регулируемой системы. Определение элементной базы и расчет передаточных функций выбранных элементов. Расчет датчика обратной связи.
курсовая работа [808,0 K], добавлен 13.10.2011Природа отрицательного преломления света: исторические заметки. Уравнения Максвелла и пространственная дисперсия, изотропная среда. Поляритоны с отрицательной групповой скоростью, магнитная восприимчивость на оптических частотах, интересные эффекты.
курсовая работа [399,6 K], добавлен 18.09.2009Основные требования, предъявляемые к станочным приводам. Краткое описание электропривода и его основных узлов. Система импульсно-фазового управления. Защита от обрыва цепи обратной связи по частоте вращения. Расчёт параметров настройки регулятора тока.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 10.06.2013Принципы проектирования электрического фильтра и усилителя напряжения. Анализ спектра сложного периодического сигнала. Оценка прохождения входного сигнала через радиотехнические устройства. Разработка схем электрического фильтра и усилителя напряжения.
курсовая работа [323,7 K], добавлен 28.03.2015Выбор структурной схемы (число, тип и мощность трансформаторов связи), расчет токов короткого замыкания. Общие сведения о релейной защите подстанции и принципы ее формирования. Разработка фильтра напряжения обратной последовательности, его схема.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 08.07.2012Электрическая цепь усилителя мощности и обмотки исполнительного двигателя. Механическая передача между ИД и объектом. Уравнения характеристик датчика ошибки. Изменение структуры электрических следящих приводов в зависимости от выходного сигнала ДО.
реферат [1,5 M], добавлен 04.08.2015Длительность провала напряжения. Роль провалов напряжения для улучшения качественных характеристик сети. Оценка коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности. Повышение коэффициента мощности электрической тяги переменного тока.
контрольная работа [215,0 K], добавлен 18.05.2012Рефракционный индекс твердого кристаллического материала. Распределение оптической мощности в поперечном сечении оптоволокна. Связь спектральных составляющих с формой сигнала. Чирп-эффект в волокне с отрицательной дисперсией. Модуляционная нестабильность.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 19.05.2011Понятие автоколебаний как незатухающих колебаний, которые происходят в замкнутой системе при наличии обратной связи и внешнего источника постоянной энергии. Примеры автоколебаний в естественных природных процессах. Механические примеры автоколебаний.
презентация [1,7 M], добавлен 10.09.2013Расчет потребности в тепловой и электрической энергии предприятия (цеха) на технологический процесс, определение расходов пара, условного и натурального топлива. Выявление экономии энергетических затрат при использовании вторичных тепловых энергоресурсов.
контрольная работа [294,7 K], добавлен 01.04.2011Понятие первичной энергии, способы ее получения. Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная). Традиционные, нетрадиционные виды энергетики, их характеристика. Создание топливных элементов.
реферат [688,6 K], добавлен 04.02.2015
