5.Реальные электрические устройства являющиеся четырехполюсниками.

При анализе электрических цепей очень часто бывает удобным выделить фрагмент цепи, имеющий две пары зажимов. Поскольку электрические (электронные) цепи очень часто связаны с передачей энергии или обработкой и преобразованием информации, одну пару зажимов обычно называют «входными», а вторую — «выходными». На входные зажимы подаётся исходный сигнал, с выходных снимается преобразованный.

Такими четырёхполюсниками являются, например, трансформаторы, усилители, фильтры, стабилизаторы напряжения, электрические фильтры,

усилительные устройства радиопередатчиков или радиоприемников, телефонные линии, линии электропередачи и т. и т. д.

6. Тема. Нелинейные электрические цепи.

1.Нелинейные электрические цепи.

В большинстве электротехнических устройств с нелинейными элементами возникают явления и процессы, принципиально неосуществимые в линейных цепях. Именно на нелинейности цепи основан принцип действия многих электронных устройств. Такие явления, как выпрямление, стабилизация, умножение и деление частоты, усиление мощности, получение модулированных колебаний, гистерезисные эффекты, позволяющие запомнить сигнал, основаны на нелинейных свойствах электронных и электромагнитных приборов и устройств.

Нелинейные электрические цепи — это электрические цепи постоянного тока, включающие хотя бы один нелинейный резистивный элемент, ток и напряжение на котором связаны зависимостью, отличной от линейной (рис.6.1).

а б

Рисунок 6.1 — Вольт-амперные характеристики резистивных элементов

а — линейного ; б — нелинейного

При анализе нелинейных цепей переменного тока нужно учитывать свойства нелинейных элементов не только на постоянном токе (статические ВАХ), но и при достаточно резком изменении тока (динамические ВАХ). Нелинейные элементы, для которых при достаточно высоких скоростях изменения тока статические ВАХ практически совпадают с динамическими, называются безынерционными.

Наличие нелинейного элемента в цепи переменного тока приводит к тому, что при синусоидальном воздействии реакция цепи имеет несинусоидальный характер (рис.6.4).

Процессы в нелинейных цепях переменного тока описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, составленными по законам Кирхгофа. Для их решения применяются аналитические, графоаналитические и графические методы.

Аналитический метод предполагает аппроксимацию (Аппроксима́ция, или приближе́ние — научный метод, состоящий в замене одних объектов другими, в том или ином смысле близкими к исходным, но более простыми.) всех ВАХ, что дает возможность получить решения уравнений в общем виде. Графический и графоаналитический методы позволяют получить более точный результат расчета, поскольку они основываются на реальных характеристиках нелинейных элементов. На рис.6.4 приведен результат графического расчета величины тока в цепи с нелинейным резистивным элементом при подаче синусоидального напряжения .

Рисунок 6.4 — Определение тока через нелинейный элемент при синусоидальном воздействии

При анализе нелинейных цепей переменного тока нужно учитывать свойства нелинейных элементов не только на постоянном токе (статические ВАХ), но и при достаточно резком изменении тока (динамические ВАХ). Нелинейные элементы, для которых при достаточно высоких скоростях изменения тока статические ВАХ практически совпадают с динамическими, называются безынерционными.

Наличие нелинейного элемента в цепи переменного тока приводит к тому, что при синусоидальном воздействии реакция цепи имеет несинусоидальный характер (рис.6.4).

Процессы в нелинейных цепях переменного тока описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, составленными по законам Кирхгофа. Для их решения применяются аналитические, графоаналитические и графические методы.