- •Нелинейные резистивные электрические цепи постоянного тока. Нелинейные резистивные элементы (лампа накаливания, бареттер, стабилитрон, диод).
- •Методы расчета нелинейных резистивных цепей постоянного тока.
- •8.2.1. Аналитические методы расчета нелинейных цепей
- •8.2.2. Графические методы расчета нелинейных цепей
- •1) Метод эквивалентных преобразований (сложения характеристик)
- •2) Метод двух узлов
- •3) Метод эквивалентного генератора
- •8.2.3. Численный расчет нелинейных резистивных цепей
- •Расчет нелинейной резистивной цепи постоянного тока с двумя узлами. Применение метода активного двухполюсника при расчете нелинейных резистивных цепей постоянного тока.
- •Нелинейные резистивные электрические цепи переменного тока. Электрический вентиль, стабилитрон: вольтамперные характеристики, применение.
- •Однополупериодное выпрямление и его характеристики.
- •Двухполупериодное выпрямление и его характеристики.
- •Расчет нелинейных резистивных цепей переменного тока методом кусочно-линейной аппроксимации.
- •Графический метод расчета нелинейных резистивных цепей переменного тока.
- •Основные законы и особенности магнитных цепей постоянного магнитного потока. Допущения при расчете магнитных цепей.
- •8.3.2. Допущения, принимаемые при расчете магнитных цепей.
- •Расчет прямой и обратной задач в магнитных цепях постоянного тока. Законы Кирхгофа для магнитных цепей.
- •Катушка со стальным сердечником. Форма кривых тока, напряжения и потока (питание от источника тока).
- •Катушка со стальным сердечником. Форма кривых тока, напряжения и потока (питание от источника напряжения). См 11 !!
- •Расчет нелинейных магнитных цепей методом кусочно-линейной аппроксимации.
- •Расчет нелинейных индуктивных цепей по мгновенным значениям (аналитический метод расчета).
- •Метод эквивалентных синусоид. Расчет катушки со стальным сердечником методом эквивалентных синусоид.
- •Феррорезонанс напряжений. Идеальная и реальная вольтамперная характеристики.
- •Феррорезонанс токов. Идеальная и реальная вольтамперная характеристики.
- •Переходные процессы в нелинейных цепях. Особенности, методы расчета.
- •9.1. Особенности расчета переходных процессов в нелинейных цепях
- •9.2. Выход на установившийся режим
- •Аналитические методы расчета переходных процессов в нелинейных цепях (метод условной линеаризации, кусочно-линейной аппроксимации).
- •Аналитические методы расчета переходных процессов в нелинейных цепях (кусочно-линейной аппроксимации, аппроксимации полиномом).
- •3) Метод аналитической аппроксимации нелинейной характеристики
Расчет нелинейной резистивной цепи постоянного тока с двумя узлами. Применение метода активного двухполюсника при расчете нелинейных резистивных цепей постоянного тока.
СМ 2.
Нелинейные резистивные электрические цепи переменного тока. Электрический вентиль, стабилитрон: вольтамперные характеристики, применение.
Трудности расчета нелинейных цепей физически обусловлена тем, что нелинейные элементы являются генераторами высших гармоник, причем амплитуда и фаза каждой гармоники сложным образом зависит от амплитуд и фаз остальных гармоник. При анализе нелинейных цепей необходимо решить ряд задач:
определить диапазон изменения параметров схемы, при которых наблюдается исследуемое явление (например, стабилизация тока или напряжения) на первой гармонике;
определить диапазон изменения параметров схемы, при которых наблюдается исследуемое явление на k-ой гармонике;
определить возможность возникновения резонансных явлений на разных гармониках (максимума тока в отдельных ветвях и максимума напряжения на отдельных участках).
В формальном математическом отношении трудности выражаются в том, что уравнения, составленные для нелинейных цепей по второму закону Кирхгофа, являются нелинейными дифференциальными уравнениями.
Общими допущениями (при невысоких частотах) являются пренебрежения распределенными емкостями индуктивных катушек, индуктивностями, обусловленными потоками рассеяния, межэлектродными емкостями полупроводниковых выпрямителей. Эти параметры часто называют паразитными. Однако они играют существенную роль в том случае, если остальные (учитываемые) параметры становятся весьма малыми.
При расчете цепи с нелинейной индуктивностью обычно не учитывают гистерезис и потери в сердечнике, или учитывают их приближенно. Иногда полагают активные сопротивления обмоток равными нулю. Аналогично поступают при расчетах цепей с нелинейной емкостью.
Замена реальной характеристики нелинейного элемента той или иной аналитической зависимостью также является также является допущением, возможным только при достаточно низких частотах. При весьма высоких частотах расчет любой электрической цепи представляет собой достаточно сложную задачу и может быть решена только путем использования аппарата теории электромагнитного поля.
Наиболее широко распространены следующие методы расчета:
графический метод, в котором используются характеристики нелинейного элемента для мгновенных значений;
кусочно-линейная аппроксимация характеристики нелинейного элемента;
аналитическая аппроксимация характеристики нелинейного элемента;
аналитический или графический метод, в котором используется вольтамперная характеристики нелинейного элемента по первым гармоникам (метод гармонического баланса по первой гармонике);
аналитический или графический метод, в котором используется вольтамперная характеристики нелинейного элемента по действующим значениям;
итерационные методы;
расчет с помощью линейных схем замещения.
Вентиль – это выпрямитель, который используется при преобразовании переменного тока в постоянный. Выпрямители, как нелинейные сопротивления, имеют несимметричные характеристики, которые могут быть аппроксимированы на отдельных участках отрезками прямых линий или аналитической функцией. Как правило, используется диод – полупроводниковый прибор с одним электрическим p-n переходом.