5. Метод еквівалентного генератора
У практичних розрахунків часто немає необхідності знати режими роботи всіх елементів складної ланцюга, але ставиться завдання досліджувати режим роботи однієї певної галузі.
Для визначення струму, напруги, потужності цієї гілки можна скористатися одним з раніше описаних методів розрахунку.
При розрахунку складної електричного ланцюга доводиться виконувати значну обчислювальну роботу навіть у тому випадку, коли потрібно визначити струм в одній гілці. Обсяг цієї роботи в кілька разів збільшується, якщо необхідно встановити зміна струму, напруги, потужності при зміні опору цієї гілки, так як обчислення потрібно проводити кілька разів, задаючись різними величинами опору.
Вирішення такого завдання значно спрощується при використанні методу еквівалентного генератора.
Обґрунтування методу
Досліджувана гілку з опором ЛоЬ мал. а) приєднується до іншої частини схеми (прямокутнику Л) у двох
точках а і б. Цю частину схеми можна розглядати щодо досліджуваної гілки як джерело з деякою еквівалентної ЕРС 'Еш і деяким еквівалентним внутрішнім опором дек (мал.5. Такий умовний джерело енергії називається еквівалентним генератором або активним двухполюсником (А). Якщо у частині схеми, що відноситься до двухполюснику, ні *джерел енергії, то двухполюсник називається пасивним (П).
Струм в досліджуваній гілки можна знайти в еквівалентної схеми (див. 5. б) за відомою формулою
Таким чином, рішення задачі з визначення струму 1аЬ зводиться до визначення ЕРС Їжак еквівалентного генератора і його внутрішнього опору гек, яке називається також вхідним опором активного двухполюсника.
Після визначення Єек і гек подальше дослідження режиму роботи гілки аб при зміні опору ДоЬ не вимагає громіздких обчислень, так як ЕРС Д,'і внутрішній опір еквівалентного генератора не змінюються.
Струм в гілки аб визначають за формулою (5.12) для будь-якого значення ПаЬ.
6. Статичне і динамічний опір нелінійного елемента
У нелінійних елементів розрізняють статичне і динамічне опору.
Статичним опором у даній точці а вольт-ам-перной характеристики називають відношення напруги до струму, відповідного цій точці
Динамічний опір в точці а визначається зали-порушенням нескінченно малих приростів напруги
Динамічний опір пропорційно тангенсу кута нахилу дотичній до вольт-амперной характеристиці в точці а.
7. Послідовне з'єднання двох нелінійних елементів
Для розрахунку такої ланцюга задані вольт-амперные характеристики елементів I (U1) і I(U2) будують в загальній системі координат
Далі будують вольт-амперну характеристику I(U) всього ланцюга, що виражає залежність струму в ланцюзі від загального напруги.
Струм обох ділянок ланцюга однаковий, а загальна напруга U = U1+U2
Для побудови загальної вольт-амперной характеристики досить скласти абсциси вихідних кривих Д Щ і Д Щ.
Проведемо пряму, паралельну осі абсцис і відповідну струму Д. Відрізки 1-2 і 1-3 у вибраному масштабі висловлюють напруги U1,U2на дільницях. Ша-живий ці відрізки, на тій же прямий отримаємо точку 4 загальної вольт-амперной характеристики.
Для інших значень струму аналогічно знайдено ще ряд точок, через які прове-
дена загальна вольт-амперна характеристика.
Побудова вольт-амперних характеристики підготовчим етапом для вирішення різних завдань, що належать до таких ланцюгів. Потрібно, наприклад, визначити струм у ланцюзі і напруги U1 иU2 на ділянках, якщо загальна напруга U відомо.
На осі абсцис знаходимо точку 5, визначальну напряжениеU (відрізок 0-5 в масштабі напруг висловлює напруга в ланцюзі). Через неї проводимо перпендикуляр до осі абсцис до перетину з загальною вольт-амперной характеристикою I(U) у пункті 4. З точки 4 проводимо лінію, паралельну осі абсцис. Відрізок 5-4 висловлює струм у ланцюзі, а відрізки 1-2 і 1-3- напруги на дільницях.