నాన్ లీనియర్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లు

ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లలో నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క ప్రయోజనం

వి విద్యుత్ వలయాలు నిష్క్రియ అంశాలను కలిగి ఉండవచ్చు, విద్యుత్ నిరోధకత ఇది తప్పనిసరిగా కరెంట్ లేదా ఒత్తిడిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా కరెంట్ నేరుగా వోల్టేజ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉండదు. అటువంటి మూలకాలు మరియు అవి ప్రవేశించే ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్లను నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ అంటారు.

నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ లీనియర్ సర్క్యూట్‌లలో (వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ స్టెబిలైజేషన్, DC యాంప్లిఫికేషన్, మొదలైనవి) సాధించలేని ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ల లక్షణాలను ఇస్తాయి. అవి నియంత్రించలేనివి మరియు నియంత్రించబడతాయి... మొదటిది — బైపోలార్ — వాటిపై నియంత్రణ కారకం (సెమీకండక్టర్ థర్మిస్టర్లు మరియు డయోడ్‌లు) ప్రభావం లేకుండా పని చేసేలా రూపొందించబడింది మరియు రెండవది — మల్టీపోలార్ — నియంత్రణ కారకం వాటిపై పనిచేసినప్పుడు (ట్రాన్సిస్టర్లు) ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు థైరిస్టర్లు).

నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలు

నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలు కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలు I (U) ప్రయోగాత్మకంగా పొందిన గ్రాఫ్‌లు వోల్టేజ్‌పై కరెంట్ ఆధారపడటాన్ని చూపుతాయి, దీని కోసం సుమారుగా, అనుభావిక ఫార్ములా కొన్నిసార్లు తయారు చేయబడుతుంది.

అనియంత్రిత నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ ఒకే కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు నియంత్రిత నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ అటువంటి లక్షణాల కుటుంబాన్ని కలిగి ఉంటాయి, దీని పరామితి నియంత్రణ కారకంగా ఉంటుంది.

లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ స్థిరమైన విద్యుత్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి వాటి ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం మూలం గుండా వెళుతున్న సరళ రేఖ (Fig. 1, a).

నాన్ లీనియర్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాలు వేరొక ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు కోఆర్డినేట్ అక్షాలకు సంబంధించి సుష్ట మరియు అసమానంగా విభజించబడ్డాయి (Fig. 1, b, c).

అన్నం. 1. నిష్క్రియ మూలకాల యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాలు: a — లీనియర్, b — నాన్ లీనియర్ సిమెట్రిక్, c — నాన్ లీనియర్ అసిమెట్రిక్

అన్నం. 2. ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాల విభాగాలలో నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క స్టాటిక్ టు డిఫరెన్షియల్ రెసిస్టెన్స్‌ను నిర్ణయించడానికి గ్రాఫ్‌లు: a — రైజింగ్, b — ఫాలింగ్

సుష్ట కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం కలిగిన నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కోసం లేదా సిమెట్రిక్ ఎలిమెంట్స్ కోసం, వోల్టేజ్ దిశలో మార్పు ప్రస్తుత విలువలో మార్పును కలిగించదు (Fig. 1, b), మరియు అసమాన వోల్టేజ్ ఉన్న నాన్-లీనియర్ మూలకాల కోసం -ప్రస్తుత లక్షణం, లేదా అసమాన మూలకాల కోసం, వ్యతిరేక దిశలలో దర్శకత్వం వహించిన వోల్టేజ్ యొక్క ఒకటి మరియు అదే సంపూర్ణ విలువతో, ప్రవాహాలు భిన్నంగా ఉంటాయి (Fig. 1, c). అందువల్ల, DC మరియు AC సర్క్యూట్లలో నాన్ లీనియర్ సిమెట్రిక్ ఎలిమెంట్స్ ఉపయోగించబడతాయి మరియు AC సర్క్యూట్లలో ACని DC కరెంట్‌గా మార్చడానికి నాన్ లీనియర్ అసమతుల్య మూలకాలు ఉపయోగించబడతాయి.

నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క లక్షణాలు

ప్రతి నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్ కోసం, కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం యొక్క ఇచ్చిన బిందువుకు సంబంధించిన స్టాటిక్ రెసిస్టెన్స్ వేరు చేయబడుతుంది, ఉదాహరణకు పాయింట్ A:

Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα

మరియు అవకలన నిరోధకత. అదే పాయింట్ A సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

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

ఇక్కడ mi, mi, sir — వరుసగా వోల్టేజీలు, ప్రవాహాలు మరియు ప్రతిఘటనల స్థాయి.

స్థిరమైన కరెంట్ మోడ్‌లో నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్ యొక్క లక్షణాలను స్టాటిక్ రెసిస్టెన్స్ వర్ణిస్తుంది మరియు అవకలన నిరోధకత - స్థిరమైన స్థితి విలువ నుండి కరెంట్ యొక్క చిన్న వ్యత్యాసాల కోసం. ఒక పాయింట్ నుండి కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం మరొకదానికి వెళుతున్నప్పుడు రెండూ మారుతాయి, మొదటిది ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు రెండవ వేరియబుల్: లక్షణం యొక్క పెరుగుతున్న విభాగంలో, ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు పడిపోయే విభాగంలో ఇది ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కూడా పరస్పర విలువల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి: స్టాటిక్ కండక్టివిటీ Gst మరియు అవకలన వాహకత Gdifferent లేదా పరిమాణాలు లేని పారామితులు —

సాపేక్ష నిరోధకత:

Kr = — (భేదం/Rst)

లేదా సాపేక్ష వాహకత:

కేజీ = — (జిడిఫరెన్స్ / జిఎస్టి)

లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ ఒకదానికి సమానమైన Kr మరియు కిలోగ్రామ్ పారామితులను కలిగి ఉంటాయి మరియు నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ కోసం అవి దాని నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు అవి ఒకదాని నుండి ఎంత భిన్నంగా ఉంటాయి, ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క నాన్ లీనియారిటీ వ్యక్తమవుతుంది.

నాన్-లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ల గణన

నాన్ లీనియర్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లు గ్రాఫికల్‌గా మరియు విశ్లేషణాత్మకంగా ఆధారంగా లెక్కించబడతాయి కిర్చోఫ్ యొక్క చట్టాలు మరియు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా మార్చడానికి ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌ల వ్యక్తిగత ఎలిమెంట్స్ యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు.

ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాలు Iz (U1) మరియు Iz (U2)తో రెండు సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన నాన్ లీనియర్ రెసిస్టర్‌లు R1 మరియు R2తో ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్‌ను గ్రాఫికల్‌గా లెక్కించేటప్పుడు, మొత్తం సర్క్యూట్ Iz (U) యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాన్ని రూపొందించండి, ఇక్కడ U = U1 + U2, సమానమైన ఆర్డినేట్‌లతో (Fig. 3, a, b) నాన్‌లీనియర్ రెసిస్టర్‌ల యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాల యొక్క పాయింట్ల యొక్క అబ్సిసాస్‌లను సంగ్రహించడం ద్వారా కనుగొనబడిన పాయింట్ల అబ్సిస్సాస్‌లు.

అన్నం. 3. రేఖాచిత్రాలు మరియు నాన్-లీనియర్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ల లక్షణాలు: a — నాన్-లీనియర్ రెసిస్టర్‌ల సిరీస్ కనెక్షన్ యొక్క సర్క్యూట్, b — వ్యక్తిగత మూలకాల యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు మరియు సిరీస్ సర్క్యూట్, c — నాన్-లీనియర్ రెసిస్టర్‌ల సమాంతర కనెక్షన్ యొక్క పథకం, d - వ్యక్తిగత మూలకాల యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు మరియు సమాంతర సర్క్యూట్.

ఈ వక్రత ఉనికిని వోల్టేజ్ U ప్రస్తుత Az అలాగే వోల్టేజ్ U1 మరియు U2 రెసిస్టర్లు టెర్మినల్స్ వద్ద కనుగొనేందుకు అనుమతిస్తుంది.

అదే విధంగా, సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన రెండు రెసిస్టర్లతో ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ యొక్క గణన నిర్వహించబడుతుంది. R1 మరియు R2 కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలతో I1 (U) మరియు Az2 (U), దీని కోసం మొత్తం సర్క్యూట్ Az(U) యొక్క కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణం నిర్మించబడింది, ఇక్కడ Az = I1+I2, దానిపై, ఇచ్చిన వోల్టేజ్ ఉపయోగించి U, ప్రవాహాలను కనుగొనండి Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).

నాన్-లీనియర్ ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్‌లను లెక్కించడానికి విశ్లేషణాత్మక పద్ధతి సంబంధిత గణిత ఫంక్షన్ల సమీకరణాల ద్వారా నాన్-లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క వోల్టేజ్ లక్షణాల ప్రదర్శనపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ల కోసం అవసరమైన రాష్ట్ర సమీకరణాలను రూపొందించడం సాధ్యం చేస్తుంది. .అటువంటి నాన్ లీనియర్ సమీకరణాల పరిష్కారం తరచుగా గణనీయమైన ఇబ్బందులను కలిగిస్తుంది కాబట్టి, నాన్ లీనియర్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాల యొక్క ఆపరేటింగ్ విభాగాలను స్ట్రెయిట్ చేయగలిగినప్పుడు నాన్ లీనియర్ సర్క్యూట్‌లను లెక్కించడానికి విశ్లేషణాత్మక పద్ధతి సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ఇది వాటిని పరిష్కరించడంలో ఇబ్బందులను సృష్టించని సరళ సమీకరణాల ద్వారా సర్క్యూట్ యొక్క విద్యుత్ స్థితిని వివరించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు:

సంభావ్య వ్యత్యాసంపై, ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ మరియు వోల్టేజ్

ద్రవాలు మరియు వాయువులలో విద్యుత్ ప్రవాహం

వైర్ల విద్యుత్ నిరోధకత

అయస్కాంతత్వం మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం

అయస్కాంత క్షేత్రం, సోలనోయిడ్స్ మరియు విద్యుదయస్కాంతాల గురించి

విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ

స్వీయ ప్రేరణ మరియు పరస్పర ప్రేరణ

ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్, కెపాసిటెన్స్ మరియు కెపాసిటర్లు

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది డైరెక్ట్ కరెంట్ నుండి ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది