Вольтамперной характеристикой

Из вольтамперной характеристики нелинейного сопротивления имеем U 2 = Ы\ — 20 в.

Из точки 0 вольтамперной характеристики проводится прямая под углом а к оси абсцисс. При этом

Половина периода приложенного напряжения делится на шесть частей. Значения напряжения, соответствующие фиксированному времени, сносятся на ось ординат вольтамперной характеристики. Точки а, Ь, с переносятся параллельно прямой 0В на характеристику, а с характеристики — параллельно оси ординат на прямую 0В. Отрезки а'а", b'b" и т. д. делятся осью абсцисс на отрезки, пропорциональные падениям напряжения на сопротивлении R и нелинейном элементе. На 13.17, б, кроме кривой тока, построена кривая падения напряжения на нелинейном элементе.

По заданным уравнениям вольтамперной характеристики вы-

14.7. Принятая идеализация вольтамперной характеристики выпрямителя дает возможность при решении рассматривать цепь 14,7 как линейную с переменным сопротивлением; сопротивление цепи в течение одного полупериода (прямое направление) равно R, а в течение второго полупериода (обратное направление) — бесконечности.

По абсолютной величине ток базы /б всегда значительно меньше тока эмиттера. В этом заключается преимущество схемы ОЭ по сравнению со схемой ОБ, в которой входным является ток эмиттера. При UM = 0 входная характеристика соответствует прямой ветви вольтамперной характеристики эмиттерного л-р-перехода. Однако при UK9 < 0 эта характеристика смещается вправо вниз, потому что появляющийся при ?/кэ < 0 тепловой ток коллектора направлен навстречу току базы /б. Этим объясняется то, что входная характеристика, соответствующая UM = — 5 б ( 3.29), пересекает ось абсцисс при (76э = 0,12 в, когда ток базы /б равен по величине и противоположен по направлению тепловому току коллектора /Kg0. Очевидно,

Автоматизировать процесс снятия внешней вольтамперной характеристики идеального источника ЭДС можно с помощью осциллографа, работающего в режиме характериографа ( 2.2, нижняя часть). В этом случае дополнительный источник синусоидального напряжения обеспечивает протекание различных значений тока через источник идеальной ЭДС, а внешняя характеристика изображается непосредственно на экране. Снимите характеристики всех источников ЭДС нижней схемы 2.2 этим методом и зарисуйте их на экране осциллографа, изображенном в разделе "Результаты экспериментов". С методикой измерения Вы можете ознакомиться по Приложению 1.

В рассмотренных случаях вольтамперная характеристика симметрична относительно начала координат, т. е. при перемене знака напряжения и тока вид зависимости U (/) сохраняется. Примером несимметричной вольтамперной характеристики может служить характеристика полупроводникового вентиля (кривая

^сли подобны кривые и (t) катушки и i (t) конденсатора. Отсюда выте-сает подобие вольтамперной характеристики / (/) катушки (см. 14.3) и ампервольтной характери-тики / (V) конденсатора ( 14.10, в). Следовательно, рассмотренные

Для падающей вольтамперной характеристики нелинейного эл мента /?д < 0. Если R + /?д >• 0, т. е. угол а, образуемый прям< U0 — Ri с осью абсцисс, больше угла J3, образуемого касательш к характеристике в точке 2 (см. 16.1, б), А/ приближается к нул с ростом времени t. Следовательно, точка 2 является точкой устойч вого равновесия.

Анализ вольтамперной характеристики р-п перехода позволяет рассматривать его как нелинейный элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от величины и полярности приложенного напряжения ( 3.8, б). При увеличении прямого напряжения сопротивление р-п перехода уменьшается. С изменением полярности и величины приложенного напряжения сопротивление р-п перехода резко возрастает. Следовательно, прямая (линейная) зависимость между напряжением и током (закон Ома) для р-п переходов не соблюдается. Нелинейные свойства р-п переходов лежат в основе работы полупроводниковых приборов, использующихся для выпрямления переменного тока, преобразования частоты, ограничения амплитуд и т. д.

13.24 м. Цепь содержит в последовательном соединении линейное сопротивление R = 20 ом и нелинейное сопротивление, заданное вольтамперной характеристикой 13.24. Напряжение, приложенное к цепи, и = 120 sin ЗШ.

Рядом с заданной вольтамперной характеристикой строится синусоидальная кривая приложенного напряжения ( 13.17, б). Так как цепь содержит только активное сопротивление, нулевые значения всех напряжений и тока совпадают по времени.

Рядом с заданной вольтамперной характеристикой строится волна перенапряжения u(t). Далее обычным методом строится кривая тока (см. решение задачи 13.17). Отмечая пробивное напряжение, определяем время, соответствующее прохождению тока через разрядник. Для подсчета средней мощности следует участок кривой u(t) в промежутке прохождения тока разделить на 13 частей, тогда средняя мощность

мой /?! до пересечения с вольтамперной характеристикой u23(ii) в точке В и затем из этой точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс, который продолжается до прямой /?4. Тогда отрезок ВС определит «2з. отрезок CD определит иь а отрезок ОС = BF определит ток tj. Если опустить перпендикуляр из точки В на ось ординат, то отрезок BE = GF определит ток г'2, а отрезок ff определит ток i3. Рядом с вольтамперными характеристиками построены временные характеристики величин: и, и2з. «ь Ч. 'а. 'з в тех же мас' штабах.

Так как связь между значениями Вт и Нт в сердечнике определяется динамической кривой намагничивания Bm = f(Hm) (см. § 4-3), то и связь между UK и 1К определяется вольтамперной характеристикой, подобной кривой намагничивания. Это означает, что с увеличением тока /к в обмотке полное сопротивление катушки гк = — уменьшается.

пературный коз»ффициент сопротивления (см. кривую б на 1.9), и из угля, температурный коэффициент сопротивления которого отрицателен (см. кривую в на 1.9). Кривая г на 1.9 является вольтамперной характеристикой бареттера — железной нити, помещенной в сосуд, заполненный водородом. В определенных пределах изменения напряжения (от Ut до С/2) ток не изменяется, что используется для стабилизации тока в цепях. Электрическая дуга имеет падающую вольтамперную характеристику (см. кривую б на рис, 1.10). Еажно отметить, что для падающей характеристики дифференциальное сопротивление R^ = k tg p\ становится отрицательным, тогда как статическое сопротивление /?ст = k tg a1 всегда положительно.

/?в — нелинейно. Вольтамперной характеристикой UB (I) внутреннего сопротивления источника является, очевидно, та же кривая, но ординаты ее должны отсчитываться вниз от горизонтали § = const до внешней характеристики.

4.4, а иллюстрирует также графическое решение задачи определения тока и напряжения цепи при питании нелинейного резистора с вольтамперной характеристикой U1 (/) от источника напряжения с нелинейной внешней характеристикой U2 (/).

В качестве примера рассматривается расчет простой цепи 4.8, состоящей из резистора с нелинейным сопротивлением R (/) с заданной вольтамперной характеристикой, питаемого от источника напряжения с. заданной постоянной э. д. с. S и нелинейной внешней характери-

Для выпрямления, т. е. для получения из переменног тока — постоянного, должны применяться нелинейные резистор с несимметричной вольтамперной характеристикой, имеющие одно

Далее задача устойчивости рассматривается на простом примере цепи 16.1, а с последовательным соединением участков с линейным сопротивлением R, линейной индуктивностью L и нелинейным сопротивлением с падающей вольтамперной характеристикой ( 16.1, б). Такую характеристику имеет, например, электрическая дуга. К цепи приложено постоянное напряжение U0; на 16.1, б нанесена такян прямая 11„ —- Ri, пересекающая характеристику дуги в точках / и 2. Этим двум точкам соответствуют, очевидно, равновесные режимы по