Параметри елементів нелінійного ланцюга

 

№ вар.	НЕ (стабілітрон)	R 1 [Ом]	R 2 [Ом]	E [В]		№ вар.	НЕ (стабілітрон)	R1 [Ом]	R2 [Ом]	E [В]
	Д814А					Д817Б
	Д814Б					Д817В
	Д814В					Д817Г
	Д814Г					КС433А
	Д814Д					КС439А
	КС133А					КС447А
	КС139А					КС456А
	КС147А					КС468А
	КС156А					КС482
	КС168А					КС510А
	Д816А					КС512А
	Д816Б					КС515А
	Д816В					КС518А
	Д816Г					КС522А
	Д816Д					КС620А
	Д817А					КС650А

Примітка: параметри стабілітронів можна знайти в довіднику «Справочник по полупроводниковым приборам». Лавриненко В.Ю. – К.: Техніка, 1980 на с. 129.. 133 або у інших довідниках.

ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Побудова графіка ВАХ НЕ

 

Графіки ВАХ стабілітронів можна знайти в деяких довідниках. Якщо в довіднику немає графіка ВАХ заданого стабілітрона, її можна побудувати, використовуючи параметри стабілітрона, які наведені у довідниках.

Для побудови графіка треба знати такі параметри стабілітрона:

Ø напругу стабілізації U _ст ;

Ø диференційний опір r _ст;

Ø мінімальний струм стабілізації I _{ст. min};

Ø максимальний струм стабілізації I _{ст. mах};

На рис. 1 наведено графік ВАХ стабілітрона, побудований з використанням його основних параметрів.

 

Рис. 1

 

Нахил зворотної гілки ВАХ стабілітрона визначається його диференційним опором r _ст :

Δ U = r _ст (I _{ст. mах} - I _{ст. min})

Оскільки ВАХ стабілітрона є несиметричною, графік його ВАХ буде залежати від полярності включення стабілітрона відносно джерела живлення.

Якщо як НЕ використовується послідовне з’єднання двох стабілітронів, графіком ВАХ НЕ буде графік сумарної ВАХ послідовно з’єднаних стабілітронів з урахуванням їх зустрічного включення.

Надалі, приклад виконання розрахунково-графічної роботи будемо розглядати, використовуючи нелінійний елемент, ВАХ якого наведена на рис. 2.

Рис. 2

 

Схема електричного ланцюга, на якій вказано параметри елементів, наведена на рис. 3.

Рис.3

 

Кусочно-лінійна апроксимація ВАХ не та його дискретно-лінійна схема заміщення

Апроксимуємо ВАХ НЕ трьома лінійними ділянками (рис.4).

 

Рис.4

 

Зафіксуємо координати початкової і кінцевої точки кожної лінійної ділянки (табл. 1). Кожній лінійній ділянці поставимо у відповідність гілку електричного кола, складену з лінійних елементів. Якщо ці гілки за допомогою ключів почергово вмикати в електричне коло замість НЕ у відповідності з табл. 1 можна здійснювати розрахунок нелінійного ланцюга використовуючи методи розрахунку лінійних ланцюгів. При цьому похибка розрахунків буде визначатися точністю апроксимації ВАХ НЕ. Дискретно-лінійна схема заміщення НЕ наведена на рис. 5.

Опори резисторів r ₁, r ₂, r ₃ дорівнюють диференційному опору відповідної лінійної ділянки (табл. 2).

 

 

Рис. 5

 

Таблиця 1

	Напруга, [В]	Струм, [мA]
ключі	min	max	min	max
S 1	- ∞	U 12 = -5	- ∞	I 12 = - 10
S 2	U 12 = - 5	U 23 = 5	I 12 = -10	I 23 = 10
S 3	U 23 = 5	∞	I 23 = 10	∞

Таблиця 2

Опір	r 1	r 2	r 3
Значення [Ом]

 

3. Побудова сумарної ВАХ для нелінійного ланцюга

 

Будуємо в одній системі координат ВАХ НЕ та резисторів R ₁ та R ₂. Потім будуємо сумарну ВАХ НЕ та R ₂ (ВАХ R ₂||HE), які з’єднані паралельно, шляхом додавання струмів при фіксованих значеннях напруги.

Після цього будуємо сумарну ВАХ електричного ланцюга, шляхом додавання напруг резистора R ₁ та ділянки R ₂||HE при фіксованих значеннях струму.

Графічні побудови наведено на рис. 6.

Рис.6

4. Визначення режиму роботи елементів нелінійного ланцюга при заданій напрузі джерела живлення Е = 20 B.

По заданій напрузі джерела живлення Е =20 B визначаємо робочу точку О₁ на сумарній ВАХ. Ця точка визначає струм джерела живлення I ₁, а отже і струм резистора R ₁.

Точка перетину (О₅) струму I ₁ з ВАХ резистора R ₁ визначає напругу на цьому резисторі U ₁.

Точка перетину (О₂) струму I₁ з характеристикою ділянки R ₂ || HE визначає напругу U ₂ на резисторі R ₂ та НЕ.

У точках перетину напруги U ₂ з характеристиками HE (О₃) та R₂ (О₄) знаходимо відповідно струми через ці елементи. Чисельні значення цих струмів та напруг зведені до табл.3.

Таблиця 3

	R 1	R 2	НЕ
U [B]	U 1 = 5,25	U 2 =14,75	U HE =14,75
I [mA]	I 1 =20,68	I 2 =7,3	I HE =13,38

 

Перевірка одержаних результатів здійснюється з використанням законів Ома та Кірхгофа:

I ₁ = I ₂ + I _HE = 7,3 + 13,38 = 20,68 мA;

Е = U ₁ + U ₂ = 5,25 + 14,75 = 20 B;

U ₂ = U _HE = 14,75 B.