- •Введение
- •1. Основные понятия теории цепей
- •1.1. Основные определения
- •1.2. Идеализированные пассивные элементы
- •Резистивный элемент
- •Емкостной элемент
- •Индуктивный элемент
- •Схемы замещения реальных элементов электрических цепей
- •1.3 Идеализированные активные элементы Схемы замещения источников электрической энергии постоянного тока
- •Управляемые источники тока и напряжения
- •1.4. Топология цепей Схемы электрических цепей
- •Напряжение на участке цепи
- •Закон Ома для участка цепи
- •Компонентные уравнения
- •Законы Кирхгофа
- •Топологические уравнения
- •Графы схем электрических цепей
- •Определение числа независимых узлов и контуров
- •1.5. Уравнение электрического равновесия цепей Основные задачи теории цепей
- •Понятие об уравнениях электрического равновесия
- •Классификация электрических цепей
- •2. Методы решения задач определения токов и напряжений.
- •Синусоидальный ток. Основные характеристики.
- •Связанные колебательные контуры общие сведения
- •Схемы замещения
- •Преобразование электрических цепей
- •1.Основные определения
- •Неуправляемые нс Управляемые нс
- •1.Определение рабочих точек нелинейных резистивных элементов.
- •Выпрямление переменного напряжения
- •Соединение нагрузки в треугольник.
- •Соединение звезда-звезда без нулевого провода.
- •Если нагрузка равномерная, то
1.Основные определения
Под нелинейными электрическими цепями принято понимать электрические цепи, содержащие нелинейные элементы. Нелинейные элементы подразделяют на нелинейные сопротивления, нелинейные индуктивности и нелинейные емкости.
Нелинейные сопротивления (НС) могут быть подразделены на неуправляемые и управляемые. В управляемых НС кроме основной цепи есть ещё по крайней мере одна вспомогательная, или управляющая цепь, воздействуя на ток или напряжение которой можно деформировать ВАХ основной цепи.
В неуправляемой НС ВАХ изображается одной кривой, а в управляемых - семейством кривых.
Неуправляемые нс Управляемые нс
лампы накаливания, трех – (и более) электродные лампы,
электрическая дуга, транзисторы, тиристоры и т.д. диоды и т.д.
2.Последовательное соединение нелинейных сопротивлений.
На рисунке изображена схема последовательного соединения НС с заданной ВАХ, линейного сопротивления R и источника ЭДС E. Требуется найти ток в цепи.
![]()
I
I
) ![]()
![]()
![]()



n p
E



ННННН R
m
![]()


g
![]()
U
При последовательном соединении через
НС и R течёт одинаковый
ток. Для построения результирующей ВАХ
задаёмся произвольным током – точкой
m, проводим через неё
горизонталь и складываем отрезок
,
равный напряжению на НС, с отрезком mp,
равным напряжению на R:
.
Точка g принадлежит
результирующей ВАХ всей схемы. Аналогично
строят и другие точки результирующей
ВАХ. Определение точки в цепи при заданной
ЭДС E производят графически
по результирующей ВАХ.
3. Параллельное соединение НС.
При построении результирующей ВАХ
исходят из того, что напряжения на НС1
и НС2 равны в силу их параллельности
соединения, а ток
.
Задается произвольно напряжением U,
равным отрезку
.
Проводим через точку
вертикаль. Складываем отрезок
,
равный току в НС2, c отрезком
mp, равным току в НС2 :
.
4. Расчет разветвленной нелинейной цепи методом двух узлов.
![]()








![]()






![]()






![]()


![]()





>
>![]()
![]()
![]()
По первому закону Кирхгофа:
![]()
Каждый из токов является нелинейной функцией падения напряжения на своем НС.
,
.
Таким образом, возникает задача о
перестройке кривой
в
и т.д.
1) Сместить кривую
параллельно самой себе так, чтобы ее
начало находилось в точке
![]()
2)Провести через точку
вертикаль и зеркально отразить вертикали.
3)Построить кривую
Точка
пересечения
кривой 4 с осью абсцисс дает значение
,
при котором удовлетворяется уравнение
.
Выставим в этой точке перпендикуляр к
оси абсцисс. Ординаты точек пересечения
перпендикуляра с кривыми 1,2,3 дадут
соответственно точки
и
по величине и знаку.

I
E2


E3






![]()


E1
E4
5.Статическое и дифференциальное сопротивление.
Статическое сопротивление
характеризует
поведение НС в режиме неизменного тока.
Оно равно отношению напряжения на НС и
протекающему по нему току
При переходе от одной точки ВАХ к соседней статическое сопротивление изменяется.
Под дифференциальным сопротивлением
на
НС к соответствующему приращению тока
:
.
Оно характеризует поведение НС при
достаточно малых отклонениях от
предшествующего состояния. Если ВАХ НС
имеет падающий участок, т.е. такой
участок, на котором увеличению напряжения
на
соответствует убыль тока на величину
,
то дифференциальное сопротивление на
этом участке отрицательно.
Из двух сопротивлений чаще всего применяют Rd.
Крутизна
.
Нелинейные сопротивления в ряде случаев придают электрическим цепям свойства, принципиально не достижимые в линейных цепях, например, стабилизация тона, стабилизация напряжения, усиление постоянного тока и д.р.
Стабилизатором тока называют устройство, которое способно поддерживать в нагрузке неизменный ток при изменении сопротивления нагрузки и при изменении напряжения на входе всей схемы.
I
a b



I1



U1 U2
U
Стабилизатором напряжения называют устройство, на выходе которого напряжение поддерживается постоянным при изменении сопротивления нагрузки или величины напряжения на входе устройства.

I





I1
a






I2
b

U1 U
Для оценки качества работы стабилизатора
пользуются понятием коэффициента
стабилизации. Под ним понимают отношение
относительного приращения напряжения
на входе стабилизатора
к относительному приращению напряжения
на выходе стабилизатора![]()
Усилителем постоянного напряжения называют устройство, величина приращения на выходе которого больше величины приращения на входе. Усилители постоянного напряжения выполняют на управляемых НС.
