3.5 Нелинейные индуктивные и емкостные сопротивления

Под нелинейными индуктивными сопротивлениями (нелинейными индуктивностями), понимают индуктивные катушки с обмотками, намотанными на замкнутые сердечники из ферромагнитного материала, для которых зависимость магнитного потока в сердечнике от протекающего по обмотке тока нелинейна. Индуктивное сопротивление таких катушек зависит от величины переменного тока. Индуктивную катушку со стальным сердечником называют дросселем со стальным сердечником.

На электрических схемах нелинейную индуктивность изображают в виде замкнутого сердечника с обмоткой. Сердечники нелинейных индуктивностей двух типов: пакетные и спиральные. Пакетные сердечники состоят из тонких пластин ферромагнитного материала, а спиральные – из тонкой ферромагнитной ленты. Пластины и витки сердечников изолируют эмалевым лаком для уменьшения потерь энергии от вихревых токов.

Основной нелинейный эффект индуктивного элемента– нелинейность между индукцией В и напряженностью Н, т. е. гистерезисная петля.

В обычных конденсаторах обкладки разделены веществом, диэлектрическая проницаемость которого не является функцией напряженности электрического поля. Для них кулон-вольтные характеристики линейны. В нелинейных конденсаторах (варикондах), пространство между обкладками вариконда заполняют сегнегодиэлектриком. Для данных веществ характерен электрический гистерезис – явление отставания изменения электрического смещения D от изменения напряженности поля Е. Кроме потерь на гистерезис в варикондах есть потери, обусловленные проводимостью сегнетодиэлектрика и вязкостью процессов поляризации.

3.6 Преобразования, осуществляемые с помощью нелинейных электрических цепей

Устройства, в состав которых входят одно или несколько НС называют четырехполюсниками или шестиполюсниками, с помощью которых можно осуществить ряд очень преобразований: а) преобразовать переменный ток в постоянный – выпрямители; б) преобразовать постоянный ток в переменный – автогенераторы и инверторы; в) осуществить умножение частоты (получить на выходе четырехполюсника напряжение, частота которого больше частоты входного напряжения) – умножители частоты или деление частоты – делители частоты; г) стабилизировать напряжение или ток (получить на выходе напряжение или ток, почти не изменяющийся по величине при значительном изменении величины входного напряжения – стабилизаторы; д) осуществить триггерный эффект – эффект скачкообразного изменения выходной величины при незначительном изменении входной; ж) произвести модуляцию, при которой амплитуда (фаза или частота) высокочастотного колебания, поступающего на вход, преобразуется таким образом, что характер изменения ее повторяет характер изменения управляющего низкочастотного сигнала – модуляторы; з) осуществить демодуляцию (выделить из высокочастотного модулированного колебания запечатленный в нем низкочастотный управляющий сигнал – демодуляторы или детекторы; и) осуществить усиление напряжения, тока или мощности – усилители.

Нелинейные устройства применяют для умножения электрическим путем функций, степенного и логарифмического преобразования входного напряжения, формы входного сигнала, в электрических счетных и запоминающих устройствах, в качестве нелинейных фильтров и логических устройств.