Последовательное соединение нелинейного элемента и источника эдс.

Если последовательно с нелинейным элементом включен источник ЭДС, то эквивалентная характеристика цепи получается смещением характеристики нелинейного элемента по оси напряжений в зависимости от полярности источника ЭДС.

Параллельное соединение нелинейного элемента и источника тока.

Если параллельно с нелинейным элементом включен источник тока, то эквивалентная характеристика цепи получается смещением характеристики нелинейного элемента по оси токов в зависимости от полярности источника тока.

Расчет нелинейной цепи с двумя узлами.

С оставим уравнения по второму закону Кирхгофа для трех контуров.

Тогда

Для построения этих функций необходимо:

1. При построении . Функцию нелинейного элемента сместить на величину вверх по оси напряжений. Через значение провести прямую параллельную оси абсцисс и функцию зеркально отобразить относительно этой прямой.

2. При построении . Функцию нелинейного элемента сместить на величину вверх по оси напряжений. Через значение провести прямую параллельную оси абсцисс и функцию зеркально отобразить относительно этой прямой.

3. При построении . Функцию нелинейного элемента сместить на величину вниз по оси напряжений.

По первому закону Кирхгофа для узла запишем . Найдем график функции , для этого при одном значении ординаты суммируем абсциссы кривых.

Точка пересечения кривых и является рабочей точкой схемы. Ее проекция на ось абсцисс дает ток в третьей ветви. Для определения токов абсцисс дает ток в третьей ветви. Для определения токов в первой и второй ветвях, проводят прямую параллельную оси абсцисс через рабочую точку, до пересечения с кривыми и . Проекции этих точек пересечения на ось абсцисс дают токи в ветвях. Как видно из построений ток имеет отрицательное значение, следовательно, его направление противоположно первоначально принятому направлению.

Расчет сложной электрической цепи с одним нелинейным элементом.

Пусть имеется сложная электрическая цепь. Всю эту цепь по отношению к нелинейному элементу заменим активным двухполюсником. Для расчета цепи используется метод эквивалентного генератора.

Э тот активный двухполюсник можно представить в виде эквивалентного источника ЭДС, напряжение которого равно напряжению холостого хода на разомкнутых зажимах , и эквивалентного сопротивления , которое равно входному сопротивлению схемы относительно зажимов .

Пусть характеристика нелинейного элемента задана графически. В этих координатах строим вспомогательную прямую (линия нагрузки эквивалентного генератора).

Точка А — точка рабочего режима нелинейного элемента.

Стабилизация напряжения при помощи нелинейного элемента.

Стабилизаторы напряжения представляют устройства, содержащие нелинейные элементы, в которых при больших отклонениях входного напряжения отклонение выходного напряжения происходит в небольших пределах.

Для анализа поведения нелинейных элементов в цепи при небольших отклонениях от заданного режима достаточно выразить уравнение небольшой части характеристики вблизи рабочей точки А, соответствующей данному режиму. Обычно достаточно заменить этот участок отрезком прямой касательной к точке А.

,

где .

Метод замены характеристики некоторым отрезком прямой называют линеаризационной задачей в соответствующих пределах.

Составим систему уравнений.

Решая совместно систему уравнений, находим выражение для напряжения .

Графический метод.

К ачество работы стабилизатора напряжения характеризуется коэффициентом стабилизации, который равен отношению относительного изменения входного напряжения к относительному изменению выходного напряжения.

.

Желательно чтобы коэффициент стабилизации был как можно больше, так как при этом большому изменению входного напряжения будет соответствовать малое изменение выходного напряжения.