Jump to content
lemonnandpepper

Мультивибратор симметричный. Детальный разбор

Recommended Posts

Уважаемые форумчане, помогите, пожалуйста, понять некоторые моменты в работе мультивибратора.

Вроде все понятно, с электричеством никогда особых проблем не наблюдал, но тут в упор не понимаю - аж голова трещит...

1) Никак не пойму я эту историю с отрицательным напряжением на конденсаторах. С резисторов, стоящих после светодиодов, ток течёт через конденсаторы на базы обоих транзисторов. Но почему на конденсаторах отрицательное напряжение? Из-за их полярности? Тогда оба транзистора д.б. закрыты? Тогда чему течь на базы и создавать отрицательное напряжение?

2) Почему на обоих конденсаторах растёт отрицательное напряжение, а потом вдруг оно меняет знак и начинает из минуса расти в положительном направлении?

3) Почему на одном из конденсаторов (дальнем от БП) сначала растёт отрицательное напряжение (вместе с ближним С), потом падает почти до нуля, а потом снова начинает расти в отрицательном направлении, когда на ближнем конденсаторе знак уже поменялся?

5bdc83f8b7be2_2018-11-0219_53_46.thumb.png.09850f743f18195e991c5764a64cfce3.png

 

Спасибо за помощь и пардон за, возможно, элементарные вопросы...

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, lemonnandpepper сказал:

Но почему на конденсаторах отрицательное напряжение?

Не на конденсаторе, а на его выводе у базы транзистора. Напряжение залетает на время в минус потому, что на противоположном выводе конденсатора напряжение быстро упало с плюса, а напряжение между выводами конденсатора мгновенно измениться не может.

Edited by J_Ohm

Share this post


Link to post
Share on other sites

Особенности схемотехники и трассировки печатных плат для STM32WB55

Разработка новых устройств на базе беспроводного микроконтроллера STM32WB от STMicroelectronics может быть сделана в короткий срок, если выполнять некоторые важные правила и воспользоваться готовыми конструктивными решениями и рекомендациями инженеров ST.

Читать статью

@alend, спасибо, но у меня такое же моделирование на других номиналах, а это видео не даёт ответов, к сожалению...

 

@J_Ohm, благодарю за ответ.. Не пойму вот я - как это на ноге конденсатора напряжение становится отрицательным...

С ваших слов я понял так, что получается - что, раз напряжение = разность потенциалов, то, имея на "Входе" A конденсатора заряд, больший, чем на "Выходе" B и, вызвав падение заряда на A до нуля, мы тем самым загоняем B в отрицательную зону? Т.е., это все из-за разности потенциалов и инерционности процессов? Тогда что, в этот момент B начинает "тянуть" заряд на себя, а не выдавать? 

А разве на пластинах конденсатора заряд накапливается не равный по величине и противоположный по знаку? Тогда чему создавать отрицательное напряжение(просто же до нуля упасть должно...)?

И разве отрицательное напряжение не означает направление, противоположное напряжению (эдс) источника? Но конденсатор - 1)ещё разряжен, 2)пропускает ток на базу, значит напряжение должно совпадать с эдс и иметь знак +... 

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 02.11.2018 в 20:30, lemonnandpepper сказал:

Уважаемые форумчане, помогите, пожалуйста

Вроде все понятно, с электричеством никогда особых проблем не наблюдал,

Преподаватель заставляет или сам хочешь познать? Мультивибратор - это не электричество, а электроника.

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

CoolGaN - на предельной скорости коммутации!

Решения на галлий-нитриде (GaN) обладают фундаментальными преимуществами перед кремнием. В частности, имея более высокую критическую напряжённость электрического поля, в сравнении с традиционными кремниевыми транзисторами, транзисторы на основе галлий-нитрида обладают выдающимися динамическими характеристиками, что позволяет коммутировать их на высоких частотах. Семейство CoolGaN™ – это именно то, что необходимо, чтобы поднять ваши устройства на принципиально новый уровень. Мы собрали все самые интересные материалы по данной теме на одной странице.

Читать статьи

@Гар, сам - все преподаватели закончились года 3 назад))

Полез в Arduino, там рекомендуют обвязку => бегло обновил курс электричества => полез глянуть простые обучалки по электронике и на 6м видео встрял с этим вибратором..так злит, что понять никак не могу...)

 

А что, электроника работает не по электрическим принципам? Я думал законы Кулона и Ома справедливы тут)) нам, к сожалению, нормально курс электроники читать не пытались даже :'(

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, lemonnandpepper сказал:

Тогда что, в этот момент B начинает "тянуть" заряд на себя, а не выдавать?

Не заряд, а электрический потенциал - напряжение относительно условной "земли", если не оговорено, что относительно чего-то еще. А заряд это разность потенциалов между выводами конденсатора умноженная на его электрическую емкость Q(Кл) = U(В).*C(Ф).

Учитывая, что Q(Кл) = I(А)*T(С), для мгновенного изменения заряда потребовался бы бесконечно сильный ток, невозможный в принципе.

Предварительно накопленный на конденсаторе заряд и создает это "удивительное" отрицательное напряжение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@J_Ohm, спасибо большое за полные ответы. Я думал потенциал и заряд на одной пластине конденсатора -одно и то же...

Само наличие заряда конденсатора меня, вроде, не смущает..

Я не могу понять почему он отрицательный и почему он дважды увеличивается с отрицательным знаком, когда на другом конденсаторе только 1 раз такая канитель....

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites

Потенциал, извиняюсь...

Потому что отрицательная нога конденсатора? Но потом-то там потенциал положительный становится.....

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не дважды, а как и на другом конденсаторе.

5bdd94b392e82_Multivibrator5V.thumb.png.d8c8b0c8f9cfb2df4c23db01702f18e0.png

... От минуса на базе следует пологий подъем напряжения до отпирания транзистора, после чего конденсатор быстро заряжается до исходного состояния. Напряжение на базе при этом почти не подскакивает, зато немного заваливается подъем напряжения на коллекторе другого.

Edited by J_Ohm

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подобный вопрос, откуда берётся отрицательный заряд на конденсаторе в мультивибраторе, возникает несколько раз в год. Да и просто ко мне приходят мальчишки и спрашивают про это же.
Прежде всего нужно усвоить, что измерение производится между двумя точками. В схемах, как правило, между общим проводом и измеряемой цепью. То есть, общий вольтметра (осциллографа) подключают к общему проводу схемы.
Для объяснения, я нарисовала две схемки, в которых ключи, это аналог транзистора. Вольтметры показывают напряжение на выводах конденсатора относительно общего провода. Там видно, как конденсатор сначала заряжается через резистор и почему на правом выводе появляется минус относительно общего провода при переключении ключей.
Я даже видела схемки, где используется этот эффект для запитки светодиода от одной батарейки повышенным напряжением.

Минус в мультивибраторе.JPG

Share this post


Link to post
Share on other sites

@J_Ohm, @Света, спасибо большое за ответы и терпение.

Позвольте попробовать рассудить вслух - прав ли я? 

Раз "электрический потенциал" = "потенциальная энергия точечного заряда" / "величина заряда" 

V=U/q

Значит, @Света, по вашим схемам, в схеме 1 при зарядке неполярного конденсатора электроны переносятся сквозь него слева направо, заряжая тем самым левую обкладку положительно, а правую отрицательно.. Поскольку отрицательный (-) заряд обладает максимальной потенциальной энергией на плюсовой (+)  обкладке, то и потенциал его на левой ноге конденсатора +9В.. На правой 0В, т.к. там находятся заряды с min потенциальной энергией и max кинетической.. Только вот, такая картина будет изменятся в процессе зарядки конденсатора, т.к. электролит будет поляризовываться, и в конце напряжённость Eинд поля, индуцированного выстроенными диполями и направленного противоположно внешнему полю, приложенному к конденсатору, почти остановит ток...

А дальше у меня очень большие сомнения... 

При остановке тока, по идее, электроны справа, замедляясь, теряют кинетическую энергию и накапливают потенциальную. Т.е., видимо, в некоторый момент времени при полностью заряженном конденсаторе электроны слева и справа от него должны обладать max потенциальной энергией... Так же, заряженный конденсатор будет стремиться удерживать разность потенциалов м/у обкладками и, соответственно, ногами... И непонятно, каким будет потенциал правой ноги... Слева +9В, справа тоже должно быть нечто >0, но конденсатор не даст... 

В схеме 2 при переключении ключей происходит нечто следующее, по моему разумению... Конденсатор заряжен и ток не пропускает.. Электроны слева от конденсатора получают возможность двигаться влево, и их потенциальная энергия (Потенциал) начинает уменьшаться.. Eинд уменьшается вследствие ослабевания внешнего поля и теплового движения молекул диэлектрика.. Конденсатор начинает пропускать ток, но уже в обратном направлении, заряды на обкладках стремятся поменяться местами.. Электроны справа оказываются у (+) пластины и обретают max потенциальную энергию... 

Электроны справа, у которых, по идее, должна преобладать потенциальная энергия (но электрический потенциал почему-то 0), тоже приходят в движение? (Понятно, что конденсатор своим зарядом будет стремиться удерживать разность потенциалов, "вытягивая" и "загоняя" электроны справа в "-" ) Тогда неудивительно, что потенциал приобретает знак (-). Из-за того, что электроны начинают двигаться в обратном направлении?

Но тогда же должно присутствовать и равновесное состояние, когда тока нет, и слева, и справа электрический потенциал на обеих ногах отличается от 0....

А с полярным конденсатором в такой ситуации вообще непонятно - он-то полярность пластин не может поменять...

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites

А ведомо ли ТС что симметричный мультивибратор В ПРИНЦИПЕ  (теоретически) не может работать,  Что бы он заработал нужна несимметрия  (любая). Товарищи модеры, гнобите такие троллюжные темы!!! 

Edited by koms45

Share this post


Link to post
Share on other sites

Околонаучная ахинея. Потенциальная  энергия - она относительно чего-то.
Кирпич массой 1 кг, лежащий на столе высотой 1 м имеет потенциальную энергию 0
относительно поверхности стола, 10 Дж относительно пола и -10 Дж относительно верхней крышки шкафа высотой 2 м.
Никакого потенциала у обкладок конденсатора нет, пока одну из них не подключишь к точке отсчета, например к земле или корпусу устройства, или, хотя бы, к щупу тестера. Тогда потенциал другой обкладки заряженного конденсатора (или батареи, аккумулятора, источника питания) станет +U  или  -U, в зависимости от того, какая обкладка подключена к точке отсчета.
Никакой кинетической энергии у электронов нет, вернее она есть, но на много порядков меньше, чем энергия электрического заряда, посему не учитывается.

35 минут назад, lemonnandpepper сказал:

при зарядке неполярного конденсатора электроны переносятся сквозь него слева направо,

В любом конденсаторе между электродами изолятор, и ничего там "сквозь него" переноситься не может.
Ну и т.д.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Господа @koms45 и @Alkarn, засуньте себе свое самомнение и агрессию куда подальше, и там держите. Это не закрытый профессиональный форум, я не имею специальности в электронике, а знаниями в физике/электричестве давно не пользовался. Я пришел сюда с просьбой прояснить сомнения, а вам с вашими знаниями и подходами пора бы чем-то полезным заняться, а не изголяться без причины. И перечитайте название раздела. А еще покажите, пожалуйста, где говорится, что симметричный мультивибратор В ПРИНЦИПЕ работать не может.

 

42 минуты назад, Alkarn сказал:

В любом конденсаторе между электродами изолятор, и ничего там "сквозь него" переноситься не может.

Согласен, одумался и оговорился. Создается заряд на обкладках, равный по значению и противоположный по знаку.

Про относительность потенциальной энергии давным-давно забыл, каюсь. В статьях про конденсаторы и диэлектрик об этом не говорится, поэтому и нестыковка.

Что значит потенциала нет? Формула, значит, выдумана и не существует? Вот про потенциальную энергию согласен, не спорю..

Как не учитывается? электроны движутся? значит и кинетическая энергия должна быть, чтобы характеризовать их движение...

Правильно, поэтому, измеряя потенциал м/у землей и левой ногой, имеем +9В...на правой 0В. Но почему при изменении направления тока 0 становится -9, а не просто 9?????

Edited by lemonnandpepper

Share this post


Link to post
Share on other sites

@lemonnandpepper - "... в схеме 1 при зарядке неполярного конденсатора электроны переносятся сквозь него слева направо". Не сквозь него, а через источник питания, от которого берется энергия.

Кинетическая энергия электронов в твердом теле имеет тепловую природу, энергия их перемещения в потоке по проводнику мгновенно переходит туда же, - тепловой эффект электрического тока. По этой причине в конденсаторе оказывается только часть энергии от источника, половина рассеивается на сопротивлении цепи. Вы делаете ошибку, рассматривая энергию электрических потенциалов обкладок относительно земли. Таковая ничтожна.

Энергия в конденсаторе заключена в произведении квадрата разности потенциалов между обкладками на половину емкости. Каким бы одним выводом не подключали его к земле, - электроны не движутся, энергия сохраняется, следовательно, - потенциал между выводами тоже ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, lemonnandpepper сказал:

почему при изменении направления тока 0 становится -9,

Забудьте про ток и кинетическую энергию. Всё проще. 

Вот, на картинке: взяли конденсатор и зарядили его первоначально до 5В. Затем подключили его двумя разными способами 1 и 2.

При измерении напряжения на одной и той же обкладке конденсатора получили разные значения, причём второе напряжение - отрицательное. При этом заряд конденсатора не изменился ни на йоту. Ни один электрон не сдвинулся с места, току никакого нет.

Точно так же и в мультивибраторе. Если быстро переключить один вывод конденсатора от плюса питания на землю, то на втором выводе появляется отрицательное напряжение. При переключении заряд конденсатора не изменяется.

cxem_capacitor_voltage.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, lemonnandpepper сказал:

Позвольте попробовать рассудить вслух - прав ли я? 

Всё, что Вы ниже написали, никакого отношения к данной схеме не имеет.
Здесь заряженный конденсатор следует рассматривать как батарейку со способностью очень быстро зарядиться и перезарядиться, поменяв полярность.
В левой схеме вы измеряете напряжение на заряженном конденсаторе, подключая щуп вольтметра, который называется общим (земля), к минусу этой батарейки-конденсатор, а второй щуп - к плюсу. Во второй схеме - наоборот, общий к плюсу, другой - к минусу. Только и всего. Попробуйте измерить напряжение у простой батарейки меняя щупы у выводов батарейки, что будет показывать вольтметр?

Советую почитать Айсберга "Радио- это очень просто!", хотя бы начальные главы, где рассказывается про ток, сопротивления, конденсаторы...

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 минуты назад, Света сказал:

где рассказывается про ток, сопротивления, конденсаторы...

Этого будет мало, т.к. здесь речь уже завели о заряде, потенциале и их разности, энергии, напряжении и токе, смешав всё в одну кучу... Вспомнили об Оме, а о Кулоне забыли! 

@lemonnandpepper Поищите учебник (ни википЕдию! ни студенческий портал! ни записки охотника!) по физике для технических вузов (можно краткий курс). Там в разделе "Электричество" Вы найдёте всё интересующее Вас. А потом уж прочтёте то, что рекомендовала @Света .

С уважением В.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

    • Кто всетртится с шевронами ЧЕРных мышей - лучше сразу молиться своему богу.... ниодной стране мира с нашими ребятами вообще вариантами не побороться, просто никак... человек умер сам для себя , и он работает как киборг.  
    • ЭТО БЕЗ коментнариев, надеюсь НИКТО ПРОТИВ НЕ БЫЛ  БОЙЦЫ как торпеда Черный берет  в любой стране может сделать БЯКУ    ... я не такой послушный клайд  Кто меня знает - Слава =КЛАЙД  = кто прошел это испытание были в таких странах , что не в сказке сказать  не бульдозером разгребать ... просто не злите мимолетом, уважайте своих защитников Командер КРАПОВЫХ = лакомый кусок - так думали многигие разведчики  АМЕРИКОСОВ .... боюсь рссстроить - бесполяезняк
    • @Borodach вот и у меня это из головы не выходит...
    • Еще один усилитель, автор Г.Крылов, который ,не только измерял, но и слушал. Усилитель на современных комплектующих дает THD менее 0.1%, при потрясающей простоте и приемлемых для 90 % реальных , современных потребителях усилитель. Предложу, новичкам, желающим сотворить собственноручно хороший усилитель mk8802.ms14 Любителям "посимулировать"  есть моделька АС не было, ЗК, плюс наушники. ЗК проверена не только приборами, Наушники, поверьте мне, не дешевые. Прежде, чем спорить, возможно просто включить синус, и реально послушать свои уши
    • А как вы убедились, что ваша связка ЗК+УМ+АС воспроизводит частоты выше 14 кГц также линейно, как и остальные?
    • Давно ничего не выкладывал. Маурошечка в корпусе Denon PAO-F100.  Двойное моно.   С конденсатором на входе постоянка на выходе в районе 10мВ, без конденсатора - 50-60мВ, по этому сделал переключатель который при необходимости просто шунтирует конденсатор и получается прямой тракт. Так же усилитель не нуждается в цепочке Цобель-Буше, да и в выходной катушке тоже.  Звук отменный, детали все ориджинал, микросхемы от Нешинал, конденсаторы Ничикон, в ОС Ничикон Мюз, в мют - Филипс 036, в шунтах Вима, резисторы Панасониr/Матшита, в мосте 0,1% Сусуми.   
    • А есть у кого карта напряжений этого УМ что бы глянуть какие подбирать тр-ры куда можно.
×
×
  • Create New...