Расчет разветвленных цепей с несколькими источниками питания

Нужно выделить входные зажимы на зажимах источника питания. А для оставшейся цепи построить результирующую ВАХ.

Необходимо рассмотреть, как строятся ВАХ для различных ситуаций

1) U_ab = -E + V_нэ

Если ЭДС поменять направление, то ВАХ смещается вправо.

2) С источником тока строим параллельное соединение с нелинейным элементом.

Метод двух узлов

Даны ВАХ каждого элемента

Порядок расчета:

1. Строим ВАХ отдельных ветвей I₁(U_ab), I₂(U_ab), I₃(U_ab)

1.1. Запишем выражения ВАХ (II закон Кирхгофа)

U_ab = Е₁ - U_нэ1

U_ab = Е₂ - U_нэ2

U_ab = U_нэ3

1.2. Строим ВАХ

Используем правила последовательного соединения.

Задаем различные значениятоков I₁, находим U_нэ1, строим ВАХ I₁(V_ab) (I₁  U_нэ1 U_ab = Е₁ - U_нэ1)

2. Запишем выражения для I закона Кирхгофа

I₁ + I₂ = I₃  I₁ + I₂ = f(U_ab)

Нужно 1 и 2 ветви заменить эквивалентной.

3. Строим ВАХ I₁ + I₂ = f(U_ab).

Используем правила построения параллельносоединенных ветвей.

Задаем значение U_ab, определяем I₁ и I₂ от U_ab по ВАХ и используя II закон Кирхгофа строим ВАХ I₁ + I_2.

4. Определяем точку рабочего режима и напряжение U_ab.

Точка рабочего режима находится на пересечении ВАХ I₁ + I₂ = f и I₃(U_ab), т.к. здесь выполняется I закон Кирхгофа I₁ + I₂ = I₃.

5. Определяем токи в параллельных ветвях.

Нелинейные резистивные элементы при переменных токах и напряжениях. Инерционные и безинерционные нелинейные сопротивления

Инерционность определяется скоростью протекания физических процессов в нелинейных элементах. Например, лампа накаливания, по которой протекает переменный ток 50 Гц. Принимая во внимание, что скорость наростания температуры длится  1 с, то следет вывод, что лампа накаливания не реагирует на мгновенное изменение тока в течение секунды и поэтому нелинейную ВАХ инерционных элементов записывают для действующих значений. Значительно быстрее физические процессы протекают в полупроводниковых элементах (диодах).

Расчет разветвленных цепей с инерционными нелинейными элементами, у которых вах спрведливы для действующих значений

I₃  U_3 R_3C =

I₃ выбираем произвольно, для которого с помощью ВАХ выбираем U₃ и R_3C = . Далее определяем напряжение U на входе соответственно выбранному значению I₃. Сравниваем полученное напряжение со значением на входе. При несовпадении корректируем и производим расчет, пока не не совпадут.

1) Z₁ = r₁ + jX_L

Z₂ = r₂ - jX_C2

Z₃ = r_3C + jX_L3

2) U₂₃ = I₃Z₃

3) I₂ = U₂₃/Z₂

4) I₁ = I₂ + I₃

5) U = I₁Z₁ + U₂₃

Сравниваем полученное напряжение со значением на входе. При несовпадении корректируем и производим расчет, пока не совпадут.

Цепи с вентилями

ВАХ нелинейного элемента представляется в виде участка прямой. Каждый участок представляется эквивалентной схемой. Рассчитывают цепь на каждом участке. Определяют нелинейные участки работы на каждом участке.

В силу свойств, которыми обладает вентиль, он используется в выпрямительных схемах, где переменный ток преобразуется в постоянный.