Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока

Построить входную вольтамперную характеристику схемы (рис.1.8) Определить токи во всех ветвях схемы и напряжения на отдельных элементах, используя полученные вольтамперные характеристики.

Использовать вольтамперные характеристики элементов "а" и "б" (рис 1.9).

рис 1.8	Дано: Определить: U=200 В. R3=32 Ом. нэ1=а нэ2=б I1, I2, I3, U1, U2, U3.
рис 1.9

Расчет цепи производим графическим методом. Для этого в обшей системе координат строим вольтамперные характеристики (ВАХ) линейного и нелинейных элементов: I₁=f (U₁), I₂=f (U₂), I₃=f (U₃) (рис 1.10).

рис 1.10

ВАХ линейного элемента строим по уравнению . Она представляет собой прямую, проходящую через начало координат.д.ля определения координаты второй точки ВАХ линейного элемента задаемся произвольным значением напряжения. Например, U_R=160В, тогда соответствующее значение тока А. Соединив полученную точку с началом координат, получим ВАХ линейного элемента.

Далее строится общую ВАХ цепи с учетом схемы соединения элементов. В нашей цепи соединение элементов смешанное. Поэтому графически "сворачиваем" цепь. Начнем с элемента I₁=f (U₁) (нэ1), он подсоединен параллельно цепи и его ВАХ будет таким же, как и при дано. Далее делаем характеристики линейного элемента I₃=f (U₃) и нелинейного элемента (нэ2) I₂=f (U₂), которые соединены между собой последовательно. Строим для них общую ВАХ. В данном случае задаемся током и складываем напряжения. Проделываем это многократно. По полученным точкам строим общую ВАХ цепи I₂₃=f (U₂₃). Затем строим ВАХ нелинейного элемента I₁=f (U₁) и I₂₃=f (U₂₃), они подсоединены в цепи параллельно, значит, их ток будет равен сумме токов I₁=f (U₁) и I₂₃=f (U₂₃), значит складываем на графике их общий ток I=f (U).

Дальнейший расчет цепи производим по полученным графикам.

Чтобы найти токи и напряжение на всех элементах цепи поступим так: по оси напряжение находим напряжение равное 200 В (точка а). Из этой точки восстанавливаем перпендикуляр до пересечения I₁=f (U₁), получаем точку "в". Из точки "в" опустим перпендикуляр на ось тока и получим точку "о", и получим ток (нэ1). I_нэ1=5,2А. Так же восстановим перпендикуляр из точки "а" до пересечение I₂₃=f (U₂₃) и опустим его на ось тока, получим ток во второй ветви I_{3, не2}=I₃=I_не2=3А. Отрезке "нд" пересекает ВАХ I₃=f (U₃) и I₂=f (U₂) в точках "з" и "г", опустим там перпендикуляры мы получим напряжение на элементах R₃ (U₃=95В) и (нэ2) (U_нэ2=105В).

Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока: однофазных, трехфазных. Исследование переходных процессов в электрических цепях