23.4. Расчетная часть

1. Составить систему уравнений Кирхгофа для расчетной схемы, включив в нее нелинейные уравнения вольт-амперных характеристик элементов.

2. В выбранных масштабах m_U для напряжения и m_I для тока в одной системе координат построить графические диаграммы вольт-амперных характе­ристик всех элементов схемы согласно исходным данным. Выполнить графиче­ское сложение вольт-амперных характеристик эле­ментов в соответствии с урав­нениями Кирхгофа и таким образом построить входную вольт-амперную харак­теристику Е=f(I₁). Произвести графический расчет токов и напряжений в схеме для за­данного значения ЭДС Е. Результаты расчета записать в табл. 23.2.

3. Составить алгоритм решения системы уравнений Кирхгофа методом последовательных приближений. Выполнить решение системы уравнений со­гласно алгоритма и определить все токи и напряжения в схеме для заданного значения ЭДС Е с относительной погрешностью 3%. Результаты расчета за­писать в табл. 23.2.

Т а б л и ц а 23.2

Величины	I1,A	I2,A	I3,A	U1,B	U23,B
Граф. расчет
Анал. расчет
Измерено

23.5. Экспериментальная часть

1. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 23.2 для экспериментальной проверки вольт-ам­перных характеристик элементов. Подключить к источнику напряжения нели­нейный элемент НЭ₁. Измерить напряжение и ток в 5-6 точках вольт-амперной характеристики элемента в интервале токов от 0 до 2А. Резуль­таты измерений нанести в виде точек на графическую диаграмму этого эле­мента, по­строенную по ис­ходным данным. Аналогичные измерения выполнить для всех элементов. При близком совпадении результатов расчета и экспери­мента про­должить исследо­вание цепи.

2. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 23.3. Установить на входе цепи заданное напряжение U. Измерить токи в ветвях I₁, I₂, I₃ и напряжения на отдельных участках U₁, U₂₃. Результаты измерений записать в табл. 23.2.

23.6. Анализ результатов работы

1. Сравнить результаты экспериментальных измерений с данными рас­чета и дать заключение о степени их совпадения. В случае их значительного расхождения установить причину несоответствия и устранить ошибки.

2. Дать оценку применяемых в работе методов расчета нелинейной цепи постоянного тока по их трудоемкости, по точности результатов.

7. Содержание отчета

Отчет по данной лабораторной работе должен содержать:

1. титульный лист по стандартной форме;

2. цель работы;

3. исходные данные (схему исследуемой цепи и ее параметры);

4. таблицы с результатами вычислений и измерений;

5. графический расчет схемы;

6. основные расчетные формулы и уравнения;

7. аналитический расчет схемы (последнюю итерацию);

8. выводы и заключение о степени соответствия расчетных и экспери­ментальных результатов.

Контрольные вопросы

1. Какие элементы называются нелинейными? Какова природа нелиней­ности применяемых в работе нелинейных элементов?

2. Какие электрические цепи называются нелинейными?

3. Назовите методы расчета нелинейных цепей постоянного тока?

4. В чем сущность графического метода расчета?

5. В чем сущность аналитического метода расчета?

6. Можно ли применять к нелинейным цепям принцип наложения и ос­нованные на нем методы расчета линейных цепей?

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 24

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА МЕТОДОМ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СИНУСОИД