Litar elektrik tak linear
Tujuan unsur bukan linear dalam litar elektrik
V litar elektrik mungkin termasuk unsur pasif, rintangan elektrik yang pada asasnya bergantung kepada arus atau tegasan, dengan keputusan bahawa arus tidak berkadar terus dengan voltan. Unsur-unsur tersebut dan litar elektrik di mana ia masuk dipanggil unsur bukan linear.
Unsur tak linear memberikan sifat litar elektrik yang tidak boleh dicapai dalam litar linear (penstabilan voltan atau arus, penguatan DC, dll.). Mereka tidak boleh dikawal dan dikawal... Yang pertama — bipolar — direka untuk berfungsi tanpa pengaruh faktor kawalan ke atasnya (thermistor semikonduktor dan diod), dan yang kedua — berbilang kutub — digunakan apabila faktor kawalan bertindak ke atasnya (transistor dan thyristor).
Ciri voltan arus unsur tak linear
Sifat elektrik unsur tak linear ialah ciri voltan arus I (U) graf yang diperoleh secara eksperimen menunjukkan pergantungan arus pada voltan, yang mana anggaran, mudah untuk pengiraan formula empirikal kadangkala dibuat.
Unsur tak linear tidak terkawal mempunyai ciri voltan arus tunggal, dan unsur tak linear terkawal mempunyai keluarga ciri sedemikian yang parameternya adalah faktor kawalan.
Unsur linear mempunyai rintangan elektrik yang tetap, jadi ciri voltan arusnya ialah garis lurus yang melalui asalan (Rajah 1, a).
Ciri-ciri voltan arus bukan linear mempunyai bentuk yang berbeza dan dibahagikan kepada simetri dan asimetri berkenaan dengan paksi koordinat (Rajah 1, b, c).
nasi. 1. Ciri-ciri voltan arus unsur pasif: a — linear, b — simetri tak linear, c — asimetri tak linear
nasi. 2. Graf untuk menentukan rintangan statik kepada pembezaan unsur bukan linear dalam bahagian ciri voltan semasa: a — meningkat, b — menurun
Untuk unsur bukan linear dengan ciri voltan arus simetri atau untuk unsur simetri, perubahan arah voltan tidak menyebabkan perubahan dalam nilai semasa (Rajah 1, b), dan untuk unsur bukan linear dengan voltan tidak simetri -ciri semasa, atau untuk unsur asimetri, dengan satu dan nilai mutlak voltan yang sama diarahkan ke arah yang bertentangan, arus adalah berbeza (Rajah 1, c). Oleh itu, unsur simetri tak linear digunakan dalam litar DC dan AC, dan unsur tak seimbang tak linear, sebagai peraturan, dalam litar AC untuk menukar AC kepada arus DC.
Ciri-ciri unsur tak linear
Bagi setiap elemen bukan linear, rintangan statik sepadan dengan titik tertentu bagi ciri voltan semasa dibezakan, contohnya titik A:
Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα
dan rintangan pembezaan yang untuk. titik A yang sama ditentukan oleh formula:
Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = mr tgβ,
di mana mi, mi, sir — masing-masing skala voltan, arus dan rintangan.
Rintangan statik mencirikan sifat unsur bukan linear dalam mod arus malar, dan rintangan pembezaan — untuk sisihan kecil arus daripada nilai keadaan mantap. Kedua-duanya berubah apabila melalui satu titik dan ciri voltan arus ke yang lain, yang pertama sentiasa positif dan pembolehubah kedua: dalam bahagian yang semakin meningkat ciri, voltan semasa adalah positif, dan dalam bahagian yang jatuh ia adalah negatif.
Unsur tak linear juga dicirikan oleh nilai timbal balik: kekonduksian statik Gst dan kekonduksian pembezaan GParameter berbeza atau tidak berdimensi —
rintangan relatif:
Kr = — (Rperbezaan /Rst)
atau kekonduksian relatif:
Kg = — (Gperbezaan / Gst)
Elemen linear mempunyai parameter Kr dan Kilogram sama dengan satu, dan untuk elemen bukan linear ia berbeza daripadanya, dan semakin banyak ia berbeza daripada satu, semakin tidak linear litar elektrik ditunjukkan.
Pengiraan litar elektrik bukan linear
Litar elektrik tak linear dikira secara grafik dan analitikal berdasarkan undang-undang Kirchhoff dan ciri-ciri volt-ampere unsur-unsur individu litar arus ulang-alik untuk menukar arus ulang-alik kepada arus terus.
Apabila mengira secara grafik litar elektrik dengan dua perintang tak linear bersambung siri R1 dan R2 dengan ciri voltan arus Iz (U1) dan Iz (U2), bina ciri voltan semasa bagi keseluruhan litar Iz (U), di mana U = U1 + U2, abscissas titik yang ditemui dengan menjumlahkan abscissas titik ciri voltan semasa perintang tak linear dengan ordinat yang sama (Rajah 3, a, b).
nasi. 3. Gambar rajah dan ciri litar elektrik bukan linear: a — litar sambungan siri perintang bukan linear, b — ciri volt-ampere elemen individu dan litar siri, c — skema sambungan selari perintang bukan linear, d — ciri volt-ampere unsur individu dan litar selari.
Kehadiran lengkung ini membolehkan voltan U mencari arus Az serta voltan U1 dan U2 pada terminal perintang.
Dengan cara yang sama, pengiraan litar elektrik dengan dua perintang yang disambung secara selari dijalankan. R1 dan R2 dengan ciri voltan arus I1 (U) dan Az2 (U), yang mana ciri voltan arus keseluruhan litar Az(U) telah dibina, di mana Az = I1+I2, di mana, menggunakan voltan yang diberikan U, cari arus Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).
Kaedah analisis untuk mengira litar elektrik bukan linear adalah berdasarkan pembentangan ciri voltan unsur bukan linear melalui persamaan fungsi matematik yang sepadan, yang memungkinkan untuk membuat persamaan keadaan yang diperlukan untuk litar elektrik. .Oleh kerana penyelesaian persamaan tak linear tersebut sering menyebabkan kesukaran yang ketara, kaedah analitikal untuk mengira litar tak linear adalah mudah apabila bahagian pengendalian ciri voltan semasa unsur tak linear boleh diluruskan. Ini membolehkan anda menerangkan keadaan elektrik litar dengan persamaan linear yang tidak menimbulkan kesukaran untuk menyelesaikannya.
Asas Kejuruteraan Elektrik:
Mengenai beza keupayaan, daya gerak elektrik dan voltan
Arus elektrik dalam cecair dan gas
Kemagnetan dan Keelektromagnetan
Mengenai medan magnet, solenoid dan elektromagnet
Induksi kendiri dan induksi bersama
Medan elektrik, aruhan elektrostatik, kemuatan dan kapasitor
Apakah itu arus ulang alik dan bagaimana ia berbeza daripada arus terus
