Элементы электрической цепи, их параметры и характеристики.
Основными параметрами для резистивного нелинейного элемента являются сопротивление и проводимость, но сопротивление характеризуется двумя значениями статическим и динамическим.
С
татическими
называют характеристики, в которых
каждая точка дает значения постоянного
напряжения при соответствующем значении
постоянного тока или медленном его
изменении. При этом инерционные свойства
данного элемента не сказываются на
снятии статической характеристики.
Статическое сопротивление прямо
пропорционально тангенсу угла наклона
прямой проведенной из начала координат
в данную точку характеристики. Но в виду
неравномерности масштабов по осям
вводят масштабный коэффициент.
Статические параметры меняются при переходе от точки к точке характеристики.
Д
инамическая
характеристика это характеристика,
снятая при быстром изменении тока или
импульсе тока. Статическая и динамическая
характеристики могут отличаться друг
от друга вследствие тепловой инерции
и других причин. Динамическое сопротивление
пропорционально тангенсу угла наклона
касательной к данной точке характеристики.
Статические параметры всегда больше нуля. Динамические параметры могут быть положительны и отрицательны.
Расчет нелинейных электрических и магнитных цепей при воздействии постоянного тока.
Расчет проводится на основании законов Кирхгофа, так как параметры нелинейных элементов не связаны пропорциональной зависимостью, то уравнения, составленные на основании законов Кирхгофа, являются нелинейными и в общем случае решения не имеют. Для расчета нелинейных цепей не применимы: принцип наложения, принцип взаимности, метод контурных токов и метод узловых потенциалов.
Для расчета используют два метода.
1. Графический. Когда характеристики нелинейных элементов заданы графически и в процессе расчета проводятся графические построения по законам Кирхгофа.
2. Аналитический. Если характеристики нелинейных элементов с той или иной степенью точности аппроксимируются аналитически или линеаризуются кусочно-ломаной линией.
Графический и аналитический методы расчета не являются строгими. Точность решения зависит от точности построений и точности аналитической аппроксимации.
Последовательное, параллельное и смешанное соединение участков электрической цепи, содержащих нелинейные элементы и не содержащих источников эдс.
П
усть
электрическая цепь состоит из двух
последовательно соединенных нелинейных
элементов характеристики, которых
заданы графически.
В этом случае
Для получения общей характеристики
для одного значения абсциссы суммируют
ординаты кривых. Для получения
определенного значения напряжений на
элементах, откладывают значение
приложенного напряжения по оси ординат
и находят ток. Зная ток, протекающий
через нелинейные элементы, находят
напряжения на элементах. Этот метод
справедлив для любого числа последовательно
соединенных элементов.
П
усть
электрическая цепь состоит из двух
параллельно соединенных нелинейных
элементов характеристики, которых
заданы графически.
В этом случае
Для получения общей характеристики для одного значения ординаты суммируют абсциссы кривых. Для получения определенного значения тока через элементы, откладывают значение протекающего тока по оси абсцисс и находят напряжение на параллельном соединении. Зная напряжение на нелинейных элементах, находят ток через эти элементы. Этот метод справедлив для любого числа параллельно соединенных элементов.
П
усть
электрическая цепь состоит из смешанного
соединения нелинейных элементов
характеристики, которых
заданы графически.
1. Рассмотрим параллельное соединение 2-го и 3-го нелинейных элементов. В этом случае
Складывая абсциссы графиков
и
,
получаем график
.
2. Рассмотрим последовательное соединение 1-го и 23-го нелинейных элементов. В этом случае
Складывая ординаты графиков
и
,
получаем график
.