Netiesinės elektros grandinės
Netiesinių elementų paskirtis elektros grandinėse
V elektros grandinės gali apimti pasyvius elementus, elektrinė varža kuris iš esmės priklauso nuo srovės arba įtempių, todėl srovė nėra tiesiogiai proporcinga įtampai. Tokie elementai ir elektros grandinės, į kurias jie patenka, vadinami netiesiniais elementais.
Netiesiniai elementai suteikia elektros grandinėms savybių, kurių tiesinėse grandinėse nepasiekiama (įtampos ar srovės stabilizavimas, nuolatinės srovės stiprinimas ir kt.). Jie nevaldomi ir valdomi... Pirmasis — bipolinis — skirtas veikti be valdymo faktoriaus įtakos jiems (puslaidininkiniai termistoriai ir diodai), o antrasis — daugiapolis — naudojamas, kai juos (tranzistorius) veikia valdymo faktorius. ir tiristoriai).
Netiesinių elementų srovės-įtampos charakteristikos
Netiesinių elementų elektrinės savybės yra eksperimentiniu būdu gauti srovės-įtampos charakteristikų I (U) grafikai, parodantys srovės priklausomybę nuo įtampos, kuriai kartais sudaroma apytikslė, patogi skaičiuoti empirinė formulė.
Nekontroliuojami netiesiniai elementai turi vieną srovės-įtampos charakteristiką, o valdomi netiesiniai elementai turi tokių charakteristikų šeimą, kurios parametras yra valdantis faktorius.
Linijiniai elementai turi pastovią elektrinę varžą, todėl jų srovės-įtampos charakteristika yra tiesi linija, einanti per pradžią (1 pav., a).
Netiesinių srovės įtampos charakteristikos yra skirtingos formos ir koordinačių ašių atžvilgiu skirstomos į simetriškas ir asimetrines (1 pav., b, c).
Ryžiai. 1. Pasyviųjų elementų srovės įtampos charakteristikos: a — tiesinė, b — netiesinė simetriška, c — netiesinė asimetrinė
Ryžiai. 2. Grafikai netiesinių elementų statinei diferencinei varžai nustatyti srovės įtampos charakteristikų pjūviuose: a — kylanti, b — mažėjanti.
Netiesiniams elementams, turintiems simetrišką srovės-įtampos charakteristiką arba simetriškiems elementams, įtampos krypties pasikeitimas nesukelia srovės vertės pokyčio (1 pav., b), o netiesiniams elementams, kurių įtampa yra asimetrinė. -srovės charakteristika, arba asimetrinių elementų, kurių viena ir ta pati absoliuti įtampa nukreipta priešingomis kryptimis, srovės skirtingos (1 pav., c). Todėl netiesiniai simetriški elementai naudojami nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse, o netiesiniai nesubalansuoti elementai, kaip taisyklė, kintamosios srovės grandinėse, kad kintamoji srovė būtų paversta nuolatine srove.
Netiesinių elementų charakteristikos
Kiekvienam netiesiniam elementui išskiriama statinė varža, atitinkanti tam tikrą srovės įtampos charakteristikos tašką, pavyzdžiui, taškas A:
Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα
ir diferencinę varžą, kuri yra skirta. tas pats taškas A nustatomas pagal formulę:
Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = mr tgβ,
kur mi, mi, sir – atitinkamai įtampų, srovių ir varžų skalė.
Statinė varža apibūdina netiesinio elemento savybes pastovios srovės režimu, o diferencinė varža - esant nedideliems srovės nuokrypiams nuo pastovios būsenos vertės. Abu kinta pereinant iš vieno taško ir srovės įtampos charakteristika į kitą, pirmasis visada teigiamas, o antrasis kintamasis: kylančioje charakteristikos dalyje srovės įtampa yra teigiama, o krintančioje - neigiama.
Netiesiniams elementams taip pat būdingos abipusės reikšmės: statinis laidumas Gst ir diferencinis laidumas G Skirtingi arba bedimensiniai parametrai —
santykinis pasipriešinimas:
Kr = – (R skirtumas / Rst)
arba santykinis laidumas:
Kg = – (Gskirtumas / Gst)
Tiesinių elementų parametrai Kr ir Kilogramas lygūs vienetui, o netiesiniams elementams jie skiriasi nuo jo ir kuo labiau skiriasi nuo vieno, tuo labiau pasireiškia elektros grandinės netiesiškumas.
Netiesinių elektros grandinių skaičiavimas
Netiesinės elektros grandinės apskaičiuojamos grafiškai ir analitiškai remiantis Kirchhoffo dėsniai ir kintamosios srovės grandinių atskirų elementų, skirtų kintamajai srovei paversti nuolatine srove, voltų amperų charakteristikos.
Grafiškai apskaičiuojant elektros grandinę su dviem nuosekliai sujungtais netiesiniais rezistoriais R1 ir R2, kurių srovės ir įtampos charakteristikos Iz (U1) ir Iz (U2), sukurkite visos grandinės Iz (U) srovės įtampos charakteristiką, kur U = U1. + U2, kurio taškų abscisės randamos susumavus netiesinių rezistorių su lygiomis ordinatėmis srovės-įtampos charakteristikų taškų abscises (3 pav., a, b).
Ryžiai. 3. Netiesinių elektros grandinių schemos ir charakteristikos: a — netiesinių rezistorių nuoseklaus prijungimo grandinė, b — atskirų elementų ir nuosekliosios grandinės voltamperinės charakteristikos, c — netiesinių rezistorių lygiagretaus sujungimo schema, d — atskirų elementų ir lygiagrečios grandinės voltų amperų charakteristikos.
Šios kreivės buvimas leidžia įtampai U rasti srovę Az, taip pat įtampą U1 ir U2 rezistorių gnybtuose.
Tuo pačiu būdu apskaičiuojama elektros grandinė su dviem lygiagrečiai sujungtais rezistoriais. R1 ir R2 su srovės įtampos charakteristikomis I1 (U) ir Az2 (U), kurioms buvo pastatyta visos grandinės srovės įtampos charakteristika Az(U), kur Az = I1+I2, ant kurios, naudojant tam tikrą įtampą U, raskite sroves Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).
Analitinis netiesinių elektros grandinių skaičiavimo metodas yra pagrįstas netiesinių elementų įtampos charakteristikų pateikimu per atitinkamų matematinių funkcijų lygtis, kurios leidžia sudaryti reikiamas elektros grandinių būsenų lygtis. .Kadangi tokių netiesinių lygčių sprendimas dažnai sukelia didelių sunkumų, analitinis netiesinių grandinių skaičiavimo metodas yra patogus, kai galima ištiesinti netiesinių elementų srovės-įtampos charakteristikų veikimo sekcijas. Tai leidžia apibūdinti elektros grandinės būseną tiesinėmis lygtimis, kurios nesudaro sunkumų jas sprendžiant.
Elektros inžinerijos pagrindai:
Apie potencialų skirtumą, elektrovaros jėgą ir įtampą
Elektros srovė skysčiuose ir dujose
Magnetizmas ir elektromagnetizmas
Apie magnetinį lauką, solenoidus ir elektromagnetus
Savęs indukcija ir abipusė indukcija
Elektrinis laukas, elektrostatinė indukcija, talpa ir kondensatoriai
Kas yra kintamoji srovė ir kuo ji skiriasi nuo nuolatinės srovės
