- •Введение
- •№ 1. Измерение активного сопротивления методом амперметра и вольтметра
- •Цель работы
- •Теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •3. Описание установки и методики эксперимента
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№5. Изучение термоэлектронной эмиссии
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№6. Изучение работы электронного осциллографа и исследование с его помощью периодических и импульсных процессов
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№7. Изучение электронно-дырочного перехода в полупроводниках
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Практические задания
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№8. Исследование последовательных цепей переменного тока
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№9. Определение удельного заряда электрона
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Простейшие методы расчета схем с нелинейными сопротивлениями
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Методика измерения
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№12. Изучение плазменных (газоразрядных) приборов
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки и методики измерений
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
- •№ 13 Сегнетоэлектрики
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки.
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
Простейшие методы расчета схем с нелинейными сопротивлениями
3.1. Расчет электрических схем, содержащих нелинейные сопротивления, значительно сложнее расчета схем с линейными сопротивлениями, так как значение нелинейного сопротивления меняется с изменением проходящего через него тока или приложенного напряжения по закону, определяемому его вольтамперной характеристикой. Без знания этого закона схему с нелинейными сопротивлениями рассчитать невозможно.
В настоящей работе обсуждается расчет электрических схем, основанный на использовании графиков вольтамперных характеристик элементов рассчитываемой цепи. Этот метод принято называть графическим. Он обеспечивает достаточную точность расчета и в тоже время не очень сложен.
Рассмотрим графический метод на примере расчета цепи, питающейся от источника постоянного тока и представляющей собой последовательное соединение линейного и нелинейного сопротивлений (рис. 2). Для этой схемы можно написать следующие уравнения:
,
где – напряжение источника питания, – падение напряжения на линейном сопротивлении, – падение напряжения на нелинейном сопротивлении.
Второе уравнение выражает вольтамперную характеристику нелинейного сопротивления. Совместное решение обоих уравнений определит ток , а, следовательно, и значение падений напряжений на каждом из сопротивлений.
Первое уравнение перепишем следующим образом:
.
Это – уравнение прямой. На рис. 3 оно представляет прямую АБ, которая называется нагрузочной прямой. Изменение значения при фиксированном вращает прямую АБ вокруг точки А. При нагрузочная прямая будет вертикальной, а при – горизонтальной. При изменении значения и постоянном значении наклон прямой остается без изменения и прямая перемещается параллельно самой себе (прямые А"Б" и А"Б" на рис 3). Точка пересечения В нагрузочной прямой с вольтамперной характеристикой называется рабочей точкой. Ее координаты определяют значение тока в цепи и падение напряжения на нелинейном сопротивлении . Падение напряжения на линейном сопротивлении будет равно .
3.2. Если цепь состоит из нескольких нелинейных сопротивлений с различными вольтамперными характеристиками, то их можно привести к одному сопротивлению с соответствующей эквивалентной вольтамперной характеристикой. Это выполняется следующим образом: если два нелинейных сопротивления включены параллельно, то суммарный ток равен сумме токов, протекающих через каждое из сопротивлений, а падение напряжений на обоих сопротивлениях одно и тоже. Эквивалентная вольтамперная характеристика (ВАХ) получается путем сложения ординат ВАХ каждого сопротивления при одном и том же соответствующем напряжении, как это показано на рис. 4a (кривая 3). При последовательном соединении нелинейных сопротивлений через них протекает один и тот же ток, а падения напряжения складываются (рис. 4б, кривая 3).
|
|
|
1.1. Сопротивление вида |
1.2.Сопротивление вида |
|
Рис. 1. Вольтамперные характеристики нелинейных сопротивлений. |
|
|
|
||
Рис. 2. Электрическая цепь постоянного тока с нелинейным элементом. |
|
Рис. 3. Пример графического метода расчета цепи, представленной на рис. 2. |
|
а) для параллельного включения; б) для последовательного включения; Рис. 4. Пример построения эквивалентных вольтамперных характеристик сложной цепи. |