Решение

Элемент, вольт-амперная характеристика которого приведена под номером 3 можно использовать для стабилизации тока, если его режим работы будет в пределах участкаавегоВ.А.Хпри этом в большом диапазоне измененияΔU, изменения тока ΔIнезначительны. Одним из примеров применения такого стабилизатора является питаниесветодиода– полупроводникового прибора, преобразующего электрический ток, непосредственно в световое излучение. В рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения, и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямопропорционален току, то яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому в устройствах питания светодиодов используются подобные стабилизаторы тока.

Ответ: В.А.Х.под номером3.

Задача 2.19

Два одинаковых нелинейных элемента, В.А.Х. одного из них приведена на рисунке 2.26 и одно линейное сопротивление R= 30 (Ом) соединены, как показано на рисунке 2.26. Определить общее напряжениеU, приложенное к цепи, если ток на втором нелинейном элементе равен 0,8 (А).

а) б)

Рисунок 2.26 – а) Схема электрической цепи; б) В.А.Х. нелинейного элемента

Решение

Зная величину тока I₂, воспользовавшисьВ.А.Х.определим напряжение на втором нелинейном элементеU₂= 12 (В). НапряжениеU₂является общим для параллельного участка. Ток, на активном сопротивлении равен:Ток в неразветвленной части цепи определим как сумму токовI₂ иI_R:

Воспользовавшись В.А.Х.определим напряжение на первом нелинейном элементе:U₁= 28 (В). Общее напряжение U определим как сумму напряжений параллельного участкаU₂, и неразветвленной части цепиU₁:

Ответ: U= 40 В.

Задача 2.20

В.А.Х. нелинейного элемента задана на рисунке 2.27. С помощью метода эквивалентного генератора, определить ток, проходящий через нелинейный элемент, если параметры цепи следующие: Е₁ = 24 (В),

Е₂ = 60 (В),r₁= 4 (Ом),r₂= 20 (Ом).

а) б)

Рисунок 2.27 – а ) Схема электрической цепи; б) В.А.Х. нелинейного элемента

Решение

В соответствии с методом эквивалентного генератора ток в цепи с нелинейным элементом определится из соотношения: Использовать это соотношение для аналитического расчета нельзя, т.к. нет значенияR_стнэ для указанного режима работы цепи, поэтому окончательное решение будет графическим с использованиемВ.А.Х. нелинейного элемента. Но вначале необходимо рассчитатьU_авххиR_вхав. РассчитаемU_авхх (рис. 2.28)

Рисунок 2.28 – Схема электрической цепи при проведении опыта холостого хода

При оборванной ветви автокI^’в контуре:

Уравнение по 2 закону Кирхгофа для первого контура:

Рассчитаем R_вхав(схема рис.2.29)

Рисунок 2.29 – Схема электрической цепи для расчета R_вхав

Схема замещения для расчетной цепи представлена на рисунке 2.30

Рисунок 2.30 – Схема электрической цепи с противоположным направлением U_авхх

Для построения обратной В.А.Х. сопротивленияR_вхав необходимы две точки: напряжение холостого хода и ток короткого замыкания цепи (рис.2.30). ТокI_к определится при замыкании накороткоR_нэ:Решением задачи будет общая точкаВ.А.Х.R_вхав на рисунке 2.27.

Ответ: I = 4 (А).