Электричество дома и на даче. Как сделать просто и надежно

Электроизмерительные приборы предназначены для замеров всевозможных электрических величин. Условно их можно разделить на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. В приборах первой группы шкала размечена в тех единицах, которые непосредственно измеряются путем отклонения стрелки. К этой группе относятся амперметры, вольтметры, омметры и пр. В приборах второй группы применяются физические явления, которые перемещают подвижную систему прибора и тем самым создают вращающий момент. Он может быть создан при взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля катушки, а также магнитного поля катушки с током и ферромагнетика и т. д.

В зависимости от того, какой именно физический процесс применен в приборе, их подразделяют на приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, индукционной, термоэлектрической и других систем.

Каждый прибор при замерах имеет свои погрешности. Допущенные погрешности в зависимости от свойств и качества прибора определяют класс точности данного прибора. Класс точности, как правило, указан на шкале или в паспорте прибора. Всего существует 8 классов точности.

Самое широкое распространение имеют приборы, действие которых основано на электромагнитной системе. Данное техническое устройство представляет собой неподвижную катушку, включаемую в цепь. Внутри катушки имеется сердечник, изготовленный из мягкого железа и насаженный эксцентрично на ось, на которой закреплены также указательная стрелка и спиральная пружина.

Пружина создает противодействующий момент и возвращает стрелку в исходное положение при отсутствии тока. Имеется также поршень, двигающийся в воздушном цилиндре. Поршень играет роль демпфера (воздушного успокоителя).

Приборы электромагнитной системы предназначены для измерения силы постоянного и переменного тока. У приборов с железным сердечником, как правило, класс точности невысок. Их применяют для замеров на щитах и при измерениях, не требующих высокой точности. В условиях лабораторий обычно используют приборы с сердечниками, выполненными из сплава железа с никелем.

Положительными качествами такого рода приборов являются пригодность замеров в цепях как постоянного, так и переменного тока, устойчивость к перегрузкам по току, простота изготовления и хорошая механическая прочность. Минусом данных технических устройств считаются неравномерность шкалы, возникновение остаточного намагничивания сердечника, а также зависимость замеров от внешних магнитных полей.

Полупроводниковые электрические приборы

Полупроводниковыми называются приборы, работа которых основана на электронных процессах, возникающих в полупроводниках. В самих полупроводниках обычно свободных электронов очень мало, в связи с этим собственная проводимость невелика. В случае, когда в полупроводники вводятся какие-либо примеси, возникает дополнительная примесная проводимость, которая обуславливает силу тока.

Полупроводники бывают n-типа и

р-типа. В полупроводниках первого типа содержатся такие примеси, атомы которых легко отдают свои электроны, тем самым увеличивая число свободных электронов в полупроводнике. В полупроводниках второго типа примеси способствуют образованию дырок, увеличивая дырочную проводимость. То есть можно сказать, что полупроводники бывают с электронной и дырочной проводимостью.

Если изготовить сплав из полупроводников разных типов, то на границе спая образуется р-n-переход. В случае прямого подключения такого полупроводника к электрической цепи (p-тип к положительному полюсу, а n-тип — к отрицательному), его проводимость будет высокой, а сопротивление — небольшим. При обратном включении (p-тип к отрицательному, а n-

тип — к положительному) ток будет минимальным из-за большого сопротивления р-n-перехода.

Полупроводниковые приборы, преобразующие электрическую энергию и имеющие один р-n-переход и два вывода, называются диодами. Обычно диоды изготавливаются из германия, кремния и арсенида галлия. По назначению их подразделяют на выпрямительные, детекторные, переключательные, стабилизаторы напряжения, или стабилитроны.

Полупроводниковые выпрямители надежны в работе, имеют длительный срок службы. Их большим минусом является то, что они имеют ограничения по температуре, т. е. работают в интервале от -70 до +125 °C.