Теоретические основы электротехники. Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Графоаналитический метод расчета неразветвленных нелинейных электрических цепей постоянного тока Алгоритм расчета

Графоаналитический метод расчета неразветвленных нелинейных электрических цепей постоянного тока

Алгоритм расчета

сначала в

общей системе координат (как правило, по оси абсцисс откладываются значения напряжений, по оси ординат – значения тока цепи) строятся ВАХ (если они изначально не были заданы графически) всех нелинейных элементов – графические зависимости общего аргумента (в данном случае – функции) – тока неразветвленной цепи:

 

 

Слайд 4

на основе второго правила Кирхгофа строится результирующая зависимость: (результирующая зависимость строится

на основе второго правила Кирхгофа строится результирующая зависимость:

 

(результирующая зависимость строится графически

путем сложения абсцисс точек ВАХ нелинейных резистивных элементов, соответствующих одинаковым ординатам, т.е. фиксированным значениям тока контура);

 

Слайд 5

(точка пересечения перпендикуляра с результирующей ВАХ называется рабочей точкой; таким образом,

(точка пересечения перпендикуляра с результирующей ВАХ называется рабочей точкой; таким образом,

рабочей точкой нелинейного элемента называются значения постоянных напряжения и тока, изображаемых в виде точки на его вольт-амперной характеристике; в общем случае рабочей точкой называется рабочий режим элемента электрической цепи, характеризуемый определенными величинами напряжения и тока);

из точки пересечения отрезка прямой, перпендикулярного оси абсцисс, с результирующей ВАХ ортогонально оси ординат строится еще один отрезок прямой, который пересекает ось ординат (токов) в точке, соответствующей искомому току в неразветвленной цепи при действии в ней источника постоянного напряжения (при этом отрезок прямой пересекает ВАХ включенных в цепь нелинейных резистивных элементов в точках, которые также называются рабочими)

Слайд 6

Рисунок 1 – Графический метод расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи постоянного

Рисунок 1 – Графический метод расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи постоянного

тока при последовательном соединении нелинейных элементов:

а) схема замещения цепи;

б) ВАХ нелинейных элементов

Слайд 7

Метод пересечения характеристик Алгоритм расчета

Метод пересечения характеристик

Алгоритм расчета

 

Слайд 8

Рисунок 2 – Графический метод пересечения характеристик расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи постоянного тока

Рисунок 2 – Графический метод пересечения характеристик расчета неразветвленной нелинейной электрической

цепи постоянного тока
Слайд 9

Метод нагрузочной характеристики (метод эквивалентного генератора) Алгоритм расчета ордината точки пересечения

Метод нагрузочной характеристики
(метод эквивалентного генератора)

Алгоритм расчета

 

 

 

ордината точки пересечения ВАХ нелинейного элемента

и нагрузочной прямой (рабочей точки) определяет искомый ток через нелинейный элемент
Слайд 10

Рисунок 3 – Иллюстрация графического метода расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи

Рисунок 3 – Иллюстрация графического метода расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи

с одним нелинейным элементом методом нагрузочной характеристики:
а) схема замещения цепи; б) ВАХ элементов цепи
Слайд 11

Графоаналитический метод расчета разветвленных нелинейных электрических цепей постоянного тока с параллельным

Графоаналитический метод расчета разветвленных нелинейных электрических цепей постоянного тока с параллельным

соединением нелинейных элементов

Алгоритм расчета

сначала в общей системе координат (как правило, по оси абсцисс откладываются значения напряжений, по оси ординат – значения тока цепи) строятся ВАХ (если они изначально не были заданы графически) всех нелинейных элементов – графические зависимости общего аргумента – разности потенциалов на концах параллельного участка цепи:

 

 

Слайд 12

на основе первого правила Кирхгофа строится результирующая зависимость: (результирующая зависимость строится

на основе первого правила Кирхгофа строится результирующая зависимость:

 

(результирующая зависимость строится графически

путем сложения ординат точек ВАХ нелинейных резистивных элементов, соответствующих одинаковым абсциссам, т.е. фиксированным значениям напряжения на параллельном участке цепи);

из точки на оси абсцисс (оси напряжений), соответствующей численному значению напряжения (ЭДС), генерируемого источником, строится перпендикулярный оси абсцисс отрезок прямой, пересекающий все построенные ранее ВАХ в рабочих точках (см. выше);
путем опускания перпендикуляров из рабочих точек на ось ординат (ось токов) находятся все токи, протекающие по цепи, – общий ток (ток, протекающий до разветвления цепи) и токи в ветвях цепи

Слайд 13

Рисунок 4 – Графический метод расчета разветвленной нелинейной электрической цепи постоянного

Рисунок 4 – Графический метод расчета разветвленной нелинейной электрической цепи постоянного

тока при параллельном соединении нелинейных элементов:
а) схема замещения цепи;
б) ВАХ элементов цепи
Слайд 14

Метод Ньютона – Рафсона Итерационная формула (уравнение Ньютона – Рафсона) Достоинства

Метод Ньютона – Рафсона

Итерационная формула (уравнение Ньютона – Рафсона)

 

 

Достоинства итерационного метода

Ньютона – Рафсона: простота и быстрая сходимость

Недостатки итерационного метода Ньютона – Рафсона:

 

 

Слайд 15

Пример расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи методом Ньютона – Рафсона

Пример расчета неразветвленной нелинейной электрической цепи методом Ньютона – Рафсона