Elektr energiyani olish

Nazariy o’quv mashg’ulotining o’qitish texnologiyasi


Fotoelektr hodisalar - elektromagnit nurlanish taʼsirida moddalarda yuz beradigan elektr hodisalar (elektr oʻtkazuvchanlikning oʻzgarishi, e.yu.k. hosil boʻlishi, elektronlar emissiyasi va boshqalar). Foton energiyasi h v elektronning kattaroq energiyali holatga oʻtishiga sarflanadigan hollarda yuz beradi. Foton energiyasi faqat atomni uygʻotishgagina yetarli hollarda, moddaning dielektrik singdiruvchanligi oʻzgarishi mumkin (fotodielektrik effekt). Agar foton energiyasi erkin elektronlar va kovaklar hosil qilish uchun yetarli boʻlsa, u holda jismning elektr oʻtkazuvchanligi ortadi (fotooʻtkazuvchanlik). Bir jinslimas yarimoʻtkazgichlarda, xususan, r—p oʻtish sohasida, yarimoʻtkazgich — metall kontakti yaqinida foto e. yu. k. paydo boʻladi. Oʻtkazuvchanlik elektronlari fotonlarni yutganda ham ularning harakatchanligi ortib, fotooʻtkazuvchanlik va foto e. yu. k. hosil boʻlishi mumkin. Foton energiyasi gaz atomlari va molekulalarini ionlash uchun yetarli fotoionlanish yuz beradi. Suyuqlik yoki qattiq jism elektronlari yutgan fotonlarning energiyalari ancha katta hollarda elektronlar jismning sirtiga yetib borishi va potensial toʻsiqni oshib oʻtib, vakuumga yoki boshqa muhitga chiqishi mumkin. Bu holda tashqi fotoeffekt deb ataladigan fotoelektron emissiya vujudga keladi. Qattiq jism ichida elektronlarning bogʻlangan holatlardan erkin holatlarga oʻtishi bilan bogʻliq Fotoelektr hodisalar "ichki fotoeffekt" deb ataladi. Metallarning elektr oʻtkazuvchanligi juda kattaligi uchun ularda ichki fotoeffekt kuzatilmaydi, faqat fotoelektron emissiyagina sodir boʻladi.

Fotoelektron asboblar deb, yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantirish sodir bo'ladigan asboblarga aytilad

Fotoelektron asboblar. Тashqi va ichki fotoeffektli fotoelementlar; Lampali fotoelementlarning tuzilishi, ishlash tartibi


MOSFET da «parazit» diodlar mavjud, IGBT da esa ular yo‘q. Shu sababli IGBTga diodlarni ketma-ket-parallel ulash mumkin. IGBT ning almashtirish sxemasi va simvoli 7.24-rasmda ko‘rsatilgan.
Normal rejimda kollektorga emitterga nisbatan musbat kuchlanish beriladi. Agar zatvor va emitter orasidagi kuchlanish nolga teng bo‘lsa yuqoridagi yopuvchi qatlam berk holatda bo‘ladi va tranzistordan tok oqmaydi. Zatvorga etarli kuchlanish berilsa n+ sohadan n- sohaga MOSFET-tok oqa boshlaydi. Ushbu tok pnp- tranzistorni ochiq holatga o‘tkazuvchi baza toki bo‘lib ham xizmat qiladi. Bunda asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar n-sohaga o‘tadi. IGBTning ushbu xususiyati tranzistordagi kuchlanishni o‘xshash parametrga ega bo‘lgan MOSFET tranzistordagiga nisbatan taxminan 10 marta kam bo‘lishiga olib keladi.
IGBT turdagi zatvori izolyatsiyalangan bipolyar tranzistorlar kirishidagi zatvori izolyatsiyalangan unipolyar (maydonli) tranzistor va chiqishidagi bipolyar n-p-n-tranzistorlarning birikmasidan iborat.
Zatvori izolyatsiyalangan maydonli tranzistorlarda parazit bipolyar tranzistor hosil bo‘ladi (7.25, a - rasm). Avvallari undan foydalanilmagan.

2.25-rasnt IGBT-tranzistorning sxematik tasviri

Sxemada VT zatvori izolyatsiyalangan maydonli tranzistor, VTl-parazit bipolyar tranzistor, R1 - maydonli tranzistor kanalidagi ketma-ket qarshilik, R2 - VT1 bipolyar tranzistorning baza-emitter o‘tishini shuntlovchi qarshilik. R2 qarshilik mavjudligi sababli VT1 bipolyar tranzistor berk bo‘ladi va maydonli VT tranzistorning ishlashiga amalda ta’sir ko‘rsatmaydi. IGBT-tranzistorning tarkibi yana bitta p-p-o‘tish bilan to‘ldirilgan, natijada almashtirish sxemasida (2.25,b-rasm) yana bitta VT2 p-n-r-tranzistor paydo bo‘ladi



Toʻgʻrilagich, tok toʻgʻrilagich — oʻzgaruvchan tokni oʻzgarmas tokka aylantiruvchi qurilma. Asosiy qismi — ventil. Ventilning turiga qarab, kenotronlp, gazotronln, tiratronli, simobli, yarim oʻtkazgichli, elektr kontaktli; bir va uch fazali, bir va ikki yarim davrli T.larga boʻlinadi. T. avtomatika, telemexanika va radioapparatura hamda yuqori quvvatli sanoat qurilmalarini oʻzgarmas tok bn taʼminlashda ishlatiladi.

Stabilizator (lot. stabilis — turgʻun, doimiy) — i. ch. jarayoni, mashina parametrlari, elektr kattaliklar va boshqa koʻrsatkichlarni bir meʼyorda ushlab turadigan asbob, moslama yoki modda. Mas, aviatsiya Si — samolyotning boʻylama turgʻunligi va boshqariluvchanligini taʼminlaydigan quyruq qanotining qoʻzgʻalmas qismi. Kuchlanish yoki tok Si tarmoqdagi kuchlanishning oʻzgarishi va nagruzka kiymatidan qatʼi nazar kuchlanish yoki tokni avtomatik tarzda birday ushlab turadi. Dengiz Si kemaning chayqalishini kamaytiradi, u giroskop prinsipiga asoslangan. Fotografik S. foto emulsiyalarning eskirishini sekinlatish yoki unga barham berish uchun ishlatiladigan modda. S. sifatida simob, oltin, platinaning kompleks birikmalari va boshqa ogʻir metallarning tuzlari ishlatiladi. P o limerlar Si ham ularning eskirishini toʻxtatuvchi modda; oksidlanishga karshilik koʻrsatuvchi antioksidantlar, fotoliz va fotooksidlanishni toʻxtatuvchi fotostabilizatorlar, nurlanish taʼsiri ostida eskirishga toʻsqinlik kiluvchi antiradlar va boshqalardan iborat.

MOP tiristorning dinamik xarakteristikasi 7.68-rasmda keltiril­gan. Anod toki 19 A gacha 3.5 mks vaqt davomida ko‘tariladi. Tiristorning yopilish fronti ikki fazadan iborat: tezkor va sekin. Tezkor fazada anod toki 1,5 mks davomida maksimal qiymatdan

10. 
    % ga kamayadi. Keyingi fazada qoldiq anod toki taxminan 30 mks davomida so‘nadi.
    

Yopiluvchi tiristorlar quyidagi past kuchlanishli sohalarda qo‘l- lanilishi mumkin: rangli metallarning elektrolizi; elektroximiya; kuchlanishi 3 kV gacha bo‘lgan reaktiv quvvat kompensatorlari; induktsion qizdirish; o‘zgarmas tok elektr yuritmalari; elektr motor- larni silliq ishga tushirish; magistral va karer elektrovozl arining tortuvchi motorlari uchun o‘zgartkichlar; va boshqa quvvati katta o‘zgarmas tok manbalari.
Past kuchlanishlarda kuchlanishi 200 V dan 3,4 kV gacha, toki 5,5 kA gacha va uzish vaqti 63 mks dan yuqori tiristorlar qo‘llaniladi.
Yopiluvchi tiristorlar quyidagi yuqori kuchlanishli sohalarda qo‘llanilishi mumkin: o‘zgarmas tokli elektr uzatish liniyalarining o‘zgartkichlari; reaktiv energiyaning quvvati katta statik kompensa­torlari; quvvati katta gidro va turbogeneratorlar qo‘zg‘atish tizim- larining to‘g‘rilagichlari; yuqori kuchlanishli o‘zgarmas va o‘zga- ruvchan tokli elektr motorlarni silliq ishga tushirish; tortuvchi (transport) podstantsiyalarning o‘zgartkichlari; yuqori kuchlanishli kalitlar va boshqalar.
Yuqori kuchlanishlarda kuchlanishi 3,6 kV dan 8,0 kV gacha, toki 3,2 kA gacha va uzish vaqti 250 mks dan yuqori tiristorlar qo‘llaniladi.
Hozirgi vaqtda ishlash muddati 25 yil va undan ortiq bo‘lgan quvvati katta tabletkasimon tiristorlar mavjud (7.68-rasm).
Tiristorlar uchun maxsus sovitgichlar ishlab chiqariladi . Ularda sovituvchi sifatida havo va suyuqliklardan foydalaniladi. Hozirgi vaqtda maksimal quvvat sochilishi 2,0 kVt bo‘lgan havoli sovitgichlar va 5,5 kVt bo‘lgan suyuqlikli sovitgichlar mavjud
Maydonli MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) tranzistorlar. Maydonli yoki unipolyar tranzistorlarda o‘tkazuvchi kanalning o‘tkazuvchanligini o‘zgartirish tok yo‘na- lishiga pepnendikulyar bo‘lgan elektr maydoni yordamida amalga oshiriladi. O‘tkazuvchi kanalga ulangan elektrodlar stok (drain) va istok (source)
deb va boshqaruvchi elektrod zatvor (gate) deb ataladi. O‘tkazuvchi kanalda elektr maydonini hosil qiluvchi boshqarish kuchlanishi zatvor va istok orasiga ulanadi.
MOSFET turdagi kuch tranzistorlarida o‘tkazuvchi kanal dan konstruktiv jihatdan izolyatsiyalangan zatvor bo‘ladi. Ularning tuzilishi va grafik tasviri 7.70-rasmda keltirilgan.
Bipolyar tranzistorga o‘xshash tarzda maydonli tranzistor am chiziqli rejimi sohasi va to‘yinish rejimi sohasiga ega. Ushu rejimlarda MOSFET-tranzistor bipolyar tranzistordek ishlaydi. Uning kirish va chiqish volt-amper xarakteristikalari 7.71,a,b - rasmlarda keltirilgan.