Імпульсна техніка

І́МПУЛЬСНА ТЕ́ХНІКА — техніка, повʼязана з одержа­н­ням (генерува­н­ням), під­силе­н­ням, пере­творе­н­ням, вимірюва­н­ням та викори­ста­н­ням електричних імпульсів — одиночних (відео- і радіоімпульсів) або у певній послідовності (серіями). Імпульси такого виду одержують за допомогою релаксац. або ін. генераторів (напр., електрич. машин, мультивібраторів). Джерелами і під­силювачами цих імпульсів є імпульсні лампи та напів­провід­ник. прилади, що діють в імпульс. режимі (електричні сигнали подаються пере­ривчасто). Щоб пере­творювати амплітуду або полярність імпульсів, не змінюючи їхньої форми, за­стосовують транс­формувал. кола, в основі яких — імпульсні транс­форматори. Тривалість імпульсу зменшують диференціювал. колами, що складаються з котушок індуктивності, електрич. конденсаторів і резисторів; для збільше­н­ня його тривалості використовують інтегрувал. кола, у складі яких є конденсатори та резистори. До засобів І. т., якими вимірюють параметри електрич. імпульсів, належать аналізатори спектра частот, аналізатори імпульсів, осцило­графи, частотоміри та ін. Під час проходже­н­ня імпульсів через електричне коло можуть виникати пере­хідні процеси, зумовл. пере­ходом від одного режиму дії до ін. і су­проводжуються зміною напруги та сили струму. Явища, повʼяз. з такими процесами, використовують в імпульс. при­строях. Засоби І. т. за­стосовують у телебачен­ні, імпульс. радіонавігації, радіолокації, радіозвʼязку, в інформ.-вимірюв., обчислюв. техніці та ін. Особливою галуз­зю є імпульсна високовольтна техніка (ІВТ) — невід­ʼємна складова техніки високих напруг (ТВН), яку широко використовують у різних галузях науки та техніки. Роз­виток ТВН повʼяз. із від­кри­т­тям 1866 нім. інж. В. фон Сіменсом електродинам. принципу та реалізацією 1882 франц. фізиком М. Депре пере­дава­н­ня електро­енергії по­стій. напруги 2 кВ з потуж. 1,4 кВт. ІВТ та ТВН ґрунтуються на фундам. засадах електротехніки й електроніки і водночас мають власні роз­винуті наук. основи та принципи побудови від­повід­них тех. комплексів і систем. ІВТ від­різняє від ін. класів ТВН наявність електрич. імпульсу — поперед. накопиче­н­ня електрич. енергії за будь-який час та на­ступ. її мит­тєвого вивільне­н­ня у певній обмеженій зоні, що може мати широкий діапазон питомої електро­провід­ності. Найтривалішим вважають імпульс до 1 сек., найменше ж його значе­н­ня, яке дає можливість досягнути сучас. рівень роз­витку техніки, — 10–10 сек. Залежно від при­значе­н­ня приладу, ІВТ проектують як для роботи в одноімпульс. режимі, так і для генерува­н­ня імпульсів із за­даною частотою (межа — до сотень кГц). Роз­різняють прилади ІВТ низької (від 1 до 10 кВ), серед. (від 10 до 100 кВ), високої (> 100 кВ) напруг зарядже­н­ня накопичувача електрич. енергії, а також малої (до 100 кДж), серед. (до 1 МДж) і великої (>1 МДж) енергії, що накопичується. При імпульс. режимі роботи досягають високої концентрації енергії в часі, що дає змогу отримати електричні імпульси, потужність яких сут­тєво пере­вищує номінал. значе­н­ня джерела живле­н­ня і може сягати 10¹⁴ Вт, а швидкість її наро­ста­н­ня — до 10²⁴ Вт/сек. з амплітудою струму до 10⁸ А. При впливі імпульсів електрич. струму чи напруги на електричне коло, в якому накопичується енергія, виникають нестаціонарні нелінійні пере­хідні процеси, роль яких в ІВТ є вагомою, тому їх аналізу приділяють велику увагу. Принцип формува­н­ня імпульсів високої напруги або струму перед­бачає від­носно повільне накопиче­н­ня енергії в спец. приладі та на­ступне її вивільне­н­ня на навантажен­ні за допомогою комутатора. За при­значе­н­ням з-поміж приладів ІВТ роз­різняють генератори імпульс. напруг (ГІН), які використовують для ви­пробувань електротех. апаратури, імітації пере­напруг, створе­н­ня сильного імпульс. електрич. поля, отрима­н­ня спалаху рентґенів. ви­промінюва­н­ня, у при­скорювачах імпульс. електрон. та іон. пучків тощо, та генератори імпульс. струмів (ГІС), що за­стосовні при створен­ні імпульс. магніт. полів у термоядер. установках, при­скорювачах зарядж. частинок, при­скорен­ні плазми й металевих тіл, магнітно-імпульс. та електророзряд. оброблен­ні матеріалів, отриман­ні потуж. ударних хвиль, імпульс. зварюван­ні, електророзряд. технологіях різного при­значе­н­ня, електрич. вибуху провід­ників тощо. Накопичувачами електрич. енергії в ГІН та ГІС слугують ударні електричні генератори, акумулятори, конденсатори, індуктивні накопичувачі. Для комутації енергії на навантаже­н­ня використовують різні модифікації тиратронів і роз­рядників. Імпульс. струм вимірюють за допомогою шунтів та вимірюв. транс­форматорів (пояс Роговського), імпульсні напруги — за допомогою ємнісних, омічних або змішаних подільників напруги. Активне за­стосува­н­ня ІВТ від 2-ї пол. 20 ст. повʼяз. з можливістю створе­н­ня устаткува­н­ня, яке б моделювало різні накопиче­н­ня ядер. ви­промінюва­н­ня. Створ. таким чином наук.-тех. база потужної ІВТ дає змогу активно використовувати її в сучас. умовах як при дослідж. матерії, так і в технологіях ін. при­значе­н­ня. В Україні дослідж., проектува­н­ня й виготовле­н­ня комплексів ІВТ здійснюють в Ін­ституті імпульс. процесів та технологій НАНУ (Миколаїв), НДПКІ «Блискавка» при Нац. тех. університеті «Харків. політех. ін­ститут», Нац. тех. університеті України «Київ. політех. ін­ститут».

Завантажити статтю