Лекция 7. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
7.1 Нелинейные электрические цепи и элементы. Основные понятия Основными параметрами пассивных элементов электрических цепей являются
сопротивление R , индуктивность L и ёмкость C . Эти параметры, строго говоря, зависят от тока или напряжения, т.е. представимы функциями вида R = R(i,u), L = L(i ,u)и C = C(i ,u).На практике указанные зависимости задают тремя типами
характеристик — вольт-амперной, вебер-амперной и кулон-вольтной.
Зависимость силы тока в элементе цепи от напряжения на нем, т.е. функция
5) = i(u ),называется вольт-амперной характеристикой (рисунок7.1,а).
Зависимость потокосцепления элемента цепи от тока в нем, т.е. функция
Ψ =Ψ (i ),называется вебер-амперной характеристикой (рисунок7.1,б).
Зависимость заряда элемента цепи от напряжения на нем, т.е. функция q = q(u), называется кулон-вольтной характеристикой (рисунок 7.1, в).
а) б) в)
Рисунок 7.1 – Вольт-амперная (а), вебер-амперная (б) и кулон-вольтная (в) характеристики линейных (кривые 1) и нелинейных (кривые 2) элементов цепи
Элементы цепи, параметры R , L и C которых не зависят от тока или напряжения, называются линейными. Характеристики i = i(u), Ψ =Ψ (i ) и q = q(u)
линейных элементов изображаются прямыми линиями (кривые 1 на рисунке 7.1). Элементы цепи параметры R , L и C которых зависят от тока или напряжения,
|
|
|
называются нелинейными. Характеристики i = i(u), Ψ =Ψ (i) и q = q(u ) нелинейных элементов не являются прямыми линиями (кривые 2 на рисунке 7.1).
Электрическая цепь, в которой есть хотя бы один нелинейный элемент, называется нелинейной электрической цепью.
Для математического описания процессов в нелинейных электрических цепях в соответствующие схемы замещения вводят те же идеализированные пассивные элементы,что и в случае линейных цепей,т.е.резистивный,индуктивный и ёмкостный.Эти элементы называются соответственно нелинейное сопротивление (нелинейный резистор), нелинейная индуктивность (нелинейная катушка)и нелинейная ёмкость (нелинейный конденсатор). Условные обозначения нелинейных пассивных элементов представлены на рисунке 7.2.
177
а)
б)
в)
Рисунок 7.2 – Условные графические обозначения нелинейных резистивного (а), индуктивного (б) и ёмкостного (в) элементов на схемах замещения
Примечание –Каждая из функций
i = i(u),
Ψ
=Ψ (i)
и
q = q(u )
сопоставляется
соответствующему идеализированному пассивному элементу цепи. Так, например, функция i = i(u ) является характеристикой нелинейного резистора, функция Ψ =Ψ (i)
|
|
|
— характеристикой нелинейной индуктивной катушки, функция q = q(u) — характеристикой нелинейного конденсатора.
Нелинейные электрические цепи постоянного тока и нелинейные сопротивления. Классификация нелинейных элементов цепи
При постоянном токе неизменными во времени являются потокосцепления и заряды, поэтому индуцируемые в цепи ЭДС и токи в конденсаторах равны нулю. По этой причине распределение токов и напряжений в схемах определяется резисторами, активными сопротивлениями обмоток индуктивных катушек и активными проводимостями неидеальных конденсаторов. Таким образом, нелинейную электрическую цепь в отношении постоянного тока следует рассматривать как цепь резистивную,основными параметрами которой являются сопротивления R ипроводимости g ветвей с нелинейными резистивными элементами.
Основной характеристикой нелинейного сопротивления в цепи постоянного тока является его вольт-амперная характеристика (ВАХ), т.е. функция I = I (U ), а также обратная зависимость U = U ( I ).
Вольт-амперные характеристики могут быть заданы в виде графиков, таблиц и аналитических выражений.Наиболее полное описание ВАХ дают аналитическиезависимости, так как и графическая и табличная формы задания ВАХ недостаточно точны и имеют ограниченный диапазон изменения силы тока и напряжения.
|
|
|
Все нелинейные элементы в зависимости от признака классификации можно разбить на следующие основные группы:
4) двухполюсные и многополюсные;
5) инерционные и безынерционные;
6) симметричные и несимметричные;
7) с однозначной и неоднозначной ВАХ;
8) управляемые и неуправляемые.
Рассмотрим подробнее каждый из признаков классификации.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 217; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!