- •Теоретические сведения к заданию 3 нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •Параметры нелинейных резисторов
- •Методы расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока
- •Графические методы расчета
- •Метод двух узлов
- •Алгоритм решения задачи следующий:
- •1. Выразим все токи в функции одного переменногонапряжения , для чего в соответствии с законом Ома для участка цепи с источником эдс запишемив функциии:
- •Расчет нелинейных цепей методом эквивалентного генератора
- •Аналитические методы расчета
- •Рассмотрим пример применения данного метода.
- •Алгоритм решения задачи следующий:
- •Нелинейные магнитные цепи при постоянных потоках Основные понятия и законы магнитных цепей
- •Характеристики ферромагнитных материалов
- •Магнитомягкие и магнитотвердые материалы
- •Статическая и дифференциальная магнитные проницаемости
- •Основные законы магнитных цепей
Метод двух узлов
Для цепей, содержащих два узла или сводящихся к таковым, можно применять метод двух узлов. При полностью графическом способе реализации метода он заключается в следующем:
Строятся графики зависимостей токов во всехi-х ветвях в функции общей величины – напряжения между узламиm и n, для чего каждая из исходных кривых смещается вдоль оси напряжений параллельно самой себе, чтобы ее начало находилось в точке, соответствующей ЭДСвi-й ветви, а затем зеркально отражается относительно перпендикуляра, восстановленного в этой точке.
Определяется, в какой точке графически реализуется первый закон Кирхгофа . Соответствующие данной точке токи являются решением задачи.
В качестве примера рассмотрим схему на рис. 3.14.
Симметричные ВАХ нелинейных резисторов в схеме на рис. 3.14 заданы в табл. 3.4. Найти токи в ветвях схемы и напряжение , если
Таблица 3.4. ВАХ НР
0 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 | |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,68 |
0,86 |
0,96 |
1,0 |
1,0 |
1,0 | |
0 |
1,12 |
1,4 |
1,8 |
2,14 |
2,44 |
2,72 |
2.9 |
3.0 |
Алгоритм решения задачи следующий:
1. Выразим все токи в функции одного переменногонапряжения , для чего в соответствии с законом Ома для участка цепи с источником эдс запишемив функциии:
; (3.1)
; (3.2)
. (3.3)
2. Задаваясь различными значениями , на основании выражений (3.1)…(3.3) и данных табл. 3.4 строим (см. рис. 3.15) графики зависимостей и .
Е
Рис. 3.15
смещаем кривую вдоль оси абсцисс параллельно самой себе так, чтобы ее начало находилось в точке(см. пунктирную кривуюна рис. 3.15);
проводим через точку ортогональ и зеркально отражаем относительно ее пунктирную кривую получаем кривую .
Аналогично строится зависимость .Поскольку средняя ветвь не содержит источника ЭДС, кривая тождественна кривой.
3. Строим кривую .
4. Поскольку в соответствии с первым законом Кирхгофа , точкапересечения кривыхи определяет рабочий режим цепи. Проекция точки на ось ординат соответствует току во второй ветви:. Проекции точкиипересечения перпендикуляра, опущенного из точки, с графиками зависимостейина ось ординат определяют соответственно токии.
5. Искомому напряжению соответствует проекция точки на ось абсцисс, т.е..
Метод двух узлов может быть реализован и в другом варианте, отличающемся от изложенного выше меньшим числом графических построений.
В качестве примера рассмотрим цепь на рис. 3.14.
Задаемся током, протекающим через один из резисторов, например во второй ветви , и рассчитываем, а затем пос использованием (3.1) и (3.3) находимии по зависимостями соответствующие им токи ии т.д. Результаты вычислений сводим в табл. 3.5, в последней колонке которой определяем сумму токов:
.
Таблица 3.5. Таблица результатов расчета методом двух узлов
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
Алгебраическая сумма токов в соответствии с первым законом Кирхгофа должна равняться нулю, поэтому получающаяся в последней колонке табл. 3.5 величина указывает, каким значениемследует задаваться на следующем шаге.
В осях строим кривую зависимостии по точке ее пересечения с осью напряжений определяем напряжениемежду точкамиm и n. Для найденного значения по (3.1)…(3.3) рассчитываем напряжения на резисторах, после чего по заданным зависимостямопределяем токи в ветвях схемы.