191 likes | 578 Views
Связанные контуры часть 1. Слайд 1 из 13. Основы теории цепей. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДОДЕЛАТЬ. Автор Останин Б.П. Конец слайда. План темы. 1. Понятие нелинейной электрической цепи (НЭЦ) 2. Нелинейные элементы 3. Аппроксимация нелинейных элементов 4. Анализ НЭЦ постоянного тока.
E N D
Связанные контуры часть 1. Слайд 1 из 13 Основы теории цепей НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ДОДЕЛАТЬ Автор Останин Б.П. Конец слайда
План темы 1. Понятие нелинейной электрической цепи (НЭЦ) 2. Нелинейные элементы 3. Аппроксимация нелинейных элементов 4. Анализ НЭЦ постоянного тока
Понятие нелинейной электрической цепи Если в электрической цепи имеется хотя бы один нелинейный элемент, то такая цепь будет нелинейной. В нелинейных цепях могут иметь место процессы, которые не наблюдаются в цепях, содержащих только линейные элементы. Например реакция нелинейной цепи на внешнее воздействие может содержать гармонические колебания таких частот, которые отсутствуют во внешнем воздействии. При приложении к нелинейной цепи только постоянных напряжений и токов в ней могут возникать незатухающие колебания. Явления, имеющие место в нелинейных цепях, положены в основу функционирования большинства электронных устройств. Важнейшие процессы в электронике генерирования колебаний, модуляции, детектирования, выпрямления, ограничения, умножения и преобразования частоты многие другие могут быть реализованы только в нелинейных цепях.
U U UA IA 0 0 I I R = const A
U U A A I I U U 0 0 I
Вебер – амперная характеристка нелинейной индуктивности Кулон – вольтная характеристка нелинейной ёмкости q 0 0 I U
А А IПР IПР UОБР 0 UОБР В В 0 D UПР D UПР С С IS IS E E IОБР IОБР
IПР Е = UД О rД I UПР UД ПР=UД0 + rДИФI 0 UД0 UПР Прямое смещение UД О- пороговое напряжение диода У германиевых UД О0,4…0,5 В У кремниевых UД О0,6…0,7 В Котангенс угла наклона прямой АВ к оси абсцисс в соответствующем масштабе равен дифференциальному сопротивлению диода rД. У германиевых rД0,2…0,3 Ом У кремниевых rД0,8 Ом
UОБР EПРОБ IОБР IОБР RОБР RПРОБ IS UОБР Обратное смещение и область пробоя
R1(I) I R2 I U U RЭКВ(I) U UR ЭКВ(I) U(IA) UR1(I) U1(IA) UR2(I) U2(IA) IA I Расчёт нелинейных цепей постоянного тока Метод эквивалентных преобразований Последовательное соединение нелинейного и линейного элементов
I I R2 R1(I) U RЭКВ(U) I2 U I1 I IR ЭКВ(U) IR1(U) I(UA) I1(UA) IR2(U) I2(UA) 0 U UA Параллельное соединение нелинейного и линейного элементов
R2(I) R1(I) I UП U1(I) U2(I) I I UП 0 0 U U UП U1(I) U1(I) U2(I) U2(I) Метод пересечения характеристик
I VD UVD R ЕП UП UR IПР, мА 50 UП = 2,0 В RH = 80 Ом 40 A 30 UП = 4,0 В RH = 80 Ом 20 В 10 0 UПР, В 1,0 2,0 3,0 4,0 Пример 1 Решение 1-го варианта определяется координатами точки А: UД = 1,1 В, UR = UП – UД = 4 – 1,1 = 2,9 В, I = 36 мА. • Варианты заданий. • ЕП = 4 В, R = 80 Ом. • ЕП = 2 В, R = 80 Ом. Решение 2-го вариантаопределяется координатамиточки В: UД = 0,76 В, UR = UП – UД = 2 – 0,76 = 1,24 В, I= 15 мА.
+ RК IК IБ VT RБ UП UВЫХ UВХ IЭ _ Пример2 Определить входное напряжение UВХ, обеспечивающее получение выходного напряжения UВЫХ, равного половине напряжения питания каскада UП. Каскад (смотри схему) построен на транзисторе КТ830А. Параметры схемы: UП =15 В, RК =15 Ом, RБ =50 Ом, h21Э =25.
IБ, мА 25 А 20 15 IK, А 10 UKБ=0 5 IБ=35 мА 1 510 30 мА 0 0,8 UБЭ 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 25 мА 0,68 0,6 20 мА 0,51 0,4 15 мА 10 мА 0,2 IБ=5 мА 0 7,5 10 UKЭ, В 5 UП=15, В Решение Эту задачу можно решить аналитически, используя кусочно-линейную аппроксимацию ВАХ.
Контрольные вопросы 1. Поясните какие элементы называют нелинейными. 2. Начертите пример ВАХ нелинейного резистивного элемента. 3. Поясните понятие «дифференциальное сопротивление». 4. Начертите аппроксимированную двумя линиями ВАХ прямой ветви диода. 5. Поясните, чем реакция нелинейной цепи может отличаться от реакции линейной цепи. 6. Перечислите методы анализа нелинейных цепей. 7. Поясните метод эквивалентного преобразования последовательного соединения с нелинейным элементом. 8. Поясните метод эквивалентного преобразования параллелельного соединения с нелинейным элементом. 9. Поясните метод пересечения характеристик. 10. Поясните аналитический метод .анализа нелинейных цепей.