Нелинейные элементы и построение их ВАХ

1.

ВПТ
Тема: Нелинейные элементы
и построение их ВАХ
Разработала Утишева Н.В.

2.

ВАХ
Вольт-амперная характеристика – это зависимость тока
от напряжения, приложенного к элементу.
ВАХ линейного элемента – прямая
линия (1), проходящая через начало
координат, точку 0 (рис. 1)
I
(1)
(2)
0
I f (U )
U
Элемент электрической цепи, сопротивление, которого зависит от величины и направления тока в нем или от
напряжения на его зажимах, называется нелинейным. ВАХ таких элементов нелинейна кривая (2)
Рисунок 1. Виды ВАХ
1 – линейная ВАХ; 2 – нелинейная ВАХ.

3.

Симметричные ВАХ нелинейных элементов (НЭ)
I
I
I
0
U
0
U
0
U
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 2
Рисунок 2 – Лампа накаливания с металлической нитью
Рисунок 3 – Бареттер
Рисунок 4 – Лампа накаливания с угольной нитью
Бареттер по внешнему виду напоминает лампу накаливания. В стеклянном
баллоне, заполненном водородом, помещается стальная нить. Бареттер включают последовательно в ту цепь, в которой надо поддержать ток постоянным. Его
Условное обозначение на электрических схемах:

4.

Несимметричные ВАХ (НЭ)
I
I
0
U
Рисунок 5
Рисунок 5 – Электронный диод
Рисунок 6 – Полупроводниковый диод
0
Рисунок 6
U

5.

Несимметричные ВАХ (НЭ)
I
I
0
Рисунок 7
U
0
Рисунок 8
Рисунок 7 – Электрическая дуга с разнородными электродами
Рисунок 8 – Германиевый динистр
U

6.

Классификация НЭ
От способности
рассеивать или
накапливать
электроэнергию
Резистивные
Емкостные
Индуктивные
От отсутствия или
наличия управляющего
тока или напряжения
В зависимости от вида
ВАХ
Неуправляемые
С
симметричной
ВАХ
Управляемые
С не
симметричной
ВАХ

7.

Графо-аналитический метод нелинейных цепей переменного тока
при последовательном соединении НЭ
I1 (А)
U1
НЭ1
U сети
I
U2
6
НЭ2
НЭ1
5
НЭобщ
4
НЭ2
Рис. 8. Последовательное
соединение двух НЭ
3
2
1
0
U 1 ( В)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112131415
Рис. 9. Построение суммарной ВАХ нелинейной
цепи при последовательном соединении НЭ
I1 (А)
1
2
3
4
5
U1 (В)
1
2
3
3
3
U2 (В)
2
4
6
8
10
Uобщ (В)
3
6
9
11
13

8.

Графо-аналитический метод нелинейных цепей переменного тока
при параллельном соединении НЭ
I1 ( А)
I общ
НЭобщ
12
НЭ2
НЭ1
U сети
I1
11
10
9
I2
8
НЭ1
7
6
НЭ2
5
4
Рис. 10. Параллельное
соединение двух НЭ
3
2
1
0
U 1 ( В)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415
Рис. 11. Построение суммарной ВАХ нелинейной
цепи при параллельном соединении НЭ
U (В)
2
4
6
8
10
I1 (А)
1
2
4
5
7
I2 (А)
2
3
3
5
5
Iобщ (А)
3
5
7
10
12

9.

Графо-аналитический метод нелинейных цепей переменного тока
при смешанном соединении НЭ
I1
I (А)
НЭ1
НЭобщ .
U сети
15
НЭ2
НЭ1
14
I2
13
I3
12
11
НЭ3
НЭ3
10
9
8
Рис. 10. Схема смешанного
включения НЭ.
7
6
НЭ2
5
4
Рис.11. Построение суммарной ВАХ
нелинейной цепи при смешанном
соединении НЭ
3
2
1
0
U (В)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112131415
U2=U3 (В)
3
5
6
7
8
I1=Iобщ (А)
3
6
9
12
15
I2 (А)
1
2
3
4
5
I3 (А)
2
4
6
8
10
U1 (В)
2
2
3
3
4
Uобщ (В)
5
7
9
10
12