Mga nonlinear na de-koryenteng circuit
Layunin ng mga di-linear na elemento sa mga de-koryenteng circuit
V mga de-koryenteng circuit maaaring magsama ng mga passive na elemento, paglaban sa kuryente na mahalagang nakasalalay sa kasalukuyang o ang stress, na may resulta na ang kasalukuyang ay hindi direktang proporsyonal sa boltahe. Ang mga nasabing elemento at ang mga electric circuit kung saan sila pumapasok ay tinatawag na mga non-linear na elemento.
Ang mga nonlinear na elemento ay nagbibigay ng mga katangian ng mga de-koryenteng circuit na hindi matamo sa mga linear na circuit (boltahe o kasalukuyang stabilization, DC amplification, atbp.). Ang mga ito ay hindi nakokontrol at kinokontrol... Ang una — bipolar — ay idinisenyo upang gumana nang walang impluwensya ng isang control factor sa kanila (semiconductor thermistors at diodes), at ang pangalawa — multipolar — ay ginagamit kapag ang isang control factor ay kumikilos sa kanila (transistors). at thyristors).
Mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng mga nonlinear na elemento
Ang mga de-koryenteng katangian ng mga nonlinear na elemento ay kasalukuyang-boltahe na mga katangian I (U) na eksperimento na nakuhang mga graph na nagpapakita ng pag-asa ng kasalukuyang sa boltahe, kung saan ang isang tinatayang, maginhawa para sa pagkalkula ng empirical na formula ay minsan ay ginawa.
Ang mga hindi kontroladong nonlinear na elemento ay may isang katangian ng kasalukuyang boltahe, at ang mga kinokontrol na nonlinear na elemento ay may pamilya ng mga naturang katangian na ang parameter ay ang controlling factor.
Ang mga linear na elemento ay may pare-parehong electrical resistance, kaya ang kanilang kasalukuyang boltahe na katangian ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinagmulan (Larawan 1, a).
Ang kasalukuyang-boltahe na mga katangian ng nonlinear ay may ibang hugis at nahahati sa simetriko at asymmetric na may paggalang sa mga coordinate axes (Larawan 1, b, c).
kanin. 1. Mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng mga passive na elemento: a — linear, b — nonlinear symmetric, c — nonlinear asymmetric
kanin. 2. Mga graph para sa pagtukoy ng static sa differential resistance ng mga non-linear na elemento sa mga seksyon ng kasalukuyang-boltahe na katangian: a — tumataas, b — bumabagsak
Para sa mga di-linear na elemento na may simetriko kasalukuyang-boltahe na katangian o para sa simetriko elemento, ang pagbabago sa direksyon ng boltahe ay hindi nagiging sanhi ng pagbabago sa kasalukuyang halaga (Larawan 1, b), at para sa mga di-linear na elemento na may asymmetric na boltahe -kasalukuyang katangian, o para sa mga asymmetric na elemento, na may isa at parehong ganap na halaga ng boltahe na nakadirekta sa magkasalungat na direksyon, ang mga alon ay naiiba (Larawan 1, c). Samakatuwid, ang mga nonlinear symmetrical na elemento ay ginagamit sa DC at AC circuits, at nonlinear unbalanced elements, bilang panuntunan, sa AC circuits upang i-convert ang AC sa DC current.
Mga katangian ng mga nonlinear na elemento
Para sa bawat di-linear na elemento, ang isang static na pagtutol na tumutugma sa isang naibigay na punto ng kasalukuyang-boltahe na katangian ay nakikilala, halimbawa punto A:
Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα
at ang differential resistance na para sa. ang parehong punto A ay tinutukoy ng formula:
Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = mr tgβ,
kung saan mi, mi, sir - ayon sa pagkakabanggit ang sukat ng mga boltahe, alon at paglaban.
Ang static na pagtutol ay nagpapakilala sa mga katangian ng isang non-linear na elemento sa pare-pareho ang kasalukuyang mode, at ang differential resistance - para sa maliliit na paglihis ng kasalukuyang mula sa steady na halaga ng estado. Parehong nagbabago kapag pumasa mula sa isang punto at ang kasalukuyang-boltahe na katangian sa isa pa, ang una ay palaging positibo at ang pangalawang variable: sa tumataas na seksyon ng katangian, ang kasalukuyang-boltahe ay positibo, at sa bumabagsak na seksyon ito ay negatibo.
Ang mga nonlinear na elemento ay nailalarawan din sa pamamagitan ng mga katumbas na halaga: static conductivity Gst at differential conductivity Gdifferent o dimensionless parameters —
kamag-anak na pagtutol:
Kr = — (Rdifference /Rst)
o relatibong kondaktibiti:
Kg = — (Gdifference / Gst)
Ang mga linear na elemento ay may mga parameter na Kr at Kilogram na katumbas ng isa, at para sa mga di-linear na elemento ay naiiba sila mula dito, at mas naiiba sila sa isa, mas ang nonlinearity ng electrical circuit ay ipinahayag.
Pagkalkula ng mga non-linear na electric circuit
Ang mga nonlinear na electrical circuit ay kinakalkula nang graphically at analytically batay sa Mga batas ni Kirchhoff at volt-ampere na mga katangian ng mga indibidwal na elemento ng alternating current circuits para sa pag-convert ng alternating current sa direct current.
Kapag graphical na kinakalkula ang isang electric circuit na may dalawang series-connected nonlinear resistors R1 at R2 na may kasalukuyang-boltahe na mga katangian Iz (U1) at Iz (U2), bumuo ng kasalukuyang-boltahe na katangian ng buong circuit Iz (U), kung saan U = U1 + U2, ang abscissas ng mga punto kung saan ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagbubuod ng abscissas ng mga punto ng kasalukuyang-boltahe na mga katangian ng nonlinear resistors na may pantay na ordinates (Fig. 3, a, b).
kanin. 3. Mga diagram at katangian ng mga non-linear na de-koryenteng circuit: a - circuit ng serye ng koneksyon ng non-linear resistors, b - volt-ampere na katangian ng mga indibidwal na elemento at series circuit, c - scheme ng parallel na koneksyon ng non-linear resistors, d — volt-ampere na mga katangian ng mga indibidwal na elemento at isang parallel circuit.
Ang pagkakaroon ng curve na ito ay nagpapahintulot sa boltahe U na mahanap ang kasalukuyang Az pati na rin ang boltahe U1 at U2 sa mga terminal ng resistors.
Sa parehong paraan, ang pagkalkula ng electric circuit na may dalawang resistors na konektado sa parallel ay isinasagawa. R1 at R2 na may kasalukuyang-boltahe na mga katangian I1 (U) at Az2 (U), kung saan ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng buong circuit na Az(U) ay itinayo, kung saan ang Az = I1+I2, kung saan, gamit ang isang ibinigay na boltahe U, hanapin ang mga alon Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).
Ang analytical na pamamaraan para sa pagkalkula ng mga non-linear na electric circuit ay batay sa pagtatanghal ng mga katangian ng boltahe ng mga non-linear na elemento sa pamamagitan ng mga equation ng kaukulang mga pag-andar ng matematika, na ginagawang posible na gumuhit ng mga kinakailangang equation ng estado para sa mga electric circuit. .Dahil ang solusyon ng naturang mga nonlinear equation ay kadalasang nagdudulot ng malaking kahirapan, ang analytical na paraan para sa pagkalkula ng mga nonlinear circuit ay maginhawa kapag ang mga operating section ng kasalukuyang-boltahe na katangian ng mga nonlinear na elemento ay maaaring ituwid. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na ilarawan ang elektrikal na estado ng circuit sa pamamagitan ng mga linear na equation na hindi gumagawa ng mga paghihirap sa paglutas ng mga ito.
Mga Pangunahing Kaalaman ng Electrical Engineering:
Sa potensyal na pagkakaiba, electromotive force at boltahe
Agos ng kuryente sa mga likido at gas
Electrical resistance ng mga wire
Tungkol sa magnetic field, solenoids at electromagnets
Self induction at mutual induction
Electric field, electrostatic induction, capacitance at capacitors
Ano ang alternating current at paano ito naiiba sa direct current
