الدوائر الكهربائية غير الخطية
الغرض من العناصر غير الخطية في الدوائر الكهربائية
الخامس الدوائر الكهربائية قد تشمل عناصر سلبية ، المقاومة الكهربائية الذي يعتمد بشكل أساسي على التيار أو الإجهاد ، مما يؤدي إلى أن التيار لا يتناسب طرديًا مع الجهد. تسمى هذه العناصر والدوائر الكهربائية التي تدخل فيها العناصر غير الخطية.
تعطي العناصر غير الخطية خصائص الدوائر الكهربائية التي لا يمكن تحقيقها في الدوائر الخطية (استقرار الجهد أو التيار ، تضخيم التيار المستمر ، إلخ). لا يمكن السيطرة عليها والتحكم فيها ... الأول - ثنائي القطب - مصمم للعمل دون تأثير عامل التحكم عليها (ترمستورات أشباه الموصلات والصمامات الثنائية) ، والثاني - متعدد الأقطاب - يستخدم عندما يعمل عليها عامل تحكم (ترانزستورات والثايرستور).
خصائص الجهد الحالي للعناصر غير الخطية
الخصائص الكهربائية للعناصر غير الخطية هي خصائص الجهد الحالي I (U) الرسوم البيانية التي تم الحصول عليها تجريبيًا والتي توضح اعتماد التيار على الجهد ، والتي يتم في بعض الأحيان وضع صيغة تجريبية تقريبية ومريحة لحسابها.
العناصر غير الخطية غير الخاضعة للرقابة لها خاصية واحدة للجهد الحالي ، والعناصر غير الخطية الخاضعة للرقابة لها عائلة من هذه الخصائص التي تكون معاملتها هي العامل المسيطر.
تتمتع العناصر الخطية بمقاومة كهربائية ثابتة ، لذا فإن خاصية جهدها الحالي هي خط مستقيم يمر عبر الأصل (الشكل 1 ، أ).
خصائص التيار والجهد اللاخطي لها شكل مختلف وتنقسم إلى متماثل وغير متماثل فيما يتعلق بمحاور الإحداثيات (الشكل 1 ، ب ، ج).
أرز. 1. خصائص الجهد الحالي للعناصر السلبية: أ - خطي ، ب - متماثل غير خطي ، ج - غير متماثل غير خطي
أرز. 2. الرسوم البيانية لتحديد المقاومة الساكنة للتفاضلية للعناصر غير الخطية في أقسام خصائص الجهد الحالي: أ - الارتفاع ، ب - السقوط
بالنسبة للعناصر غير الخطية ذات خاصية الجهد المتماثل أو العناصر المتماثلة ، فإن التغيير في اتجاه الجهد لا يسبب تغييرًا في القيمة الحالية (الشكل 1 ، ب) ، وللعناصر غير الخطية ذات الجهد غير المتماثل - خاصية التيار ، أو للعناصر غير المتماثلة ، مع نفس القيمة المطلقة للجهد الموجه في اتجاهين متعاكسين ، تختلف التيارات (الشكل 1 ، ج). لذلك ، يتم استخدام العناصر المتماثلة غير الخطية في دارات التيار المستمر والتيار المتناوب ، والعناصر غير المتوازنة غير الخطية ، كقاعدة عامة ، في دوائر التيار المتردد لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.
خصائص العناصر غير الخطية
لكل عنصر غير خطي ، يتم تمييز المقاومة الساكنة المقابلة لنقطة معينة من خاصية الجهد الحالي ، على سبيل المثال النقطة أ:
Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα
والمقاومة التفاضلية التي هي ل. يتم تحديد نفس النقطة أ بالمعادلة:
Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = السيد tgβ ،
حيث مي ، مي ، سيدي - مقياس الفولتية والتيارات والمقاومات على التوالي.
تميز المقاومة الساكنة خصائص العنصر غير الخطي في الوضع الحالي الثابت ، والمقاومة التفاضلية - للانحرافات الصغيرة للتيار عن قيمة الحالة المستقرة. يتغير كلاهما عند الانتقال من نقطة وخاصية الجهد الحالي إلى أخرى ، حيث يكون الأول موجبًا دائمًا والمتغير الثاني: في القسم الصاعد للخاصية ، يكون الجهد الحالي موجبًا ، وفي القسم الساقط يكون سالبًا.
تتميز العناصر غير الخطية أيضًا بقيم متبادلة: الموصلية الثابتة Gst والتوصيل التفاضلي G معلمات مختلفة أو بلا أبعاد -
المقاومة النسبية:
Kr = - (Rdifference / Rst)
أو الموصلية النسبية:
كجم = - (Gdifference / Gst)
العناصر الخطية لها معلمات Kr و Kilogram تساوي واحدًا ، وبالنسبة للعناصر غير الخطية فإنها تختلف عنها ، وكلما زاد اختلافها عن أحدهما ، كلما تجلت اللاخطية في الدائرة الكهربائية.
حساب الدوائر الكهربائية غير الخطية
يتم حساب الدوائر الكهربائية غير الخطية بيانياً وتحليلياً على أساس قوانين كيرشوف وخصائص فولت أمبير للعناصر الفردية لدوائر التيار المتردد لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر.
عند حساب دائرة كهربائية بيانيًا بمقاومتين غير خطيتين متصلتين بالسلسلة R1 و R2 بخصائص الجهد الحالي Iz (U1) و Iz (U2) ، قم ببناء خاصية الجهد الحالي للدائرة بأكملها Iz (U) ، حيث U = U1 + U2 ، تم العثور على الخطوط العريضة لنقاطها من خلال جمع الخطوط العريضة لنقاط خصائص الجهد الحالي للمقاومات غير الخطية بإحداثيات متساوية (الشكل 3 ، أ ، ب).
أرز. 3. مخططات وخصائص الدوائر الكهربائية غير الخطية: أ - دارة التوصيل المتسلسل للمقاومات غير الخطية ، ب - خصائص فولت أمبير للعناصر الفردية ودائرة السلسلة ، ج - مخطط التوصيل المتوازي للمقاومات غير الخطية ، د - خصائص فولت أمبير للعناصر الفردية والدائرة المتوازية.
يسمح وجود هذا المنحنى للجهد U بالعثور على Az الحالي وكذلك الجهد U1 و U2 عند أطراف المقاومات.
بنفس الطريقة ، يتم حساب الدائرة الكهربائية بمقاومين متصلين بشكل متوازٍ. R1 و R2 بخصائص الجهد الحالي I1 (U) و Az2 (U) ، حيث تم بناء خاصية الجهد الحالي للدائرة بأكملها Az (U) ، حيث Az = I1 + I2 ، والتي ، باستخدام جهد معين U ، أوجد التيارات Az، I1، I2 (oriz. 3، c، d).
تعتمد الطريقة التحليلية لحساب الدوائر الكهربائية غير الخطية على عرض خصائص الجهد للعناصر غير الخطية من خلال معادلات الوظائف الرياضية المقابلة ، مما يجعل من الممكن وضع معادلات الحالة الضرورية للدوائر الكهربائية .نظرًا لأن حل هذه المعادلات غير الخطية غالبًا ما يسبب صعوبات كبيرة ، فإن الطريقة التحليلية لحساب الدوائر غير الخطية تكون مناسبة عندما يمكن تقويم أقسام التشغيل لخصائص الجهد الحالي للعناصر غير الخطية. يتيح لك هذا وصف الحالة الكهربائية للدائرة بواسطة معادلات خطية لا تخلق صعوبات في حلها.
أساسيات الهندسة الكهربائية:
على فرق الجهد ، القوة الدافعة الكهربائية والجهد
التيار الكهربائي في السوائل والغازات
حول المجال المغناطيسي والملفات اللولبية والمغناطيسات الكهربائية
الاستقراء الذاتي والاستقراء المتبادل
المجال الكهربائي ، الحث الكهروستاتيكي ، السعة والمكثفات
ما هو التيار المتردد وكيف يختلف عن التيار المباشر
