ОТЦ Попов.В.П (554120), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Далее, сумл~ируя ординиты кривых и, бй! и ит ((зх) = = "з (!зх), находил зависилюсть ивх (йвх) на входе рассматриваемого участка цепи. Пусть напряжение на входе цепи изменилось на Лизх, Используя зависимость и (! ), находим приращение тока Лгвх, соотвевитв ющее этом изменению зх ( вх), входного напряжения, и дилее с полющью кривой их (гэх) = иг (гвх) определяем пририщение напряжения на линейном сопротивлении И, Как и для цепи, рассмотренной в примере Б.г, пририщение нипряжения и оказывается значительно меньш им, чем вызвавшее его изменение входного напряжения изх. рис. 5.9, б!. Следует подчеркнуть, что эффект стабилизации напряже- ния в принципе не может иметь места в цепях, составленных из эле- ментов с линейными ВАХ. Преобразования активных нелинейных резистнвных двухполюсников и = и„(() + Е .
(5.3) Из выражения (5.3) следует, что ВАХ рассматриваемого участка цепи может быть получена путем суммирования ординат кривых и, (1) и Е (1), т, е. путем смещения ВАХ и, (1) сопротивления на Е вверх по ординате прн Е ~ 0 (рис. 5.10, б) или вниз — при Е (О и(() пк(() е (О ,(() (1) Е (1) а) 5) б) Рис. 5.10, Схема участка Пепи с последовательно соединенными нелинейным сопротивлением и иглочником постоянной в, д. с. (и), ВАХ нелинейного сопротивления н внешняя характерйстика источника нри Е->О (б) и Е (О (в) (рис. 5.10, в). Из рис.
5.!О, б, в видно, что ВАХ и (() не проходит через начало координат и частично располагается во втором или четвертом квадрантах координатной плоскости и — 1. Аналогична ВАХ активного двухполюсника, представляющего собой параллельное соединение нелинейного сопротивления )с и источника постоянного тока г' (рис. 5.11, а), получается путем смещения ВАХ 1, (и) сопротивления вдоль оси токов на -1-У (рис. 5.11, б, и). Как и в предыдущем случае, ВАХ нелинейного двухполюсника, содержащего источник тока, не проходит через начало координат. Рассмотрим участок цепи с последовательно соединенными нелинейным сопротивлением Я и источником постоянного напряжения Е (рис.
5.10, а). Вольт-амперная характеристика их (() нелинейного сопротивления и внешняя характеристика Е (() идеализированного источника напряжения приведены на рис. 5.10, б, в. Очевидно, что напряжение на входе такого участка цепи прн любом токе равно сумме падения напряжения на сопротивлении н напряжения на зажимах идеализированного источника: 'ис. 5.11. Схема участка цепи с параллельно соеяннеиными нелинейным сопротнвииием н источником постоянного тока (а), ВАХ нелинейного сопротивления и внешняя характеристика источника при Х- )О (б) и ! (О (в) Графические построения можно использовать н при решении об~атной задачи: заменить нелинейный дв."хполюсник, ВАХ которого 1е проходит через начало координат, нелинейным сопротивлением и ,'деализированным источником постоянного тока или напряжения.
° ФФЭЭ пример 5.3. Найдем последовательную и паралгмльную с:семы замещения :сточника энергии (рис. Б.!2, а), внешняя характеристика и (!) которого приедена на рис. б.!2, б (штриховая линия). и и х 5)ск с 5) а) Рис. 5.12. К примеру 5.3 .'..... 'вательная схема эомгщения рассматриваемого двукполюсника .гг, в) содерасит неэовисимый источник постоянного напряжения Е нелинейное сопротивление )(и, ВАХ которого ина (!) (рис, б.!2, б) ,эается иэ условия ина (!)=Š— и (!)=и,— и(!).
(аг (н) =! — ' (и)='в ' (и). 253 Лариллельнал схема эамещения источника энергии содержит неэовисимый , »ючник постоянного токи ! = (к (рис. 5.)2, г) и нелинейное сопротивление ?г, ВАХ которого (рис. б.!2, б) определяетгя иэ соотношения Следует обратить внимание на то, что ниправление токи ни захсимах иктивного двухполнкника (рис. 0.12, а) вабрино противополомнам направлению оюка, принятого для пассивных двухполюсников, поэтому ВАХ данного двухполюсника переместились из второго в первый квадрант координатной плоскости и — с.
Определение рабочих точек нелинейных резистивиых элемеитов Задача анализа пелииейиой цепи постоянного тока обычно сводится к определению р а б о ч и х т о ч е к нелинейных резистивиых элементов, т. е. к определению токов и напряжений иа зажимах этих элементов, соответствующих заданным значениям э.
д. с, независимых источников постоянного напряжения и токов независимых источииков постоянного тока. Эту задачу во многих случаях удобнее решать графически. Рассмотрим простейшую цепь, состоящук> из идсальиого источиика постоянного напряжения Е и нелинейных сопротивлений )с, и )с'е (рис. 5.!3, а), вольт-ампериые характеристики которых приведеиы иа рис. 5.)3, б [кривые г, (ис) и 1, (и,) соответственно!. Для иахождеиия рабочих точек сопротивлений )с> й )се воспользуемся методикой преобразования участка цепи с последовательным соединением иелииейиых элементов. Суммируя абсциссы кривых с',(и,) и св(ие), получаем и) Е 0 0 и! 01- Е и Е) и) Рнс В.!3, Определение рабочих точек нелинейных сопротнеленнй ВАХ участка цепи, представляющего собой последовательное соединение сопротивлений Я> и Яг !кривая 1(и)). Используя эту зависимость, находим постоянный ток 1 , протекающий через данный участок цепи, а следовательно, и через каждое из сопротивлений, если напряжение иа зажимах этого участка цепи равно напряжению независимого источника Е ..
Далее, используя ВАХ 1> (и,) и 1е (иг) каждого из сопротивлений, определяем падения напряжения иа этих сопротивлениях 1)> и У,, вызванное током 1 . Аналогично можно найти рабочие точки произвольного числа последовательно включенных иелииейиых и лииейиых сопротивлений, соответствующие различным зиачеииям з. д. с. независимого источиика постоянного напряжения. В простейшем случае, когда рассматриваемая цепь содержит только два последовательно включенных сопротивления, а э.
д. с. независимого источника имеет одно фиксированное значение Е, для определения рабочих точек сопротивлений можно воспользоваться более простым ~риемом, позволяющим обойтись без построения суммарной ВАХ сочротивлеиий. С этой целью иа оси напряжений (рис. 5.13, в) отклады.ают отрезок, соответствующий заданному значению э. д. с. источника !апряжеиия, и из конца этого отрезка строят зеркальное отображение ЗАХ одного из элементов, иапример сопротивления с(з 1кривая ', (Š— и) иа рис. 5.13, в!. В точке пересечения !', (и) и 1, (Š— — и) 1 Яс Е с!Яг ох Рнс. 5.!4, Определение Рабочей тачки нелинейного сопро- тпзлення с линейной нагрузкой выполняются условия электрического равновесия цепи У, + (/з = Е, следовательно, точка пересечения 1, (и) и ! (Š— и) и есть искомая рабочая точка нелинейных сопротивлеиий )сэ и Яг.
Сопротивление Из, ВАХ которого представляется в виде 1, (Š— и), обычно рассматривается как сопротивлеиие иагрузки нелинейного элемента До а кривая с, (Š— и) называется и а г р у- 1 к зочиой криво.й. Если одно из сопротивлений, иаприер Яэ, является линейным (рис. 5.14, ), то задача определения рабочей точки У е линейной пепи с последовательным ~ сгэи оедииеиием двух сопротивлеиий упро- ается. В этом случае для определения рабочей точки нелинейного сопротивле- Рнс.
5А5. К примеру 5.4 ,~иия Е, необходимо найти точку пересечения ВАХ 1, (и) этого сопротивления с иагрузочиой прямой ~1з (Š— и) = (Š— и)Я„ проведеииой через точку и = Е иа оси иапряжеиий и точку с = Е )Кз иа оси токов (рис. 5.14, б). Аиалогичиым образом находят рабочие точки управляемых нелинейных реп истивиых элементов. ° ФФФФ Пример 5.4. Юпределим ток стока ! и напряхсение сток — исток !У полевого транзисоюра с изолированным затвором, входящего в состав электричекой цепи, схема которой приведена на рис.
5.1б Я -= 2,б кОы, Е„=- 20 В, лчн =- ! В). Выходные ВАХ транзистора приведены на рис, 5.4, а. Рабочая точка транзискшра определяется пересечением ВАХ транзистора, ээответствующей эодинному зничению напряэсения затвор — исток из„=- ! В, э нагрузочкой прямой, проведенной через точки Е = 20 В на оси наарязкения э ! = Е Я = 8 нА но оси токов (см. рис. 5.4, а). Искомые значения така стога и напряэсекия сток — исток ! =- 6,4 нА, У =- 4 В. Используя графический метод, можно убедиться, что когда В,(Х нелинейного резистивного элемента монотонна, при каждом значении напряжения источника питания ВА Х элемента пересекается с нагрузочной прямой только в одной точке, т. е. имеется единственная раба.
чая точка (единственное состояние равновесия). 11емонотонная ВАХ может пересекаться с нагруэочной прямой в нескольких точках (рис. 5.16), и, следовательно, нелинейный резце~~ ный элемент с немонотонной ВАХ может иметь несколько рабочих точек (несколько состояний равновесия)»Е а) б) Е и Рнс. Б.!7. Применение теоремы об эквявалентном источнике к анализу цепи с одним нелинейным элементом Рис. 5.16.
Определение рабочих точек нелинейного сопротивления с немонотонной ВАХ Если в состав сложной цепи, содержащей произвольное количество источников энергии и линейных сопротивлений, входит только один нелинейный элемент, то для определения рабочей точки этого элемента удобно воспользоваться теоремой об эквивалентном источнике. С этой целью нелинейный элемент выделяют из рассматриваемой цепи, а оставшуюся часть цепи представляют в виде линейного автономного двухполюсника АД (рнс. 5.!7, а). Заменяя этот двухполюсник последовательной схемой замещения (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
