КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. В электрические цепи могут входить элементы, сопротивление которых не является величиной постоянной

В электрические цепи могут входить элементы, сопротивление которых не является величиной постоянной, а зависит от напряжения и силы тока. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) такого элемента имеет нелинейный вид, поэтому элемент называется нелинейным (НЭ). Электрическая цепь, в которую входит хотя бы один нелинейный элемент, называется нелинейной. К нелинейным элементам относятся полупроводниковые приборы, лампы накаливания и др.

На рис.1 приведена ВАХ нелинейного элемента.

Каждой точке ВАХ НЭ соответствует

определенное сопротивление

,

пропорциональное тангенсу угла наклона прямой CN к оси токов. Это сопротивление называется статическим и представляет собой сопротивление элемента постоянному току. Кроме статического сопротивления НЭ для каждой точки характеристики можно определить так называемое дифференциальное сопротивление R _диф, которое равно отношению приращения напряжения DU к приращению тока DI, стремящегося к нулю: ,

т.е. пропорционально тангенсу угла наклона касательной в данной

точке характеристики к оси токов. Дифференциальное сопротивление характеризует НЭ при малых изменениях напряжения и тока. При расчете нелинейной цепи с последовательным соединением линейного и нелинейного элемента часто используют метод нагрузочной характеристики.

Для цепи, показанной на рис. 2, согласно второму закону Кирхгофа можно записать:

,

откуда (1)

При постоянных значениях E и R из (1) следует, что между током I и напряжением на нелинейном элементе U_нэ существует линейная зависимость I=f(U_нэ), которая называется нагрузочной характеристикой.

Нагрузочная характеристика проходит через две точки (рис. 3):

E = U_нэ при I = 0 (обрыв в цепи) и , при U_нэ = 0 (короткое замыкание на нелинейном элементе).