Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 [ 205 ] 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

era характеристики можно задать уравнениями для входа щ (tu, 4) II il ( 2. h), для выхода 2 ( 1. i) и (Hi, h), для напряжений и, (к, к) и 2 (il, Ч), ДЛЯ токов Jl ( 1, Ыг) и ig ( 1, ы,)-

Здесь в скобках первая величина является аргументом, а вторая - параметром. Выбор той или иной пары уравнений и аргументов и параметров обусловлен удобством решения поставленных конкретных задач.

Теория нелинейных четырехполюсников получила наиболее широкое развитие в связи с применением транзисторов, представляющих наиболее общий случай нелинейного резистивного четырехполюсника. В качестве характеристик такого четырехполюсника обычно применяются зависимости напряжений от токов для входа и выхода, причем в качестве параметра для характеристик входа принимается напряжение на выходе и^, а для характеристик выхода - ток на входе ii.

Такие характеристики

UiUi{!\, U2) и uuik, h) (22-3)

называются смешанными. При помощи этих характеристик могут быть легко найдены рабочие точки на нелинейных характеристиках в любых схемах включения четырехполюсников и определены параметры их линейных схем замещения (см. гл. 9) при работе вблизи рабочей точки.

Рассмотрим наиболее общий случай включения нелинейного резистивного четырехполюсника (рис. 22-4, б), когда его первичная и вторичная цепи подключены к активным нелинейным двухполюсникам с нелинейными характеристиками tj (Mi) и ц (щ). При этом характеристики входа и выхода четырехполюсника заданы семействами вольт-амперных характеристик при значениях параметров н^, и Щ для входа и i* , if* и if) для выхода.

Характеристики входа и выхода удобно построить в первом и третьем квадрантах, как показано на рис. 22-5. Четырехполюсник, ко вторичным зажимам которого подключен двухполюсник Щ (ii), можно со стороны первичных зажимов рассматривать как некоторый двухполюсник, характеристику которого щ (ij) получим простым построением.

Для этой цели, начертив в первом квадранте характеристику двухполюсника {щ), представляющую собой нагрузочную характеристику выхода четырехполюсника /, найдем токи пересечения /, 2, 3 этой характеристики с соответствующими характери-стиками'четырехполюсника для i(), if) и i[K По этим точкам па оси ij находим токи i*>, if* и ifK По найденным токам во втором Квадранте построим вспомогательную характеристику 4 {h) (кривая ).

По значениям параметра (и и', и н^) по характеристикам / и определим соответствующие значения i°, i* и и для них на Входных характеристиках (ij, щ) найдем точки а, b в с. Соединив



эти точки, получим входную характеристику / четырехполк-ника, ко вторичным зажимам которого подключен двухпол! ник г'з (Нз)-

Таким образом, четырехполюсник с подсоединенным ко в ричным зажимам двухполюсником эквивалентен двухполюснн с характеристикой /. Рабочую точку Р определим как точ пересечения характеристики tl {и^) (кривая IV) двухполюснгг подсоединенного к первичным зажимам четырехполюсника, и дв\ полюсника с характеристикой /.


Зная рабочую точку, можно определить дифференциальные параметры линеаризованного четырехполюсника в этой точке, составить эквивалентную схему для переменной составляющей п решать линейную задачу для малых отклонений от рабочей точки так, как это сделано в гл. 9. При этом на характеристиках рис. 22-Ь процесс изображается некоторой замкнутой кривой или участком прямой, расположенной вблизи точки Р, подобно тому как это показано на рис. 22-2.

Изменяя параметры двухполюсников, подключенных к нелинейному четырехполюснику, можно изменять положение рабочей точки Р на характеристике четырехполюсника и таким образом управлять параметрами эквивалентной линейной цепи, преобр-зующей переменный сигнал, как, например, в различного ро- электронных усилителях переменного тока,



22-3, Явления в нелинейных цепях переменного тока

Относительно редки случаи, когда нелинейность не приводит существенно новым явлениям, отсутствующим в линейных цепях, и только усложняет расчет цепи. В большинстве электротех-jjqecKHX устройств с нелинейными элементами не только возникают явления, принципиально не осуществимые в линейных цепях, но на нелинейности цепи основывается принцип действия устройства.

Такие явления, как выпрямление и стабилизация напряжения, умножение и деление частоты, усиление мощности, преобразование различных сигналов, получение модулированных колебаний различной формы, скачкообразное изменение тока при плавном изменении напряжения питания (релейный эффект), основаны на принципиально нелинейных эффектах.

В нелинейных цепях, питаемых только от источников с синусоидальными э. д. с. или токами одной частоты, возникают токи различных частот. Из спектра частот тока можно выделить постоянную составляющую и использовать ее в качестве источника постоянного тока. На этом принципе основано устройство в ы-прямителей. Из спектра частот тока могут быть выделены те или иные высшие гармоники и использованы в качестве источников более высоких частот. Это является основой построения умножителей частоты. Нелинейность характеристики цепи может обеспечить неизменность величины напряжения основной гармоники в одном из участков цепи при значительных изменениях напряжения источника, т. е. дает возможность получить стабилизаторы напряжения.

Еще большие возможности открываются применением нелинейных элементов в цепях, питаемых от источников питания различных частот. Применение источников постоянного тока наряду с источниками переменного синусоидального тока дает возможность управлять переменным током, воздействовать на его величину. В нелинейных цепях можно получить переменный ток значительной мощности за счет энергии источников постоянного тока и, наоборот, получить мощный сигнал постоянного тока за счет энергии переменного тока. Это является основой построения различных усилителей сигналов.

Включение нескольких источников синзсоидальных напряжений различных частот в нелинейную цепь приводит к появлению Роме гармонических составляющих токов кал<дой из этих частот Че ряда боковых частот, т. е. к получению модулированных колебаний.

В цепях с нелинейными элементами получают самые различ- № переходные процессы, которые применяются для формирова-ник импульсов в устройствах автоматики и радиотех-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 [ 205 ] 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов