Учебный Центр Your Company
Курс:  Электротехника
28 ноября 2006 18:39  CDExportPublisher  
Содержание
Перейти на предыдущую страницу Урок 1.3 Нелинейные электрические цепи постоянного тока
( Занятие 3 из 19 )

Сопротивления нелинейных элементов. 
 

 Сопротивление нелинейного элемента изменяется от точки к точке характеристики.

                                   

 

Сопротивление в точке а характеристики (рис 1.14) например, определяется отношением напряжения Ua к току Ia для данной точки т.е. пропорционально тангенсу угла a наклона секущей Оа к оси абсцисс.    Это сопротивление        rcт= Ua/Ia называется статическим. При изменении тока в узких пределах относительно точки а следует считать сопротивление пропорциональным тангенсу угла  наклона касательной к характеристики в данной точке. Это сопротивление rд называется динамическим и равно

                                        

 

где  коэффициент k равен отношению масштаба напряжения к масштабу тока. Учтем, что напряжение Ua на элементе складывается из напряжения Uао, не зависящего от тока, и падения напряжения:

                                Ua=Uao+Iara

Отметим, что сопротивления rд могут быть для отдельных участков характеристики отрицательными. 

Нелинейные электрические цепи можно исследовать при помощи графических или аналитических методов.

В графическом методе токи в цепях при заданных напряжениях или напряжения при заданных токах определяют из вольт-амперных характеристик элементов. При последовательном соединении элементов строится результирующая ВАХ цепи путем сложения напряжений отдельных элементов и по этой характеристике определяется искомая величина.

Для параллельного соединения элементов результирующая ВАХ строится путем суммирования токов отдельных элементов.

Аналитический способ исследования заключается в решении задач путем применения аналитических зависимостей сопротивлений нелинейных элементов от тока  или напряжения. Обычно эти зависимости не имеют точного аналитического выражения и могут быть только аппроксимированы некоторыми функциями. В этом случае задача решается с помощью средств вычислительной техники.

Если анализ осуществляется для небольших приращений тока относительно точки а (рис.2), то в этом случае нелинейные элементы заменяются элементами с динамическими сопротивлениями и источниками напряжения.

 

 

 

Следующий кадр







Общие сведения о нелинейных элементах 


 

Ранее были рассмотрены линейные цепи, т. е. цепи, сопротивление которых постоянно и не зависит от напряжения и тока. Зависимость тока в элементах цепи от напряжения I = f(U) выражают графически в виде вольт-амперных характеристик. Вольт-амперные характеристики линейных элементов цепи представляют собой прямые линии, проходящие через начало координат (у этих элементов сопротивление r = const). Строго говоря, элементов с линейной зависимостью I (U) не существует. Однако, когда эта нелинейность незначительна, цепь можно рассматривать как линейную. В нелинейных элементах с изменением тока их сопротив­ление меняется и зависимости I(U) получаются нелинейными.

В различных отраслях техники имеют большое практическое значение электрические цепи, нелинейность которых выражена очень резко. Такие цепи широко используют в устройствах автоматики, вычислительной техники, радиоэлектроники, в измерительной технике и т. д. К нелинейным элементам цепей можно отнести, например, различные электронные, ионные, фотоэлектронные и полупроводнико­вые приборы, а также ряд других устройств. С помощью нелинейных элементов можно усиливать электрические сигналы, генерировать сигналы различной формы, производить вычислительные операции, преобразовывать переменный ток в постоянный, осуществлять стабилизацию тока и напряжения и т. д. 

   Сопротивление нелинейного элемента может быть управляемым, т.е. зависеть от управляющего воздействия (например, сопротивление транзистора). Характеристики элементов могут быть симметричными, у которых знак функции изменяется при изменении знака аргумента, абсолютные же значения функции остаются неизменными, а также несимметричными. Примером несимметричной  вольт-амперной характеристики является ВАХ полупроводникового диода (рис1.13).

                                    

 

 

Перейти к началу страницы страницы Далее: Лабораторные работы по теме электрические цепи постоянного тока Перейти на следующую страницу