Постоянного тока

Нелинейные электрические цепи

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под принужденными и свободными токами и напряжениями?

2. Сформулируйте законы (правила) коммутации.

3. Дайте определение зависимым и независимым начальным условиям.

4. Чем определяется число корней характеристического уравнения?

5. Каковы этапы расчета переходных процессов операторным методом?

6. Перечислите свойства единичной функции 1 (t) и свойства дельта функции d(t).

7. Определите переходную и импульсную переходную проводимости. Укажите, с какой целью они используются.

8. Как выполняется расчет с помощью интеграла Дюамеля?

9. Перечислите основные этапы расчета методом переменных состояния.

10. Любая ли функция f(t) может быть преобразована с помощью интеграла Фурье?

11. Для функции f(t) известна F(p). Как записать S(jw) этой функции?

ГЛАВА 6. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ

Электрическая цепь считается нелинейной, если она содержит хотя бы один нелинейный элемент (НЭ), т. е. такой элемент, ток и напряжение на зажимах которого связаны нелинейно. Процессы в нелинейных электрических цепях описываются нелинейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями. Следует помнить, что метод наложения к таким цепям в общем случае неприменим.

В зависимости от способности рассеивать электрическую энергию в виде тепла или накапливать магнитную и электрическую энергию различают нелинейное сопротивление и нелинейные накопители энергии – нелинейную индуктивность и нелинейную емкость.

При постоянных токах рассматриваются электрические цепи только с нелинейными и линейными резисторами, так как емкость в такой цепи представляет собой разрыв цепи, а индуктивность – короткое замыкание участка цепи.

В качестве нелинейных резистивных элементов используется большая часть устройств, применяемых в электронике: диоды, стабилитроны, динисторы, тиристоры, транзисторы, бареттеры и многие другие.

На рис. 6.1. для примера приведены симметричная и несимметричная вольт-амперные характеристики нелинейных элементов. Характеристики этих НЭ, получаемые экспериментально, задаются графиками (или таблицами) или приближенными аналитическими выражениями. Они представляют собой нелинейные зависимости тока от напряжения (вольт-амперная характеристика нелинейного сопротивления).

В зависимости от отсутствия или наличия управляющего фактора, дополнительно воздействующего на НЭ, различают неуправляемые и управляемые НЭ. Характеристика неуправляемого НЭ изображается одной кривой. Управляемый НЭ характеризуется семейством кривых, параметром которых является управляющий фактор.

В зависимости от вида вольт-амперной характеристики (ВАХ) различают нелинейные элементы с симметричной относительно начала координат (рис. 6.1, а) и несимметричной характеристикой (рис. 6.1, б).

Условия работы НЭ с симметричной характеристикой не меняются при перемене знака тока и напряжения одновременно. При этом режим работы НЭ с несимметричной характеристикой значительно зависит от изменения знака тока и напряжения на его зажимах.

Характеристику, представленную на рис. 6.1, а, имеет бареттер, который представляет собой стальную или вольфрамовую нить, помещенную в стеклянный баллон, наполненный водородом (при давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба). Бареттер включается последовательно с нагрузкой, и благодаря резкому увеличению его сопротивления при сравнительно небольшом увеличении тока, колебания напряжения в определенных пределах почти не отражаются на нагрузке. Вольт-амперную характеристику, изображенную на рис. 6.1, б, имеет кремниевый полупроводниковый диод. Из-за значительных отличий значений токов и напряжений при прямом и обратном включении диода приходится изображать его ВАХ с различными масштабами по осям.

Дата добавления: 2014-12-27