Задачи › Вольт-амперная характеристика, нелинейные элементы

Цепочка с нелинейным элементом

  1. Цепочка с нелинейным элементом

    ВсОШ 1998/99, 11 кл.
    7/10

    Бесконечная цепочка составлена из одинаковых нелинейных элементов \(Z\) и резисторов с сопротивлением \(R = 4\) Ом (рис. 54.11).

    Рисунок

    Вольт-амперная характеристика цепочки, измеренная между входными клеммами \(a\) и \(b\), изображена на рис. 55.11.

    Рисунок

    Определите графическим построением вольт-амперную характеристику нелинейного элемента \(Z\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    Вольт-амперная характеристика элемента \(Z\) построена на рис. 180 (в решении): это ломаная с точкой излома \(U = U_0 - 1\text{ В} = 1{,}25\) В, \(I = I_0 = 0{,}25\) А.

    Решение

    Заменим бесконечную цепочку эквивалентной схемой, содержащей первое звено и нелинейный элемент \(X\) (см. рис. 178). Вольт-амперная характеристика этого элемента совпадает с ВАХ бесконечной цепочки, заданной в условии.

    Рисунок

    Построим на графике, заданном в условии задачи, вольт-амперную характеристику резистора \(R\) (прямая, проходящая через точку \(U = 0\), \(I = 0\)) (см. рис. 179). На этом же графике построим сумму ВАХ резистора \(R\) и нелинейного элемента \(X\). Обозначим эту характеристику через \(R + X\).

    Рисунок

    Выберем теперь некоторое напряжение \(U_X\) на входе цепочки. Определим по ВАХ элемента \(X\) силу тока \(I\), соответствующую выбранному напряжению. Такая же сила тока будет протекать через элемент \(Z\) и через параллельно включенные \(R\) и \(X\). Определим по графику напряжение \(U_{R+X}\), а затем напряжение на элементе \(Z\), равное \(U_Z = U_X - U_{R+X}\).

    Таким образом, задавая различные напряжения \(U_X\), можно определить силу тока \(I_Z = I\) и напряжение \(U_Z\) на нелинейном элементе \(Z\). Это позволяет построить его вольт-амперную характеристику (рис. 180).

    Рисунок

    Точка излома ВАХ есть \[U = U_0 - 1\text{ В} = 1{,}25\text{ В},\quad I = I_0 = 0{,}25\text{ А}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи