Читать онлайн «Анализ режимов нелинейных электрических цепей при постоянных токах: Методические указания и консультации»

Министерство образования Российской Федерации ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра теоретической и общей электротехники Ж. Г. Пискунова Ю. А. Дормидонов МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНСУЛЬТАЦИИ По теме: «Анализ режимов нелинейных электрических цепей при постоянных токах» Оренбург 2000 4  ББК 31. 21 П 34 УДК 621. 318 (075) Введение Параметры электрической цепи почти всегда в какой-то мере зависят от тока и напряжения. Сопротивление R меняется с изменением тока хотя бы потому, что с изменением тока в проводниках изменяется их температура. Емкость конден- сатора может зависеть от напряжения, если диэлектрическая проницаемость вещества диэлектрика в конденсаторе зависит от напряженности электрическо- го поля. Индуктивность катушки зависит от тока, если магнитная проницае- мость вещества сердечника катушки зависит от напряженности магнитного по- ля. В общем случае зависимости параметров R, L, C от значений токов, напряже- ний или их направлений приводят к тому, что характеристики элементов элек- трической цепи оказываются нелинейными (криволинейны). Зависимость напряжения на элементах электрической цепи от тока в нем на- зывают вольт-амперной характеристикой. Зависимость заряда конденсатора от приложенного к нему напряжения назы- вают кулон-вольтной характеристикой. Зависимость потокосцепления элемента или участка электрической цепи от тока в ней называют вебер-амперной характеристикой. Во многих случаях эти зависимости выражены весьма слабо, ими можно пре- небречь и полагать параметры цепи не зависящими ни от тока, ни от напряже- ния. В этих случаях, как известно, характеристики элементов электрической цепи определяются на диаграммах прямыми линиями, элементы называют ли- нейными, а цепи содержащие линейные элементы – линейными электрическими цепями. Когда параметры элементов электрической цепи существенно зависят от то- ка или напряжения и соответственно характеристики этих элементов имеют на диаграммах криволинейный характер, такие элементы называют нелинейны- ми. Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то она является нелинейной электрической цепью. Изучение нелинейных электрических цепей (и нелинейных магнитных) имеет большое практическое значение в связи с широким использованием особых свойств таких цепей в современных электротехнических устройствах, особенно 5 в устройствах автоматического управления и регулирования, в электроизмери- тельной технике, в радиотехнике и так далее. Явления в нелинейных цепях более сложны, чем в линейных, а поэтому более сложны и методы анализа явлений в нелинейных цепях. 1 Основные теоретические сведения 1. 1 Основные определения Нелинейные электрические и магнитные цепи – это цепи, содержащие хотя бы один нелинейный элемент, то есть элемент, параметры которого - со- противление R , индуктивность L , взаимная индуктивность M , емкость C , магнитное сопротивление Rµ зависят от значений или направлений тока, напряжения, потока, заряда на этом элементе цепи.