Методи розрахунку нелінійних електричних кіл постійного струму
1.6 Методи розрахунку нелінійних електричних кіл постійного струму
Простінелінійні електричні ланцюги постійного струму розраховують графічним способом. При цьому вважаються відомими вольт-амперні характеристики (ВАХ) нелінійних елементів, що входять до нелінійного ланцюга постійного струму.
Нелінійний елемент, ВАХ якого в робочому діапазоні приблизно можна зобразити прямолінійною ділянкою, замінюють послідовним з'єднанням лінійного резистивного елемента з джерелом ЕРС. При цьому опір лінійного елемента приймається рівним диференційному опору нелінійного елемента робочої точки його ВАХ.
Нелінійний елемент області робочої точки характеристики можна також замінити паралельним з'єднанням джерела струму з лінійним елементом, провідність якого дорівнює диференціальної провідності нелінійного елемента в цій точці.
Розгалужене нелінійне електричне коло постійного струму з одним нелінійним елементом може бути розраховане методом еквівалентного генератора. При цьому замінюють лінійну частину нелінійного ланцюга постійного струму до нелінійного елемента еквівалентним джерелом. Отриманий ланцюг послідовного з'єднання джерела, лінійного та нелінійного елементів розраховують графічно.
Рішення нелінійних рівнянь, що описують нелінійний електричний ланцюг постійного струму з двома вузлами, також проводять графічно. При цьому всі рівняння необхідно будувати в однаковому масштабі, на одному графіку функції вузлової напруги.
Розрахунок нелінійних ланцюгів постійного струму
Завдання 1.6.1Графічний метод розрахунку (для двох вузлів)нелінійного ланцюга постійного струму
Визначитиграфічним методом значення струмів унелінійного ланцюга постійного струму, показаного на рис. 1.6.1, якщо E1 = E3 = 100 В та R3 = 500 Ом.
Вольт-амперні характеристики нелінійних елементів симетричні щодо початку координат та показані на рис. 1.6.2 (I1 (U1) – крива 1; I2 (U2) – крива 2).
Рішення. Для всіх трьох гілок ланцюга напруга Ucd однакова (див. рис. 1.6.1).
Характеристика другої гілки I2 (Ucd) побудована нелінійного елемента 2.
Для першої гілки Ucd = U1 - E1. З відповідних значень U1 вольт-амперної характеристики 1 віднімаємо E1. Результати розрахунку характеристики I1 (Ucd) наведено у табл. 1.6.1.