Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Электрическая цепь называется нелинейной, если она имеет в своем составе один или несколько нелинейных резистивных элементов (НЭ), обладающих нелинейными ВАХ (рис. 1.2,б). В цепи постоянного тока работают НЭ, которые можно подразделить на управляемые и неуправляемые. Управляемые НЭ, в отличие от неуправляемых, содержат управляемые электроды. К управляемым НЭ относятся: транзисторы, тиристоры, трех и более электродные лампы и т.д. К неуправляемым НЭ относятся: полупроводниковые диоды, лампы накаливания, бареттеры, терморезисторы, тиритовые и вилитовые сопротивления и т. д.

Кроме того, НЭ также делятся на:

1) инерционные, нелинейность ВАХ которых обусловлена изменением температуры в результате нагрева протекающим через НЭ током (это лампы накаливания, бареттеры, терморезисторы и т.д.);

2) безынерционные, нелинейность ВАХ которых обусловлена иными (не тепловыми) процессами (это электронные лампы, полупроводниковые диоды и триоды, тиристоры и т.д.).

На рис. 1.15 приведены примеры ВАХ трех НЭ: а – терморезистора; б – полупроводникового диода; в – транзистора.

ВАХ НЭ I(U) может быть задана аналитически (1.16), графически (рис. 1.15) или таблично. Так ВАХ терморезистора может быть задана уравнением:

 

в

в

 

Рис. 1.15

 

                                           (1.16)

где I – ток, А; U - напряжение, В; t^o - температура, ^оС; К - температурный коэффициент, 1/(А ^{. о}С).

Кроме того, ВАХ НЭ I(U) может обладать симметрией относительно начало координат.

Расчет нелинейных цепей постоянного тока производят, как правило, графически.

Последовательное соединение НЭ

На рис. 1.16,а приведена схема, содержащая два последовательно соеди­ненных резистивных элемента НЭ1 и НЭ2, а на рис. 1.16,б приведены соответст­венно их ВАХ I(U₁) и I(U₂), а также результатирующая ВАХ I(U) цепи.

          а)                                                                б)

                                              Рис.1.16

 

Учитывая, что по последовательно соединенным НЭ1 и НЭ2 течет одина­ковый ток I, результирующая ВАХ I(U) цепи построена путем сложения абсцисс ВАХ I(U₁) и I(U₂) при произвольном задании значений тока I, как это показано на рис. 1.16,б.

,

При заданном (фиксированном) значении приложенного напряжения U_ф ток I и напряжения U₁ и U₂ на НЭ находятся без построения результирующей ВАХ. Для этого одну из ВАХ НЭ, например I(U₁), зеркально отражают, как это показано на рис. 1.17, относительно значения U_ф и получают ВАХ I (U₁). При пересечении последней с ВАХ второго

        Рис. 1.17

НЭ I(U₂) считывают ток I цепи и напряжения U₂ и U₁ на нелинейных элементах.

Если электрическая цепь содержит не два, а большее число последовательно соединенных НЭ с известными ВАХ, то расчет цепи выполняется аналогично. При наличии в цепи линейного резистора его ВАХ есть прямая линия (рис.1.2,а).

Параллельное соединение НЭ

На рис. 1.18,а приведена схема, содержащая два параллельно соединенных НЭ1 и НЭ2, а на рис. 1.18,б приведены соответственно их ВАХ I₁(U) и I₂(U), а также результирующая ВАХ I(U) цепи.

                      а)                                                        б)

                                                Рис.1.18

При параллельном соединении НЭ1 и НЭ2 напряжения на них равны, а ток I в неразветвленной части схемы 1.18,б равен сумме токов I₁ и I₂, протекающих соответственно по НЭ 1 и НЭ 2: I= I₁+ I₂ .Результирующая ВАХ I(U) цепи построена путем сложения ординат ВАХ I₁(U) и I₂(U) при произвольном задании значений напряжения U, как это показано на рис. 1.18,б.

 

В случае смешанного соединения НЭ (последовательно-параллельного) результирующая ВАХ I(U) цепи строится в следующей последовательности. Сначала строится результирующая ВАХ параллельного соединения НЭ, а за­тем, используя последнюю и ВАХ последовательно включенного НЭ, строится ВАХ I(U) всей исходной цепи. По ВАХ I(U) можно определить ток I в неразветвленной части схемы в зависимости от значения входного напряжения U.

Расчет цепи с одним НЭ

Если в схеме цепи постоянного тока имеется ветвь с НЭ (рис. 1.19,а), то определение тока в ней производится по методу активного двухполюсника (см. раздел 1.5).

хх

нэ

                       а)                                                                б)

                                                  Рис.1.19

С этой целью выделим ветвь с НЭ и обозначим её зажимы a и b, а всю ос­тальную линейную схему представим в виде активного двухполюсника АД (рис. 1.19,а). Определим на зажимах a и b напряжение холостого хода U _х.х .

Для этого разорвем ветвь с НЭ. Напряжение холостого хода определяется как

                       

Для расчета тока короткого замыкания I_к.з, протекающего между зажимами a и b, необходимо НЭ закоротить, т.е. на указанные зажимы установить перемычку. В этом случае ток от источника ЭДС будет протекать по установленной перемычке, сопротивление которой равно нулю, а не по резистору R₂ , сопротивление которого больше нуля. Здесь создается одноконтурная схема, по элементам которой протекает ток, называемый током короткого замыкания I_к.з . Он вычисляется по формуле:

Полученные значения U _х.х и I_к.з отложим по соответствующим осям на ВАХ НЭ I(U) и соединим их прямой, как это показано на рис. 1.19,б. Прямая U_х.х (I_к.з) называется вольт-амперной или внешней характеристикой активного двухполюсника. Ток I₃, проходящий через НЭ, и напряжение на нем U _нэ определим по проекциям точки пересечения двух указанных ВАХ на оси тока и напряжения (рис. 1.19,б).