Задача 1.
Два нелинейных резистора (рис.П.1а) включены последовательно. Вольт-амперные
характеристики (ВАХ) показаны на рис.П.1в. Внутреннее сопротивление генератора 
Ом; ЭДС 
изменяется в пределах 0 ¸100 В. Построить зависимость 
.
 |
1. Найдем эквивалентную характеристику
,
(П.1)
т.е., при последовательном соединении характеристики суммируются по оси напряжений. После преобразования схема упрощается (рис.П.1б).
2. Расчетное уравнение сформируем по второму закону Кирхгофа
.
(П.2)
Уравнение (П.2) удобно решить методом пересечений
.
(П.2а)
В правой части уравнения - математическое выражение
внешней характеристики линейного генератора. При изменении и 
характеристика
перемещается параллельно самой себе.
Рабочие точки на эквивалентной характеристике 
определяются пересечением характеристики
и внешней характеристики 
- точки 1, 2, 3, 4, 5 на
рис.П.1в. Зависимость 
показана пунктиром на
рис.П.1в.
Режим ХХ: 
, 
Режим КЗ: 
, 
Решение выполнено при значениях = 20,40,60,80,100 В. Значения
токов короткого замыкания; 
; 2,2;
3,3; 4,4; 5,5 А.
Задача 2.Два нелинейных
резистора (рис.П.2а,б), ВАХ которых приведена на рис.П.2в, включены
параллельно. Сопротивление 
изменяется в
пределах 5¸25 Ом, =
50 В = const. Построить зависимость 
.
Решение
1. Построим эквивалентную характеристику
(П.3)
.
При последовательном соединении,
согласно уравнению (П.1), характеристики суммируются по оси токов.
Результирующая характеристика 
построена на
рис.П.2в. В результате схема упрощается (рис.П.2б).
2. Расчетное уравнение сформируем по второму закону Кирхгофа
.
(П.4)
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||
Внешняя характеристика при 
,
перемещается веером.
Внешние характеристики построены при значениях
, равных 5; 6,25; 8,3; 10; 25
Ом. При этом токи короткого замыкания 
10;
8; 6; 4; 2 А.
Внешние характеристики при значениях 
=5 Ом и 
=6,25 Ом пересекают нелинейную
характеристику дважды. Это означает,
что может быть два режима работы схемы при данных и
.
Внешняя характеристика при значении 
=8,3 Ом имеет три рабочие точки.
Не все рабочие точки устойчивы. Зависимость 
построена
на рис.П.3.
Задача 3. Опорный диод Д подключен параллельно нагрузке 
12,5 кОм для обеспечения на
нагрузке стабильного напряжения. Сопротивление 
1200
Ом. ВАХ 
приведена на рис.П.4б.
Рассчитать коэффициент стабилизации 
графически и
аналитически, если 
11,25 В изменяется в
пределах 
20%.
Коэффициент стабилизации определяют как отношение следующих величин
.
1. Рассчитаем графо-аналитическим
методом. Систему расчетных уравнений сформируем по законам Кирхгофа
,
(П.5)
,
(П.6)
,
(П.7)
. (П.8)
Рассчитаем суммарную ВАХ параллельной части схемы
.
Построим линейную характеристику 
. При значении тока 
1мА напряжение
В.
Далее, решим уравнение (П.7) методом пересечений (П.8)
для трех значений 
9; 11,25; 13,5 В,
где 
-20%=9
В; -10%=13,5
В.
Для построения внешней характеристики генератора 
рассчитаем токи короткого
замыкания 
. Токи соответственно равны:
17,5 мА; 9,375 мА; 11,25 мА. В номинальном режиме 11,25
В, напряжение на нагрузке (т.А на характеристике 
) 
7,3
В.
При напряжении 13,5; 
=7 В (т.В).
При напряжении 9; = 7,6 В (т.С).
13,5 – 9 =
4,5 В; 
7,6 –7 = 0,6
В.
Коэффициент стабилизации равен
, или в процентном отношении
100% = 40%; 
100%=8,57%.
При изменении входного напряжения на 40% выходное изменяется на 8,57%.
2. Расчет коэффициента стабилизации по линейной схеме замещения аналитически.
Заменим характеристику стабилитрона в области стабилизации прямой линией. Уравнение этой линии
, где 
6,8 В (см.рис.П.4),
194 Ом.
Линейная схема замещения схемы стабилизации показана на рис. П.5.
В кратких пояснениях лабораторной работы N 23 показано, что коэффициент стабилизации рассчитывается по формуле
.
Подставим данные, получим
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.