лаб Т16 (т10)

6

 

Нелинейные цепи с несколькими инерционными резистивными элементами

 

Цель работы: экспериментальная проверка графического метода расчета нелинейных цепей с инерционными активными сопротивлениями.

Программа работы:

1. Экспериментальное определение и графическое построение вольтамперных характеристик осветительной лампы и бареттера.

ВАХ отдельных элементов.

ВАХ отдельных элементов.

 

Порядок выполнения работы:

Данные занести в таблицу 1.1.

ВАХ цепи при изменении напряжения от 0 до 140 В через 20 В и занести данные в таблицу 1.1.

0 В с интервалом 30 В и занести данные в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1.

Последовательное соединение Л и Б

U, В

I, А

R1СТ Ом

(U/I)

U, В

I, А

R Ом

U, В

I, А

R Ом

U, В

I, А

R

20

0,12

167

20

0,17

117

20

0,31

64,5

30

0,12

250

40

0,17

235

40

0,26

154

40

0,43

93

60

0,16

375

60

0,21

286

60

0,3

200

60

0,5

120

90

0,21

429

80

0,24

333

80

0,32

250

80

0,55

145

120

0,25

480

100

0,27

370

100

0,33

303

100

0,6

167

150

0,27

556

120

0,3

400

120

0,34

353

120

0,63

190

180

0,29

621

140

0,33

424

140

0,35

400

140

0,67

209

210

0,31

677

 

переменного сопротивления Rg, чтобы напряжения на Л и Б стали одинаковыми (от 40 до 90 В), установив на входе двойное заданное напряжение. Данные занести в таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

Вычислено по характеристикам

I1, А

Ug, В

Ig, А

Rg Ом

I1, А

Ug, В

Ig, А

Rg, Ом

0,24

34

0,075

453,3

0,24

34

0,08

425

ВАХ осветительной лампы Л и бареттера Б, совмещенные на одном графике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

                              

 

 

 

 

 

при любом токе.

По данным таблицы 1.1. построить экспериментальную характеристику последовательного соединения Л и Б. Сопоставить экспериментальную и расчетную ВАХ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при любом напряжении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерено:

= 0,24 — 0,075 = 0,165 А

= 34/0,075 = 453,3 Ом

 

1.

Рассчитано по графику 1:

Ом.

 

t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определены по ВАХ Лампы для режима U=60 В:

Rдиф Ом

ОмКонтрольные вопросы

1. Какая электрическая цепь называется нелинейной?

элемент, т.е. параметры которого R,L,C зависят от тока и напряжения.

 

2. Что называется вольтамперной характеристикой элемента электрической цепи?

ля сопротивления — зависимость напряжения на его зажимах от тока в нем u=f(i).

 

3. Какой вид примет ВАХ линейного и нелинейного сопротивления?

— Линейного – прямая, нелинейного – любой вид кроме прямой.

 

еление понятию статического и дифференциального сопротивления.

= ktgα);

Когда рабочая точка на ВАХ нелинейного элемента изменяет своё положение под действием переменного напряжения, например, колеблется во времени вокруг некоторого среднего положения, то в этом случае изменения тока и напряжения нельзя сопоставить с помощью конкретного параметра, т.к. эта величина также изменяется. В то же время, если изменения невелики, то можно ввести понятие о дифференциальном сопротивлении как отношении бесконечно малого приращения напряжения к соответствующему приращению тока. Дифференциальное сопротивление характеризует нелинейный элемент в точке ВАХ, для которой оно определяется.

= ktgβ).

При переходе от одной точки вольтамперной характеристики к соседней статическое и динамическое сопротивления нелинейного элемента меняются.

 

5. Что такое «отрицательное» дифференциальное сопротивление?

характеристики, дифференциальная проводимость и дифференциальное сопротивление нелинейного резистора отрицательны, поскольку малым положительным значениям приращения напряжения (тока) на зажимах нелинейного резистора соответствуют отрицательные значения приращения тока (напряжения).

 

нелинейные элементы.

изменяет величину при изменении мгновенного значения напряжения или тока.

 

сопротивления.

характеристикой, или у несимметричных элементов, при одном и том же абсолютном значении напряжения, направленного в противоположные стороны, токи разные. Поэтому нелинейные симметричные элементы применяют в цепях постоянного и переменного тока, а нелинейные несимметричные элементы, как правило, в цепях переменного тока для преобразования переменного тока в ток постоянного направления.

сопротивления.

Несимметричные – электронная лампа, транзистор, тиристор.

 

нелинейные элементы.

характеристику, а управляемые — семейство таких характеристик, параметром которого является управляющий фактор.

 

9. Почему для расчета нелинейных электрических цепей неприменим метод наложения?

к таким цепям неприемлемы, т.к. между током и напряжением в элементе отсутствует пропорциональность.

Принцип наложения: ток в k-ветви равен алгебраической сумме токов, вызываемых каждой из ЭДС схемы в отдельности. Этот принцип справедлив для всех линейных электрических цепей. Принцип наложения положен в основу метода расчета, получившего название метода наложения. При расчете цепей данным методом поочередно рассчитывают токи, возникающие от действия каждой из ЭДС, мысленно удаляя остальные из схемы, но оставляя в схеме внутренние сопротивления источников, и затем находят токи в ветвях путем алгебраического сложения частичных токов.

 

характеристики цепей при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов?

, соответствующие одним и те же значениям напряжения, так как к этим нелинейным элементам приложено одно и то же напряжение, равное напряжению внешней сети, т.е. источника питания.

В случае смешанного соединения сначала заменяют два параллельно соединенных нелинейных элемента одним эквивалентным; схема со смешанным соединением приводится к рассмотренной ранее схеме последовательного соединения двух нелинейных элементов.

Таблица 1.1.

 

Последовательное соединение Л и Б

U, В

I, А

R1СТ Ом

U, В

I, А

R Ом

U, В

I, А

R Ом

U, В

I, А

R

20

0,12

 

20

0,17

 

20

0,31

 

30

0,12

40

0,17

 

40

0,26

 

40

0,43

 

60

0,16

60

0,21

 

60

0,3

 

60

0,5

 

90

0,21

80

0,24

 

80

0,32

 

80

0,55

 

120

0,25

100

0,27

 

100

0,33

 

100

0,6

 

150

0,27

120

0,3

 

120

0,34

 

120

0,63

 

180

0,29

140

0,33

 

140

0,35

 

140

0,67

 

210

0,31

 

 

 

 

Таблица 1.2.

 

Вычислено по характеристикам

I1, А

Ug, В

Ig, А

Rg Ом

I1, А

Ug, В

Ig, А

Rg, Ом

0,24

34

0,075

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Статическое сопротивление характеризует сопротивление НР в режиме постоянного тока

Дифференциальное сопротивление – сопротивление НР переменному току малой амплитуды

Для графического определения переменного тока, протекающего через НР с заданной ВАХ под действием напряжения , используется метод проекций . На графике определяются величины напряжений в различные моменты времени , а затем по ВАХ НР находятся соответствующие значения тока , которые откладываются на плоскости ,. Огибающая этих найденных значений токов дает искомую зависимость . При гармоническом воздействии ток оказывается периодической функцией той же частоты , но другой формы.

 

 

 

 

 

— значение статического сопротивления в данной рабочей точке.

 

— значение дифференциального сопротивления в окрестности рабочей точки.

Тангенс: (отношение длины противоположного углу катета к прилежащему катету)

 

При переходе от одной точки вольтамперной характеристики к соседней статическое и динамическое сопротивления нелинейного элемента меняются.

 

Амплитудное значение — это МАКСИМАЛЬНОЕ мгновенное напряжение переменного тока.

В то время как те 220 вольт — это ДЕЙСТВУЮЩЕЕ значение, то есть напряжение ПОСТОЯННОГО тока, такого, который греет проводник так же, как наш переменный (это — официальное ОПРЕДЕЛЕНИЕ 🙂

Для синусоидального тока действующее и амплитудное значение (как легко показать интегрированием) связано через Корень из 2.

значение = 220*корень(2)=311 вольт

 

Im – максимальное (амплитудное) значение переменного тока;

 

i — мгновенное значение переменного тока;

 

(wt + j) – фаза (величина, стоящая под знаком синуса или косинуса);

 

w

) частота [w] = [1 рад/с]

Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *