नॉनलाइनियर इलेक्ट्रिकल सर्किट

विद्युत परिपथों में गैर-रैखिक तत्वों का उद्देश्य

वी इलेक्ट्रिक सर्किट्स निष्क्रिय तत्व शामिल हो सकते हैं, विद्युतीय प्रतिरोध जो अनिवार्य रूप से करंट या तनाव पर निर्भर करता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट सीधे वोल्टेज के समानुपाती नहीं होता है। ऐसे तत्व और वे विद्युत परिपथ जिनमें वे प्रवेश करते हैं, अरैखिक तत्व कहलाते हैं।

अरैखिक तत्व विद्युत परिपथ के गुण देते हैं जो रैखिक परिपथों (वोल्टेज या करंट स्थिरीकरण, डीसी प्रवर्धन, आदि) में अप्राप्य होते हैं। वे बेकाबू और नियंत्रित हैं... पहला - द्विध्रुवी - उन पर एक नियंत्रण कारक (सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स और डायोड) के प्रभाव के बिना काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और दूसरा - बहुध्रुवीय - का उपयोग तब किया जाता है जब एक नियंत्रण कारक उन पर कार्य करता है (ट्रांजिस्टर) और थायरिस्टर्स)।

गैर-रैखिक तत्वों की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ

गैर-रैखिक तत्वों के विद्युत गुण वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ I (U) प्रायोगिक रूप से प्राप्त ग्राफ़ हैं जो वोल्टेज पर वर्तमान की निर्भरता दिखाते हैं, जिसके लिए एक अनुमानित, गणना के लिए सुविधाजनक अनुभवजन्य सूत्र कभी-कभी बनाया जाता है।

अनियंत्रित गैर-रैखिक तत्वों में एक एकल वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती है, और नियंत्रित गैर-रैखिक तत्वों में ऐसी विशेषताओं का एक परिवार होता है जिसका पैरामीटर नियंत्रण कारक होता है।

रैखिक तत्वों में निरंतर विद्युत प्रतिरोध होता है, इसलिए उनकी वर्तमान-वोल्टेज विशेषता उत्पत्ति (छवि 1, ए) के माध्यम से गुजरने वाली सीधी रेखा होती है।

नॉनलाइनियर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं का एक अलग आकार होता है और समन्वय अक्षों (छवि 1, बी, सी) के संबंध में सममित और असममित में विभाजित होते हैं।

चावल। 1. निष्क्रिय तत्वों की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ: ए - रैखिक, बी - नॉनलाइनियर सममित, सी - नॉनलाइनियर असममित

चावल। 2. वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के वर्गों में गैर-रैखिक तत्वों के अंतर प्रतिरोध के स्थिर निर्धारण के लिए रेखांकन: ए - बढ़ती, बी - गिरने वाली

गैर-रैखिक तत्वों के लिए एक सममित वर्तमान-वोल्टेज विशेषता या सममित तत्वों के लिए, वोल्टेज दिशा में परिवर्तन वर्तमान मूल्य (छवि 1, बी) में परिवर्तन का कारण नहीं बनता है, और असममित वोल्टेज वाले गैर-रैखिक तत्वों के लिए -वर्तमान विशेषता, या असममित तत्वों के लिए, विपरीत दिशाओं में निर्देशित वोल्टेज के एक और समान निरपेक्ष मान के साथ, धाराएं भिन्न होती हैं (चित्र 1, सी)। इसलिए, गैर-रैखिक सममित तत्वों का उपयोग डीसी और एसी सर्किट में किया जाता है, और गैर-रैखिक असंतुलित तत्व, एक नियम के रूप में, एसी सर्किट में एसी को डीसी करंट में बदलने के लिए उपयोग किया जाता है।

अरेखीय तत्वों के लक्षण

प्रत्येक गैर-रैखिक तत्व के लिए, वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के दिए गए बिंदु के अनुरूप एक स्थिर प्रतिरोध प्रतिष्ठित है, उदाहरण के लिए बिंदु A:

Rst = U / I = muOB / miBA = श्री tgα

और अंतर प्रतिरोध जिसके लिए है। वही बिंदु A सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = mr tgβ,

जहां एमआई, एमआई, सर - क्रमशः वोल्टेज, धाराओं और प्रतिरोधों का पैमाना।

स्थैतिक प्रतिरोध निरंतर वर्तमान मोड में एक गैर-रैखिक तत्व के गुणों की विशेषता है, और अंतर प्रतिरोध - स्थिर राज्य मान से वर्तमान के छोटे विचलन के लिए। दोनों एक बिंदु से गुजरते समय बदलते हैं और वर्तमान-वोल्टेज की विशेषता दूसरे में होती है, पहला हमेशा सकारात्मक और दूसरा चर होता है: विशेषता के बढ़ते खंड में, वर्तमान-वोल्टेज सकारात्मक होता है, और गिरने वाले खंड में यह नकारात्मक होता है।

गैर-रैखिक तत्वों को भी पारस्परिक मूल्यों की विशेषता है: स्थैतिक चालकता Gst और अंतर चालकता Gभिन्न या आयाम रहित पैरामीटर -

सापेक्ष प्रतिरोध:

क्र = — (अंतर/रुपये)

या सापेक्ष चालकता:

किग्रा = — (अंतर/जीएसटी)

रैखिक तत्वों में Kr और किलोग्राम के पैरामीटर एक के बराबर होते हैं, और गैर-रैखिक तत्वों के लिए वे इससे भिन्न होते हैं, और जितना अधिक वे एक से भिन्न होते हैं, उतना ही विद्युत परिपथ की अशुद्धता प्रकट होती है।

गैर-रेखीय विद्युत परिपथों की गणना

अरेखीय विद्युत परिपथों की गणना रेखांकन और विश्लेषणात्मक रूप से की जाती है किरचॉफ के नियम और प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए प्रत्यावर्ती धारा परिपथों के अलग-अलग तत्वों की वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएँ।

धारा-वोल्टेज विशेषताओं Iz (U1) और Iz (U2) के साथ दो श्रृंखला-जुड़े अरैखिक प्रतिरोधों R1 और R2 के साथ एक विद्युत परिपथ की ग्राफिक रूप से गणना करते समय, संपूर्ण सर्किट Iz (U) की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का निर्माण करें, जहां U = U1 + यू 2, जिन बिंदुओं के भुज समान निर्देशांक (चित्र 3, ए, बी) के साथ गैर-रैखिक प्रतिरोधों की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के बिंदुओं के भुज को योग करके पाए जाते हैं।

चावल। 3. गैर-रैखिक विद्युत परिपथों के आरेख और विशेषताएं: ए - गैर-रैखिक प्रतिरोधों के श्रृंखला कनेक्शन का सर्किट, बी - व्यक्तिगत तत्वों और श्रृंखला सर्किट की वोल्ट-एम्पीयर विशेषताओं, सी - गैर-रैखिक प्रतिरोधों के समानांतर कनेक्शन की योजना, डी - व्यक्तिगत तत्वों और समानांतर सर्किट की वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएँ।

इस वक्र की उपस्थिति वोल्टेज यू को प्रतिरोधों के टर्मिनलों पर वर्तमान एज़ के साथ-साथ वोल्टेज यू1 और यू2 को खोजने की अनुमति देती है।

उसी तरह, समानांतर में जुड़े दो प्रतिरोधों वाले विद्युत परिपथ की गणना की जाती है। करंट-वोल्टेज विशेषताओं I1 (U) और Az2 (U) के साथ R1 और R2, जिसके लिए पूरे सर्किट Az(U) की करंट-वोल्टेज विशेषता का निर्माण किया गया था, जहाँ Az = I1+I2, जिस पर, किसी दिए गए वोल्टेज का उपयोग करके U, धाराओं Az , I1, I2 (मूल 3, सी, डी) खोजें।

गैर-रैखिक विद्युत परिपथों की गणना के लिए विश्लेषणात्मक विधि गैर-रैखिक तत्वों की वोल्टेज विशेषताओं की प्रस्तुति पर आधारित गणितीय कार्यों के समीकरणों के माध्यम से होती है, जो विद्युत परिपथों के लिए राज्य के आवश्यक समीकरणों को तैयार करना संभव बनाती है। .चूंकि इस तरह के गैर-रैखिक समीकरणों का समाधान अक्सर महत्वपूर्ण कठिनाइयों का कारण बनता है, गैर-रैखिक सर्किटों की गणना के लिए विश्लेषणात्मक विधि सुविधाजनक होती है जब गैर-रेखीय तत्वों के वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के ऑपरेटिंग अनुभागों को सीधा किया जा सकता है। यह आपको सर्किट की विद्युत स्थिति को रैखिक समीकरणों द्वारा वर्णित करने की अनुमति देता है जो उन्हें हल करने में कठिनाइयों का निर्माण नहीं करते हैं।

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