- •Б.П. Безручко, е.П. Селезнев Эквивалентные представления и нелинейные явления в электрических цепях
- •Содержание.
- •1. Эквивалентные представления электротехнических элементов.
- •2. Колебательный контур с варакторным диодом – объект исследования в экспериментальной части работы.
- •3. Линейные и нелинейные цепи.
- •3.1. Линейный колебательный контур.
- •3.2. Нелинейные колебания в контуре при гармоническом воздействии.
- •4. Графическое представление величин, изменяющихся во времени.
- •6. Практическое задание.
- •6.1.Последовательная rr–цепь.
- •6.2. Последовательная rc–цепь.
- •6.3. Сложная rc–цепь.
- •5. Экспериментальная установка.
- •6.4. Наблюдение вольт–амперных характеристик диода.
- •6.5. Изучение резонансные свойства контура и явления гистерезиса.
- •6.6. Наблюдение нелинейных колебательных режимов в цепи.
- •Приложение 1. Линейность и нелинейность функций и уравнений.
- •Литература.
- •Контрольные вопросы.
- •Источники опасности и правила безопасной работы.
Литература.
Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1982. – 280с., ил.
Касаткин А .С., Немцов М.В. Электротехника ю М., «Academa», 2005, 539 с.
Пасынков В., Чиркин Л. Полупроводниковые приборы. Издание 5-е, исправленное. Учебник для ВУЗов. СПб Лань 2001г. 478 с.
Трубецков Д.И., Рожнев А.Г. Линейные колебания и волны. М.,Физматлит, 2001, 415 с.
Контрольные вопросы.
Линейные и нелинейные элементы, причины их различия.
Как связаны напряжение и ток в последовательной цепи, содержащей только резисторы.
Какие изменения вносит включение в цепь реактивного элемента на примере конденсатора.
В чем отличие полупроводникового диода от обыкновенного резистора и конденсатора.
Источники нелинейности в цепи, рис. 1в. Какие механизмы определяют нелинейность диодов с p-n-переходами?
Поясните различие эквивалентных схем цепей, представленных на рис. 1а и 1в.
Резонансные свойства нелинейного колебательного контура, причины появления резонансов на гармониках и субгармониках.
В чем и с чем связано отличие фазовых портретов для цепей в виде последовательно соединенных резисторов, последовательно соединенных резистора и конденсатора, сложного соединения резисторов и конденсатора и последовательно соединенных диода и резистора.
Какие режимы колебаний наблюдаются в колебательном контуре с диодом с увеличением амплитуды внешнего воздействия?
Поясните схему экспериментальной установки и практическое задание.
Источники опасности и правила безопасной работы.
Основным источником опасности в работе является сеть переменного напряжения 220 В, а также высокие постоянные напряжения внутри корпусов приборов.
Студентам запрещается вскрывать приборы, вынимать шнуры питания, менять предохранители и отсоединять заземляющие провода. Это могут делать лишь инженеры, обслуживающие установку.
Рекомендуется прикасаться к приборам лишь одной рукой, не соприкасаясь с заземляющими проводами и шинами.
Включение и отключение установки производит инженер или преподаватель.
1
Основатель отечественной
колебательно-волновой школы академик
Л.И.Мандельштам, определял «понятное»,
как «
привычное и чувственно ощущаемое».
Таким понятным - освоенным на уроках и
лекциях - мы будем считать представление
о емкости C,
индуктивности L
и сопротивлении R.
Электроемкость C
– характеристика способности проводящего
тела создавать электрическое поле
(приобретать потенциал φ ) при помещении
на него заряда q
: C=q/
φ . Индуктивность
проводника L
– связывает
протекающий по нему ток I
с создаваемым
этим током магнитным полем (магнитным
потоком Ф):
.
Сопротивление R–
характеристика потребителя электромагнитной
энергии, при протекании тока I
потери
энергии в единицу времени пропорциональны
R=U/I
(выделяемая мощность P=UI=RI2).
2 Сверхвысокими (СВЧ) называют частоты большие 1 ГГц, т.е. наши сотовые телефоны работают уже в СВЧ-диапазоне.
3 Возбуждаемые переменными полями электромагнитная волна излучается в пространство и тоже уносит энергию.
4 Параметры можно целенаправленно изменять или поддерживать постоянными
5 Сопротивление может меняться из-за зазоров между витками, через которые утекает энергия.
6 При других видах нелинейности квазипериод собственных колебаний может уменьшаться, а резонансная кривая изгибаться и смещаться и в сторону высоких частот.
7 Приставка «суб», происходящая от латинского «sub» (под). Частоты субгармоник меньше частоты воздействия.
