Снятие вольт-амперных характеристик нелинейных элементов и проверка опытным расчетом нелинейных цепей

Лабораторная работа №1

Цель работы: исследование нелинейных цепей при различных способах соединения элементов.

Таблица 1.1

Приборы и оборудование

Принципиальные схемы лабораторных установок:

Рис. 1.1.

(1-ый вариант)

Рис. 1.2.

(2-ой вариант)

Таблица 1.2

Таблица результатов

Рис. 1.3. ВАХ резистора и лампы

Таблица 1.3

Таблица измерений

Рис. 1.4. ВАХ последовательного соединения

Таблица 1.4

Общие результаты

Рис. 1.5. ВАХ параллельного соединения

Вывод: исследовали нелинейные цепи соединенные различным способом. Наглядно убедились в пригодности графического способа для нахождения общих ВАХ.

Ответы на контрольные вопросы

1. Какие цепи называются нелинейными?

Электрические цепи, сопротивление элементов которых зависит от вольт-амперной характеристики, называются нелинейными.

2. Какие элементы относятся к симметричным элементам, а какие к не симметричным?

Симметричный элемент – это элемент электрической цепи, обладающий вольт-амперной характеристикой, у которой знак функции изменяется при изменении знака функции аргумента, а модуль функции сохраняется.

Несимметричный элемент – это элемент электрической цепи, обладающий вольт-амперной характеристикой, у которой при изменении знака аргумента функции либо меняется модуль функции, либо не изменяется знак функции.

3. В чем отличие инерционных элементов от безынерционных?

Инерционный элемент – это элемент электрической цепи, нелинейность которого не проявляется при быстрых изменениях тока и напряжения, и их зависимости для мгновенных значений линейны (лампа накаливания).

Безынерционный элемент – это элемент электрической цепи, нелинейность которого проявляется в отношении мгновенных значений тока и напряжения (диод, транзистор).

Отличие заключается в скорости реагирования на изменение тока и напряжения.

4. Как рассчитать статическое и динамическое сопротивления нелинейных элементов?

Статическим сопротивлением называют отношение напряжения к соответствующему току:

где масштаб сопротивления, масштаб напряжения, масштаб тока, угол между лучом, проведенным из начала координат в данную точку ВАХ и осью токов.

Динамическим сопротивление называется предел отношения приращения напряжения к приращению тока:

где это угол между касательной, проведенной в данной точке и осью токов.

5. В каком случае дифференциальное и динамическое сопротивления равны между собой?

Так как дифференциальное сопротивление определяется из статических характеристик, а динамические характеристики совпадают со статическими только при медленном изменении напряжения и тока, следовательно дифференциальное и динамическое сопротивления равны при достаточно медленном изменении напряжения и тока.