Нелинейные электрические цепи постоянного тока

Содержание

Слайд 2

Параметры линейных элементов:
R = u / i, L = Ψ /

Параметры линейных элементов: R = u / i, L = Ψ /
i, C = q / u
- постоянные величины и однозначно определяют эти элементы.

Параметры НЭ – непостоянны, часто определяются экспериментально и задаются в виде графиков, таблиц, аналитически или другими способами.

Нелинейные сопротивления в отличие от линейных сопротивлений обладают нелинейными вольтамперными характеристиками (ВАХ – это зависимость тока, протекающего через сопротивление, от напряжения на нем).

Слайд 3

Классификация резистивных элементов.

Классификация резистивных элементов.

Слайд 4

По расположению ВАХ пассивного элемента относительно начало координат они делятся на:

Вольтамперные характеристики:
симметричные несимметричные

По расположению ВАХ пассивного элемента относительно начало координат они делятся на: Вольтамперные характеристики: симметричные несимметричные

Слайд 5

Нелинейные элементы могут быть подразделены на две большие группы:

Нелинейные элементы могут быть подразделены на две большие группы:

Слайд 6

Графический метод расчета нелинейной цепи постоянного тока с резистивными элементами.

Задача анализа нелинейной

Графический метод расчета нелинейной цепи постоянного тока с резистивными элементами. Задача анализа
цепи
– состоит в определении токов и напряжений на участках нелинейной цепи при заданных ВАХ нелинейных элементов, сопротивлениях линейных элементов и источников ЭДС (или тока).

Слайд 7

Расчет нелинейной цепи при последовательном соединении пассивных нелинейных элементов.

На рис. 1а показано

Расчет нелинейной цепи при последовательном соединении пассивных нелинейных элементов. На рис. 1а
последовательное соединение двух нелинейных элементов НЭ1 и НЭ2,
характеристики которых представлены на рис. 1б.

Рис. 1а

Метод сводится к графическому решению уравнения, составленного по 2-му закону Кирхгофа для двух последовательно соединенных НЭ1 и НЭ2.

U = U1 + U2
где U – общее напряжение на элементах;
U1; U2 – напряжение на соответствующих элементах.

Слайд 8

Для решения задачи ВАХ нелинейных элементов строятся в одной системе координат. При

Для решения задачи ВАХ нелинейных элементов строятся в одной системе координат. При
последовательном соединении в НЭ протекает один и тот же ток.

Поэтому:
Задаемся несколькими значениями тока (5-6 значений): I1, I2, I3 и т.д.
2. Проводим на графике линии параллельные оси абсцисс.

3. Суммируем соответствующие значения напряжений на НЭ1 и НЭ2.
4. Соединяя кривой полученные точки, строим эквивалентную (результирующую) ВАХ I(U) цепи.

Рис. 1б

Слайд 9

5. На суммарной ВАХ по заданному напряжению U находим ток I.
6. По

5. На суммарной ВАХ по заданному напряжению U находим ток I. 6.
ВАХ отдельных нелинейных элементов определяем напряжения U1 и U2 на этих элементах.

Такие же построения для расчета тока и напряжений можно выполнить, если один из элементов линейный. Аналогично решается задача расчета цепи, состоящей из трех или более последовательно соединенных нелинейных элементов.

Рис. 1в

Слайд 10

Расчет нелинейной цепи при параллельном соединении пассивных нелинейных элементов.

На рис. 2а показаны
соединенные

Расчет нелинейной цепи при параллельном соединении пассивных нелинейных элементов. На рис. 2а
параллельно два
нелинейных элемента НЭ1 и
НЭ2, ВАХ которых I1(U) и I2(U)
заданы на рис. 2.б.

Рис. 2а

Метод сводится к графическому решению уравнения, составленного по 1-му закону Кирхгофа для двух параллельно соединенных нелинейных элементов.
I =I1+ I2
где I – общий ток;
I1; I2 – токи в соответствующих ветвях.

Слайд 11

Для решения задачи ВАХ нелинейных элементов строятся в одной системе координат. При

Для решения задачи ВАХ нелинейных элементов строятся в одной системе координат. При
параллельном соединении U1 = U2 = U.

Поэтому:
Задаемся несколькими значениями напряжений (5-6 значений): U1, U2, U3 и т.д.
2. Проводим на графике линии параллельные оси ординат.
3. Суммируем соответствующие значения токов на НЭ1 и НЭ2.

4. Соединяя кривой полученные точки, строим ВАХ I(U) цепи.

Рис. 2б

Слайд 12

5. На суммарной ВАХ по известному напряжению U находят ток I.
6. По

5. На суммарной ВАХ по известному напряжению U находят ток I. 6.
ВАХ отдельных нелинейных элементов определяем токи в ветвях I1 и I2.

Таким же способом можно рассчитать электрическую цепь с любым числом параллельно включенных нелинейных элементов.

Рис. 2в

Слайд 13

Расчет нелинейной цепи при смешанном соединении пассивных нелинейных элементов.

Расчет сводится к двум

Расчет нелинейной цепи при смешанном соединении пассивных нелинейных элементов. Расчет сводится к
предыдущим случаям (рис.3).

Рис. 3

Слайд 14

Пример 1:

В схеме определить все токи.
Если Е = 50 В, а

Пример 1: В схеме определить все токи. Если Е = 50 В,
R = 10 Ом.

Вольтамперные
характеристики
нелинейных
резистивных
элементов заданы
кривой 1 и 2.

Слайд 15

Решение:

Два нелинейных
элемента включены параллельно - у них
общее напряжение, поэтому

Решение: Два нелинейных элемента включены параллельно - у них общее напряжение, поэтому
зададимся несколькими значениями напряжения.

Сложив вольтамперные характеристики 1 и 2, получим
параллельную вольтамперную характеристику.

Слайд 16

Строим вольтамперную характеристику для R = 10 Ом.

Строим вольтамперную характеристику для R = 10 Ом.

Слайд 17

Два элемента включены последовательно - у них общий ток,
поэтому зададимся

Два элемента включены последовательно - у них общий ток, поэтому зададимся несколькими
несколькими значениями тока.

Складываем вольтамперные характеристики R и НЭ1,2,
получим общую ВАХ.

Слайд 18

Отложим значение напряжения Е = 50 В и найдем значение тока

Отложим значение напряжения Е = 50 В и найдем значение тока I: I ≈ 3,4 A
I: I ≈ 3,4 A

Слайд 19

Определим напряжение на параллельном участке Uпар: от найденного значения тока, проводим

Определим напряжение на параллельном участке Uпар: от найденного значения тока, проводим линию
линию до ВАХ парал. и опускаемся на ось с напряжением - Uпар ≈ 17 В.
Имя файла: Нелинейные-электрические-цепи-постоянного-тока.pptx
Количество просмотров: 53
Количество скачиваний: 0