नॉनलाइनर इलेक्ट्रिकल सर्किट्स

इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील नॉन-लिनियर घटकांचा उद्देश

व्ही इलेक्ट्रिकल सर्किट्स निष्क्रिय घटक समाविष्ट असू शकतात, विद्युत प्रतिकार जे मूलत: विद्युत् प्रवाह किंवा तणावावर अवलंबून असते, परिणामी विद्युत् प्रवाह थेट व्होल्टेजच्या प्रमाणात नसतो. असे घटक आणि ते ज्या इलेक्ट्रिक सर्किटमध्ये प्रवेश करतात त्यांना नॉन-रेखीय घटक म्हणतात.

रेखीय सर्किट्स (व्होल्टेज किंवा वर्तमान स्थिरीकरण, डीसी प्रवर्धन इ.) मध्ये नॉनलाइनर घटक इलेक्ट्रिकल सर्किट्सला अप्राप्य गुणधर्म देतात. ते अनियंत्रित आणि नियंत्रित आहेत... पहिले — द्विध्रुवीय — त्यांच्यावर नियंत्रण घटक (सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स आणि डायोड्स) च्या प्रभावाशिवाय कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे, आणि दुसरे — मल्टीपोलर — वापरले जाते जेव्हा नियंत्रण घटक त्यांच्यावर कार्य करतात (ट्रान्झिस्टर आणि थायरिस्टर्स).

नॉनलाइनर घटकांची वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये

नॉनलाइनर घटकांचे विद्युत गुणधर्म म्हणजे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये I (U) प्रायोगिकरित्या प्राप्त केलेले आलेख जे व्होल्टेजवर करंटचे अवलंबित्व दर्शवितात, ज्यासाठी अंदाजे, गणनेसाठी काहीवेळा अनुभवजन्य सूत्र तयार केले जाते.

अनियंत्रित नॉनलाइनर एलिमेंट्समध्ये एकल करंट-व्होल्टेज वैशिष्ट्य असते आणि नियंत्रित नॉनलाइनर एलिमेंट्समध्ये अशा वैशिष्ट्यांचे एक कुटुंब असते ज्यांचे पॅरामीटर हे कंट्रोलिंग फॅक्टर असते.

रेखीय घटकांमध्ये स्थिर विद्युत प्रतिकार असतो, म्हणून त्यांचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य मूळमधून जाणारी एक सरळ रेषा आहे (चित्र 1, अ).

नॉनलाइनरच्या वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांचा आकार भिन्न असतो आणि समन्वय अक्षांच्या संदर्भात सममितीय आणि असममित मध्ये विभागले जातात (चित्र 1, b, c).

तांदूळ. 1. निष्क्रिय घटकांची वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये: a — रेखीय, b — नॉनलाइनर सिमेट्रिक, c — नॉनलाइनर असममित

तांदूळ. 2. वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांच्या विभागांमधील नॉन-रेखीय घटकांच्या स्थिर ते विभेदक प्रतिरोधनाचे निर्धारण करण्यासाठी आलेख: a — वाढणे, b — घसरण

सममितीय वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांसह नॉन-रेखीय घटकांसाठी किंवा सममितीय घटकांसाठी, व्होल्टेजच्या दिशेने बदल केल्याने वर्तमान मूल्यात बदल होत नाही (चित्र 1, ब), आणि असममित व्होल्टेज नसलेल्या रेखीय घटकांसाठी -वर्तमान वैशिष्ट्य, किंवा असममित घटकांसाठी, विरुद्ध दिशेने निर्देशित केलेल्या व्होल्टेजच्या एक आणि समान निरपेक्ष मूल्यासह, प्रवाह भिन्न आहेत (चित्र 1, c). म्हणून, DC आणि AC सर्किट्समध्ये नॉनलाइनर सिमेट्रिकल एलिमेंट्सचा वापर केला जातो आणि नियमानुसार, AC सर्किटमध्ये AC चे DC करंटमध्ये रूपांतर करण्यासाठी नॉनलाइनर असंतुलित घटक वापरले जातात.

नॉनलाइनर घटकांची वैशिष्ट्ये

प्रत्येक नॉन-रेखीय घटकासाठी, वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्याच्या दिलेल्या बिंदूशी संबंधित स्थिर प्रतिकार ओळखला जातो, उदाहरणार्थ बिंदू A:

Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα

आणि विभेदक प्रतिकार ज्यासाठी आहे. समान बिंदू A सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो:

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

जेथे mi, mi, sir — अनुक्रमे व्होल्टेज, प्रवाह आणि प्रतिकारांचे प्रमाण.

स्टॅटिक रेझिस्टन्स हे स्थिर वर्तमान मोडमधील नॉन-रेखीय घटकाचे गुणधर्म आणि विभेदक प्रतिकार - स्थिर स्थितीच्या मूल्यापासून विद्युत् प्रवाहाच्या लहान विचलनासाठी वैशिष्ट्यीकृत करते. एका बिंदूतून जाताना आणि वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य दुसर्‍या बिंदूकडे जाताना दोन्ही बदलतात, पहिला नेहमी सकारात्मक असतो आणि दुसरा व्हेरिएबल: वैशिष्ट्याच्या वाढत्या विभागात, वर्तमान-व्होल्टेज सकारात्मक असते आणि पडत्या विभागात ते ऋण असते.

अरेखीय घटक देखील परस्पर मूल्यांद्वारे दर्शविले जातात: स्थिर चालकता जीएसटी आणि विभेदक चालकता जीडिफरंट किंवा डायमेंशनलेस पॅरामीटर्स —

सापेक्ष प्रतिकार:

Kr = — (Rdfference/Rst)

किंवा सापेक्ष चालकता:

किलो = — (Gdfference / Gst)

रेखीय घटकांमध्ये Kr आणि किलोग्राम हे पॅरामीटर्स एकसारखे असतात आणि नॉन-रेखीय घटकांसाठी ते त्यापेक्षा वेगळे असतात आणि जितके जास्त ते एकापेक्षा वेगळे असतील तितकी इलेक्ट्रिकल सर्किटची नॉनलाइनरिटी प्रकट होते.

नॉन-लिनियर इलेक्ट्रिक सर्किट्सची गणना

नॉनलाइनर इलेक्ट्रिकल सर्किट्सची गणना ग्राफिक आणि विश्लेषणाच्या आधारावर केली जाते किर्चहॉफचे कायदे आणि अल्टरनेटिंग करंटला डायरेक्ट करंटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी अल्टरनेटिंग करंट सर्किट्सच्या वैयक्तिक घटकांची व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ट्ये.

Iz (U1) आणि Iz (U2) वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांसह दोन मालिका-कनेक्ट नॉनलाइनर प्रतिरोधक R1 आणि R2 सह इलेक्ट्रिक सर्किटची ग्राफिकली गणना करताना, संपूर्ण सर्किट Iz (U) चे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य तयार करा, जेथे U = U1 + U2, समान ऑर्डिनेटसह नॉनलाइनर रेझिस्टर्सच्या वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांच्या बिंदूंच्या ऍब्सिसासची बेरीज करून त्यातील बिंदूंचे ऍब्सिसस आढळतात (चित्र 3, a, b).

तांदूळ. 3. नॉन-लीनियर इलेक्ट्रिकल सर्किट्सची आकृती आणि वैशिष्ट्ये: a — नॉन-लिनियर रेझिस्टर्सच्या सीरिज कनेक्शनचे सर्किट, b — व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ठ्ये वैयक्तिक घटक आणि सिरीज सर्किट, c — नॉन-लिनियर रेझिस्टर्सच्या समांतर कनेक्शनची योजना, d - वैयक्तिक घटकांची व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ट्ये आणि समांतर सर्किट.

या वक्र उपस्थितीमुळे विद्युत् U ला वर्तमान Az तसेच रोधकांच्या टर्मिनल्सवर U1 आणि U2 व्होल्टेज शोधता येते.

त्याच प्रकारे, समांतर जोडलेल्या दोन प्रतिरोधकांसह इलेक्ट्रिक सर्किटची गणना केली जाते. R1 आणि R2 वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांसह I1 (U) आणि Az2 (U), ज्यासाठी संपूर्ण सर्किट Az(U) चे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य तयार केले गेले होते, जेथे Az = I1+I2, ज्यावर, दिलेल्या व्होल्टेजचा वापर करून U, प्रवाह शोधा Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).

नॉन-रेखीय इलेक्ट्रिक सर्किट्सची गणना करण्यासाठी विश्लेषणात्मक पद्धत संबंधित गणितीय कार्यांच्या समीकरणांद्वारे नॉन-रेखीय घटकांच्या व्होल्टेज वैशिष्ट्यांच्या सादरीकरणावर आधारित आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक सर्किट्ससाठी आवश्यक राज्य समीकरणे काढणे शक्य होते. .अशा नॉनलाइनर समीकरणांच्या निराकरणामुळे बर्‍याचदा महत्त्वपूर्ण अडचणी उद्भवतात, जेव्हा नॉनलाइनर घटकांच्या वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांचे ऑपरेटिंग विभाग सरळ केले जाऊ शकतात तेव्हा नॉनलाइनर सर्किट्सची गणना करण्यासाठी विश्लेषणात्मक पद्धत सोयीस्कर असते. हे आपल्याला सर्किटच्या विद्युतीय स्थितीचे रेखीय समीकरणांद्वारे वर्णन करण्यास अनुमती देते ज्यामुळे त्यांचे निराकरण करण्यात अडचणी निर्माण होत नाहीत.

इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगची मूलभूत तत्त्वे:

संभाव्य फरक, इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स आणि व्होल्टेजवर

द्रव आणि वायूंमध्ये विद्युत प्रवाह

तारांचा विद्युत प्रतिकार

चुंबकत्व आणि विद्युत चुंबकत्व

चुंबकीय क्षेत्र, सोलेनोइड्स आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स बद्दल

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रेरण

सेल्फ इंडक्शन आणि म्युच्युअल इंडक्शन

इलेक्ट्रिक फील्ड, इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंडक्शन, कॅपेसिटन्स आणि कॅपेसिटर

अल्टरनेटिंग करंट म्हणजे काय आणि ते डायरेक्ट करंटपेक्षा कसे वेगळे आहे