19. Расчёт нелинейной цепи методом эквивалентного генератора.
Расчёт нелинейной цепи методом эквивалентного генератора применяется в случае, когда в цепи имеется только один НЭ. Для этого нужно всю цепь представить в виде активного двухполюсника.
Представив
схему в виде суммы двух составляющих,
заметим, что в первой из них ток равен
нулю (при любом сопротивлении НЭ, т.к.
UНЭ
= 0), а во второй ток будет таким же, как
и в исходной схеме. Для нахождения ЕГ,
исключают НЭ и находят напряжение на
его зажимах. Для нахождения RГ
вместо источников напряжения делают
КЗ, вместо источников тока делают ХХ, и
рассчитывают сопротивление. Далее
составляют ВАХ RГ
и находят решение так же, как и для цепи
с одним нелинейным элементом.Пример:
I1
=
;
Uxx
= Eг
= I1R2
– I0R4.
Rг
=
.
24. Расчет однополупериодного выпрямителя
Однополупериодный
выпрямитель . Когда на диод со вторичной
обмотки трансформатора поступает
напряжение положительной полярности
("+" приложен к аноду диода), диод
открывается, и через нагрузку протекает
ток, определяемый напряжением на обмотке
и сопротивлением нагрузки. Падение
напряжения на кремниевом диоде (около
1 В) обычно мало по сравнению с питающим.
Напряжение на выходе выпрямителя имеет
вид однополярных импульсов, форма
которых практически повторяет форму
положительной полуволны переменного
напряжения.
U2 - Напряжение на вторичной обмотке трансформатора
Uн – Напряжение на нагрузке.
Uн0 – Напряжение на нагрузке при отсутствии конденсатора.
Среднее значение выпрямленного напряжения равно:
откуда действующее напряжение вторичной обмотки:
Среднее значение выпрямленного тока:
Действующее значение тока нагрузки:
Мощность, на которую должна быть рассчитана вторичная обмотка трансформатора:
Габаритная мощность трансформатора (без учета КПД.) равна полусумме мощностей, выделяемых первичной и вторичными обмотками:
Как видно из формулы (6), габаритная мощность трансформатора должна быть в 3,1 раза больше полезной мощности, отдаваемой в нагрузку, т.е. трансформатор используется всего на 30%.
Коэффициент пульсаций р (отношение амплитуды первой гармоники к выпрямленному напряжению):
Недостатки однополупериодного выпрямителя:
- большой коэффициент пульсаций;
- малые значения выпрямленного тока и напряжения;
- низкий КПД, т.к. ток нагрузки имеет постоянную составляющую, которая вызывает подмагничивание сердечника трансформатора и уменьшение его магнитной проницаемости.
25.Феррорезонанс напряжений и токов
В цепях переменного тока, содержащих элементы с нелинейной индуктивностью и линейной емкостью, так же как и в линейных цепях с этими элементами, могут быть резонансные явления. Однако в линейных цепях при неизменной частоте напряжения источника питания резонансные явления, как отмечалось ранее, достигаются непосредственным изменением индуктивности или емкости. В цепях же с нелинейной индуктивностью и емкостью резонансные явления могут наступить при изменении силы тока в цепях или приложенного напряжения. Объясняется это зависимостью нелинейной индуктивности от изменения тока или напряжения, что влияет на резонансную частоту цепей, которая может достигать частоты вынужденных колебаний источника питании.
При последовательном соединении катушки с ферромагнитным сердечником и конденсатора наблюдается феррорезонанс напряжений. Если ток в цепи синусоидален и потери в стали равны нулю, то напряжение на катушке Ut пропорционально магнитному потоку Фт, вольт-амперная характеристика.
Цепи, содержащие катушки с ферромагнитными сердечниками и линейные конденсаторы, широко применяются для стабилизации напряжения. Принцип стабилизации напряжения состоит в том, что н области магнитного насыщения сердечника напряжение на катушке UL мало изменяется при изменениях напряжения £/.» на входе цепи. Напряжение на катушке является выходным стабилизированным напряжением UL"Ueux – Стабилизаторы, работающие по такому принципу, называются ферро-резокансными стабилизаторами напряжения.
Недостатками феррорезонансных стабилизаторов являются зависимость их работы от частоты питающей сети, а также отклонение выходного напряжения от синусоидального.