Управляемые
транзистор – характеризуется семейством характеристик;
ИНЭ – дроссель – катушка индуктивности с обмоткой, намотанной на замкнутый сердечник из ферромагнитного материала;
ЕНЭ – конденсатор, между обкладками которого сегнетодиэлектрик (впервые эти свойства обнаружены у сегнетовой соли).
Особенности анализа цепей с нэ
Электрическое состояние цепей с НЭ описывается системой нелинейных алгебраических уравнений (для цепей постоянного тока) и нелинейных дифференциальных уравнений (для цепей изменяющегося тока), не имеющих общего, точно-аналитического решения.
К цепям с НЭ не применим принцип наложения (при наложении процессов режим в цепи изменяется, а, следовательно, меняются параметры цепи).
Для анализа НЦ используются частные методы решения нелинейных уравнений, которые делятся на графические и аналитические.
Графические методы основываются на графических построениях с использованием ВАХ НЭ, представленного в виде графика или таблицы, и простейших расчетах.
Аналитические методы основаны:
на приближенной замене (аппроксимации) ВАХ НЭ в пределах рабочего участка аналитическим выражением с последующим аналитическим расчетом искомых величин; в частности, замена прямой линией – линеаризация;
численные методы решения нелинейных уравнений (например, итерация);
кусочно-линейной аппроксимации – замене ВАХ НЭ на ряд прямолинейных участков с «прикасовыванием» решений на границе участка.
Достоинства графических методов – простота, наглядность, легкость учета особенностей ВАХ (например, гистерезисных явлений).
Недостаток – дает частное решение задачи при определенных параметрах цепи.
Достоинства аналитических методов – возможность получения решения в общем виде, что позволяет исследовать полученное решение при изменении любого из параметров цепи.
Недостаток – аналитическая аппроксимация ВАХ связана с некоторой погрешностью, что дает в результате решение с известной степенью приближения.
Описанный подход к анализу нелинейных цепей в равной степени справедлив как для цепей постоянного, так и для цепей переменного тока.
11.2. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
Очевидно, что в данном случае речь идет о цепях постоянного тока с нелинейными резистивными элементами (НРЭ).
При анализе режимов НЦ с НРЭ следует учесть:
Электрическое состояние НЭЦ постоянного тока описывается системой нелинейных алгебраических уравнений, не имеющих общего аналитического решения. Для анализа НЭЦ используются частные методы решения – графический и аналитический с аппроксимацией ВАХ НРЭ.
К НЦ неприменим принцип наложения, т.к. при наложении процессов режим в цепи изменяется, а, следовательно, меняются параметры цепи.
В цепях постоянного тока емкостный НЭ представляет собой обрыв цепи, а индуктивный НЭ – короткое замыкание, а поэтому речь идет только о резистивных нелинейных элементов.
Графический метод
Графический метод основан на графических построениях с использованием ВАХ НЭ, представленных в виде графика или таблицы, а также связанные с этими построениями расчетами с использованием законов Кирхгофа.
ВАХ двухполюсника
Важное место при этом занимает построение ВАХ пассивных и активных двухполюсников, содержащих линейные и нелинейные элементы.
ВАХ двухполюсника строят в соответствии с уравнениями, составленными по законам Кирхгофа, путем графического сложения ВАХ элементов, входящих в двухполюсник. Это графический аналог метода эквивалентных преобразований.
2. Схемы со смешанным соединением.
Зная ВАХ активных и пассивных двухполюсников любую цепь можно свести к одноконтурной схеме или схеме с двумя узлами.
Для этого записав уравнение на основании I закона Кирхгофа для схемы с двумя узлами и II закона Кирхгофа для одноконтурной цепи решить его графическим путем нахождения точки пересечения эквивалентных ВАХ, соответствующих левой и правой частям уравнения.
Сложноразветвленные
Метод эквивалентного генератора эффективен при разветвленной цепи любой сложности, содержащей один НРЭ. В этом случае линейную часть замещают эквивалентным генератором, а затем определяют режим в НЭ путем графического решения уравнения составленного по II закону Кирхгофу.