Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
2
7 лекция Нелинейные резистивные элементы. Расчет нелинейныйх резистивных цепей © 2002 Томский политехнический университет, кафедра ТОЭ, автор Носов Геннадий Васильевич
3
2 Нелинейные резистивные элементы (НРЭ)
4
3 НРЭ имеют нелинейную ВАХ i(u) и необратимо преобразуют электрическую энергию в тепло
5
4 К нелинейныйм резистивным элементам относятся, например:
6
5 1. Лампа накаливания
7
6 Симметричная ВАХ
8
7 2. Полупроводниковый диод
9
8 Несимметричная ВАХ
10
9 3. Биполярный транзистор
11
10 Семейство ВАХ
12
11 4. Фотодиод (активный НРЭ)
13
12 Семейство ВАХ
14
13 ВАХ НРЭ подразделяется на: симметричные несимметричные статические динамические для действующих значений
15
14 НРЭ подразделяется на: пассивные активные управляемые инерционные безынерционные
16
15 У пассивных НРЭ ВАХ i(u) расположена в 1 и 3 квадрантах, а у активных НРЭ участок ВАХ i(u) должен проходить дополнительно во 2 или 4 квадрантах, причем управляемые НРЭ имеют семейства ВАХ i(u)
17
16 Инерционные НРЭ имеют линейные динамические ВАХ, а статические ВАХ и ВАХ для действующих значений нелинейный из-за их тепловой инерции, причем у этих элементов за счет линейности динамических ВАХ формы u(t) и i(t) одинаковы
18
17 Безынерционные НРЭ имеют нелинейныйе динамические ВАХ, причем за счет этого формы u(t) и i(t) различны
19
18 Лампа накаливания – инерционный пассивный НРЭ с симметричной ВАХ i(u)
20
19 Полупроводниковый диод – безынерционный пассивный НРЭ с несимметричной ВАХ i(u)
21
20 Например: для диода u i
22
21 Безынерционные элементы являются источником высших гармоник
23
22 В общем случае НРЭ обозначаются:
24
23 Статическое сопротивление
25
24 Дифференциальное сопротивление
26
25 каста.
27
26 Закон Ома
28
27 Закон Джоуля-Ленца
29
28 Расчет нелинейныйх резистивных цепей
30
29 Ведется графоаналитическими методами с использованием статических или динамических ВАХ НРЭ
31
30 При этом расчет нелинейныйх резистивных цепей при переменных напряжениях и токах осуществляется для мгновенных значений для каждого момента времени по отдельности
32
31 1. Метод эквивалентного генератора – применяется для цепей с одним НРЭ
33
32 Лин. цепь
34
33
35
34 2. Сложение ВАХ – применяется для упрощения схем
36
35 При этом на основании законов Кирхгофа ВАХ i(u) последовательно соединенных НРЭ складываются вдоль оси u, а ВАХ параллельно соединенных НРЭ складываются вдоль оси i
37
36
38
37
39
38 3. Метод двух узлов – применяется для схем с двумя узлами
40
39 Например:
41
40 Уравнения по законам Кирхгофа:
42
41 Так как i 3 =i 1 +i 2, то u ab (i 1 ) и u ab (i 2 ) складываем вдоль оси i, причем точка пересечения полученной ВАХ u ab (i 1 +i 2 ) с u ab (i 3 ) даст решение
43
42 Графическое решение
44
43 4. Метод итераций – применяется для расчета схем с использованием вычислительной техники
45
44 При этом НРЭ обозначаются в виде неизвестных статических сопротивлений R ст, причем для лучшей сходимости итерационное выражение составляется для тока в НРЭ если его ВАХ загибается к оси i, иначе составляется для u
46
45 Например:
47
46
48
47 Для расчета статических сопротивлений и используем метод контурных токов
49
48
50
49 Итерационные выражения
51
50 Задаемся произвольными значениями u 1 (0) и i 2 (0), по ВАХ находим i 1 (0) и u 2 (0), рассчитываем R CT1 (0) и R CT2 (0), по итерационным выражениям определяем u 1 (1) и i 2 (1), по ВАХ находим i 1 (1) и u 2 (1), и т.д.
52
51 Расчет ведется до повторения результатов
53
52 5. Метод линеаризации ВАХ в области предполагаемого решения – применяется как приближенный метод
54
53
55
54
56
55
57
56 После замены нелинейныйх элементов линейными резисторами R н и ЭДС e н расчет ведется любым методом. Если найденные токи i лежат в выбранных интервалах i (1)
58
57 6. Применение MATHCAD на ЭВМ для расчета переменных напряжений и токов
59
58 Пример:
60
59 Дано:
61
60 По законам Кирхгофа
62
61 Given
63
62 Find
64
63
65
64 Изменяем и повторяем расчет. Затем строим графики, например, i 1 (t) и u 2 (t)
66
65
Еще похожие презентации в нашем архиве:
