Построение вольтамперных характеристик (ВАХ) нелинейных элементов. Схема замещения электрической цепи, страница 2

4.2.3.  По данным опыта построить в той же системе координат ВАХ для двух нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 соединённых последовательно.

4.2.4.  Построить в той же системе координат ВАХ для нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 соединённых последовательно, графически на основе построенных ВАХ для каждого нелинейного элементаНЭ1, НЭ2.

4.2.5.  Рассчитать статическое сопротивление последовательно соединённых нелинейных элементов НЭ1, НЭ2.

4.3. Параллельное соединение нелинейных элементов НЭ1, НЭ2. Измерение тока.

4.3.1.  Собрать электрическую цепь и показать её преподавателю для проверки. Участок электрической цепи (рис.3) подключить к зажимам 1, 2 электрической цепи (рис.1) при отключенном регуляторе напряжения от сети.

Затем аналогично п. 4.2.2.-4.2.5. выполнить измерение тока, построение ВАХ  в той же системе координат нелинейных элементов НЭ1, НЭ2, соединённых параллельно, расчёт статического сопротивления. Результаты измерений и расчёта записать в табл.4.

Таблица 4

4.4. Сравнивая ВАХ, построенных для последовательно и параллельно соединённых нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 на основе опытных данных и графически на основе отдельных ВАХ для НЭ1, НЭ2, сделать вывод.

5.  СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

5.1.  Цель работы.

5.2. Приборы и оборудование.

5.3. Выполнение рабочего задания.

5.3.1.Наименование задания.

5.3.2.Схема измерений.

5.3.3.Схема замещения электрической цепи.

5.3.4.Таблица результатов измерений и вычислений.

5.3.5.Основные расчётные формулы, векторные диаграммы.

5.3.6.ВАХ нелинейных элементов НЭ1, НЭ2, ВАХ при последовательном и параллельном их соединении на основе опыта и графически.

5.4.Выводы по работе.

6.  контрольные вопросы

6.1  Какие резисторы считают линейными и нелинейными?

6.2  Как графически рассчитать цепь при последовательном соединении резисторов?

6.3  Как графически рассчитать цепь при параллельном соединении линейных резисторов?

6.4  Что такое статическое сопротивление?

7.  рекомендуемая литература

7.1  Евдокимов Ф.Е. "Теоретические основы электротехники", М. "Высшая школа", 1975.

приложение 1

Теоретические сведения

Электрические цепи, в которых сопротивления участков являются функциями тока или напряжения, называются нелинейными. Для расчёта нелинейной цепи должны быть заданы для всех сопротивлений зависимости I(U). График, выражающий зависимость тока от напряжения I(U), называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Для линейных элементов цепи, сопротивление которых не зависит от тока и напряжения, этот график имеет вид прямой, проходящей через начало координат (1).

Рис.1

Для нелинейных элементов этот график выражается кривой линией (2). Аналинтический расчёт нелинейных цепей сложен, поэтому нелинейные цепи часто рассчитываются графическим методом. Рссмотрим, как определяются токи и напряжения на отдельных участках электрической цепи при последовательном соединении двух нелинейных элементов.

Рис.2

Выбрав одинаковый масштаб, построим в общей системе координат ВАХ каждого элемента цепи.

По ВАХ I1(U), I2(U) построим общую ВАХ I(U). Для этого, выбрав произвольное значение тока I, найдём точки A’ и A’’ на ВАХ I1(U) и I2(U), координаты которых выражают ток I, и сложим абциссы этих точек, поскольку при последовательном соединении напряжения на отдельных элементах складываются, таким образом мы получим точку А.

Рис.3

Задаваясь другии значениями тока I’, I’’, … найдём точки В, С, и т.д., через которые проходит общая ВАХ. При параллельном соединении двух нелинейных элементов ток в каждом элементе при заданном напряжении на зажимах сети U можно найти по ВАХ элементов.

Рис.4

Рис.5

Результирующую ВАХ получаем суммированием ординат I1 и I2 при одинаковых напряжениях, для чего проводим прямые, параллельные оси ординат и складываем токи при одинаковых напряжениях I=I1+I2.

приложение 2

задание для домашней подготовки к работе

Ознакомиться по учебнику, конспекту с материалом о расчёте нелинейных цепей.

Внимательно ознакомиться с описанием соответствующей лабораторной работы и установить: в чем состоит основная цель и задача этой работы.

Подготовить в рабочей тетради соответствующие схемы, таблицы наблюдения и расчетные формулы.

Сделать предварительный домашний расчет, если требуется в задании.

Устно ответить на контрольные вопросы.

Подготовить лист отчета, в котором записать:

а) цель работы;

б) основные расчетные формулы.

Начертить:

а) таблицу приборов и оборудования;

б) схему электрической цепи, схему замещения.

в) таблицы результатов и вычислений.

Заполнить основной штамп работы.