Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
7.4. Действующее значение напряжения
В дальнейшем при выполнении практических задач напряжение будет измеряться с помощью комбинированного измерительного прибора. Как правило, шкала такого прибора проградуирована в значениях действующего значения напряжения,
7.5. ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ р77
а не размаха (двойного амплитудного). Иногда это значение называют эффективным. Действующее значение напряжения U11115 определяется как корень квадратный из среднего значения квадрата напряжения, усредненного по времени, U2(t), поэтому в технической литературе также используется термин среднеквадратическое значение. Математически это выражение записывается в следующем виде:
и™= Vu^t) (7.23)
где черта означает среднее значение. В качестве примера можно рассмотреть, как определяется эффективное значение напряжения, записанное в виде U = Upcos(wt), где Up - амплитудное значение. Квадрат напряжения вычисляется по формуле:
U2 U2
U2(t) = U2cos2(wt) = -^ + -^cos(2wt) - (7.24)
Так как среднее значение второго члена за период равно нулю, среднее значение величины напряжения можно Представить в виде:
- U2
U2(t) = -^ (7.25)
Окончательная формула для расчета эффективного значения напряжения: Ums=>/u40=Up/V2 (7.26)
Для синусоидального напряжения эффективное значение меньше амплитудного в >/2 раза. Если сравнить его с размахом напряжения, то оно будет меньше в 2 раза. Эффективные значения напряжения очень удобно использовать для расчета напряжений, где достаточно сложно определить амплитудное значение, например в сигнале шума. Те приборы, которые предназначены для измерения напряжения шумов, показывают действительное значение эффективного напряжения. Связь между эффективным значением напряжения и мощностью очень проста. Среднее значение мощности Ра можно выразить с использованием следующей формулы:
P3=UWR = ULZR ч (7.27)
Если мощность выражается через эффективное значение напряжения, нет необходимости учитывать коэффициент 2. Благодаря эффективным значениям формулы для мощности становятся более простыми и запоминаемыми, поскольку выглядят как формулы для мощности в цепях постоянного тока. Этой же Причиной объясняется второе название действующего значения напряжения - эффективное значение.
7.5. Литература для углубленного изучения
Ричард Фейнман (Richard Feynman) блестяще рассказал о характеристиках идеального газа и распространении звука в первом томе (главы 39 и 47) своих знаменитых лекций по физике «The Feynman Lectures on Physics» (издательство Addison-Wesley).
ГЇ78| 7. АКУСТИКА_
1 6 см
Рис 7.5. Поперечный разрез конструкции резонансного настраиваемого громкоговорителя. Динамик расположен внутри 16-сантиметрового отрезка трубы, изготовленной из тонкого картона (или плотной бумаги). Длина трубы выбиралась так, чтобы на частотах от 600 до 650 Гц возникал резонанс
Динамик как таковой состоит из черного бумажного конуса (диффузора), который прикреплен к звуковой катушке, расположенной внутри кольцевого магнита. При прохождении тока через звуковую катушку возникает переменное магнитное поле. Взаимодействуя с постоянным полем магнита, оно вызывает появление силы, давящей на бумажный диффузор. Это воздействие придает диффузору и окружающему его воздуху определенный импульс движения, который и приводит к образованию звуковой волны. Используемый динамик невелик, его диаметр равен 2,25 дюйма (57,15 мм) и рассчитан на мощность в четверть ватта.
Книга Джона Эргла (John Eargle) «Handbook of Recording Engineering» (издательство Van Nostrand Reinhold) содержит много интересной информации о записи музыкальных произведений. В книге Томаса Россинга (Thomas Rossing) «The Science of Sound» (издательство Addison-Wesley Longman) подробно описаны проблемы акустики музыкальных инструментов. Математическим проблемам теории звука посвящена книга Филиппа Морзе (Philip Morse) «Vibration and Sound» (издательство McGraw-Hill).
7.6. Практикум
ЗАДАЧА № 17. НАСТРАИВАЕМЫЙ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ
Первоначально радиостанция NorCal 4OA создавалась для работы с головными телефонами, поэтому уровень звука был явно недостаточен для использования громкоговорителя. Но поскольку приемопередатчик рассчитан на выходной тональный звуковой сигнал, частота которого лежит в диапазоне от 600 до 650 Гц, можно изготовить резонансную громкоговорящую систему, которая обеспечит хороший уровень звука в указанном частотном диапазоне. Выходной сигнал на других частотах ослаблен, но это только помогает подавить помехи и шумы. На рис. 7.5 показана конструкция такой акустической системы.
Трубо резонотора Раскрыб
7.6. ПРАКТИКУМ [Т79І
Для изготовления резонансного громкоговорителя сначала вставьте внутрь трубы плоскую кольцевую пробковую втулку, расположив ее на расстоянии примерно одного сантиметра от края. Чтобы закрепить динамик на втулке, используйте клеевой термопистолет. Для этого включите его в сеть и разогрейте клей. Когда термоклей разогреется, его можно выдавливать из сопла с помощью курка. Приклеивая динамик, будьте чрезвычайно аккуратны и прикрепите динамик именно к пробковой гильзе, а ни в коем случае не к картонной трубе. Приклейте динамик по всему диаметру без пропусков. После этого дождитесь, пока расплавленный термоклей по периметру динамика не застынет окончательно. В результате гильза с приклеенным динамиком должна перемещаться вдоль трубы. Постарайтесь работать с термоклеем очень аккуратно.
