બિનરેખીય વિદ્યુત સર્કિટ

ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં બિન-રેખીય તત્વોનો હેતુ

વી ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ નિષ્ક્રિય તત્વો શામેલ હોઈ શકે છે, વિદ્યુત પ્રતિકાર જે અનિવાર્યપણે વર્તમાન અથવા તાણ પર આધાર રાખે છે, પરિણામે વર્તમાન વોલ્ટેજના સીધા પ્રમાણસર નથી. આવા તત્વો અને ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ જેમાં તેઓ દાખલ થાય છે તેને બિન-રેખીય તત્વો કહેવામાં આવે છે.

બિનરેખીય તત્વો વિદ્યુત સર્કિટને રેખીય સર્કિટમાં અપ્રાપ્ય ગુણધર્મો આપે છે (વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન સ્થિરીકરણ, ડીસી એમ્પ્લીફિકેશન, વગેરે). તેઓ અનિયંત્રિત અને નિયંત્રિત છે... પ્રથમ — દ્વિધ્રુવી — તેમના પર નિયંત્રણ પરિબળ (સેમિકન્ડક્ટર થર્મિસ્ટર્સ અને ડાયોડ્સ) ના પ્રભાવ વિના કામ કરવા માટે રચાયેલ છે, અને બીજા — મલ્ટિપોલર — જ્યારે નિયંત્રણ પરિબળ તેમના પર કાર્ય કરે છે ત્યારે તેનો ઉપયોગ થાય છે (ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને thyristors).

બિનરેખીય તત્વોની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ

બિનરેખીય તત્વોના વિદ્યુત ગુણધર્મો વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ I (U) પ્રાયોગિક રીતે મેળવેલા આલેખ છે જે વોલ્ટેજ પર વર્તમાનની અવલંબન દર્શાવે છે, જેના માટે ગણતરી માટે અનુમાનિત, અનુભૂતિપૂર્ણ સૂત્ર ક્યારેક બનાવવામાં આવે છે.

અનિયંત્રિત બિનરેખીય તત્વો એક જ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે, અને નિયંત્રિત બિનરેખીય તત્વોમાં આવી લાક્ષણિકતાઓનું કુટુંબ હોય છે જેનું પરિમાણ નિયંત્રણ પરિબળ છે.

રેખીય તત્વોમાં સતત વિદ્યુત પ્રતિકાર હોય છે, તેથી તેમની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા મૂળમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા છે (ફિગ. 1, a).

બિનરેખીયની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ અલગ આકાર ધરાવે છે અને સંકલન અક્ષોના સંદર્ભમાં સપ્રમાણ અને અસમપ્રમાણમાં વિભાજિત થાય છે (ફિગ. 1, b, c).

ચોખા. 1. નિષ્ક્રિય તત્વોની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ: a — રેખીય, b — બિનરેખીય સપ્રમાણ, c — બિનરેખીય અસમપ્રમાણ

ચોખા. 2. વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓના વિભાગોમાં બિન-રેખીય તત્વોના સ્થિરથી વિભેદક પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરવા માટેના આલેખ: a — વધતા, b — ઘટતા

સપ્રમાણ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા ધરાવતા બિન-રેખીય તત્વો માટે અથવા સપ્રમાણ તત્વો માટે, વોલ્ટેજ દિશામાં ફેરફાર વર્તમાન મૂલ્ય (ફિગ. 1, b) માં ફેરફારનું કારણ નથી, અને અસમપ્રમાણતાવાળા વોલ્ટેજવાળા બિન-રેખીય તત્વો માટે. -વર્તમાન લાક્ષણિકતા, અથવા અસમપ્રમાણ તત્વો માટે, વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત વોલ્ટેજના એક અને સમાન સંપૂર્ણ મૂલ્ય સાથે, પ્રવાહો અલગ છે (ફિગ. 1, c). તેથી, DC અને AC સર્કિટમાં બિનરેખીય સપ્રમાણ તત્વોનો ઉપયોગ થાય છે, અને ACને DC કરંટમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે AC સર્કિટમાં નિયમ તરીકે બિનરેખીય અસંતુલિત તત્વોનો ઉપયોગ થાય છે.

બિનરેખીય તત્વોની લાક્ષણિકતાઓ

દરેક બિન-રેખીય તત્વ માટે, વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાના આપેલ બિંદુને અનુરૂપ સ્થિર પ્રતિકારને અલગ પાડવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે બિંદુ A:

Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα

અને વિભેદક પ્રતિકાર જે માટે છે. સમાન બિંદુ A સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

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

જ્યાં mi, mi, sir — અનુક્રમે વોલ્ટેજ, કરંટ અને પ્રતિકારનો સ્કેલ.

સ્થિર પ્રતિકાર સ્થિર વર્તમાન સ્થિતિમાં બિન-રેખીય તત્વના ગુણધર્મો અને વિભેદક પ્રતિકાર - સ્થિર સ્થિતિ મૂલ્યમાંથી વર્તમાનના નાના વિચલનો માટે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. એક બિંદુમાંથી પસાર થતી વખતે અને વર્તમાન-વોલ્ટેજની લાક્ષણિકતા બંને બદલાય છે, પ્રથમ હંમેશા હકારાત્મક અને બીજું ચલ: લાક્ષણિકતાના વધતા વિભાગમાં, વર્તમાન-વોલ્ટેજ હકારાત્મક છે, અને ઘટતા વિભાગમાં તે નકારાત્મક છે.

બિનરેખીય તત્વો પણ પારસ્પરિક મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: સ્થિર વાહકતા Gst અને વિભેદક વાહકતા Gdifferent અથવા dimensionless parameters —

સંબંધિત પ્રતિકાર:

Kr = — (Rdfference /Rst)

અથવા સંબંધિત વાહકતા:

કિગ્રા = — (Gdfference / Gst)

રેખીય તત્વોમાં Kr અને કિલોગ્રામ પરિમાણો એક સમાન હોય છે, અને બિન-રેખીય તત્વો માટે તેઓ તેનાથી અલગ પડે છે, અને વધુ તેઓ એકથી અલગ પડે છે, વિદ્યુત સર્કિટની બિનરેખીયતા વધુ પ્રગટ થાય છે.

બિન-રેખીય ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટની ગણતરી

બિનરેખીય વિદ્યુત સર્કિટની ગણતરી ગ્રાફિકલી અને વિશ્લેષણાત્મક રીતે કરવામાં આવે છે કિર્ચહોફના કાયદા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહને ડાયરેક્ટ કરંટમાં કન્વર્ટ કરવા માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટના વ્યક્તિગત ઘટકોની વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ.

વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ Iz (U1) અને Iz (U2) સાથે બે શ્રેણી-જોડાયેલ બિનરેખીય રેઝિસ્ટર R1 અને R2 સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટની ગ્રાફિકલી ગણતરી કરતી વખતે, સમગ્ર સર્કિટ Iz (U) ની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા બનાવો, જ્યાં U = U1 + U2, સમાન ઓર્ડિનેટ્સ (ફિગ. 3, a, b) સાથે બિનરેખીય પ્રતિરોધકોના વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓના બિંદુઓના એબ્સિસાસનો સારાંશ દ્વારા જે બિંદુઓના એબ્સિસાસ જોવા મળે છે.

ચોખા. 3. બિન-રેખીય વિદ્યુત સર્કિટના આકૃતિઓ અને લાક્ષણિકતાઓ: a — બિન-રેખીય પ્રતિરોધકોના શ્રેણી જોડાણનું સર્કિટ, b — વ્યક્તિગત તત્વો અને શ્રેણીના સર્કિટની વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ, c — બિન-રેખીય પ્રતિરોધકોના સમાંતર જોડાણની યોજના, d - વ્યક્તિગત તત્વો અને સમાંતર સર્કિટની વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ.

આ વળાંકની હાજરી વોલ્ટેજ U ને રેઝિસ્ટર્સના ટર્મિનલ્સ પર વર્તમાન Az તેમજ વોલ્ટેજ U1 અને U2 શોધવાની મંજૂરી આપે છે.

તે જ રીતે, સમાંતરમાં જોડાયેલા બે રેઝિસ્ટર સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટની ગણતરી હાથ ધરવામાં આવે છે. વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓ I1 (U) અને Az2 (U) સાથે R1 અને R2, જેના માટે સમગ્ર સર્કિટ Az(U) ની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા બનાવવામાં આવી હતી, જ્યાં Az = I1+I2, જેના પર આપેલ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરીને U, કરંટ શોધો Az , I1, I2 (oriz. 3, c, d).

બિન-રેખીય ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટની ગણતરી કરવા માટેની વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ અનુરૂપ ગાણિતિક કાર્યોના સમીકરણો દ્વારા બિન-રેખીય તત્વોની વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓની રજૂઆત પર આધારિત છે, જે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ માટે રાજ્યના જરૂરી સમીકરણો દોરવાનું શક્ય બનાવે છે. .આવા બિનરેખીય સમીકરણોનું નિરાકરણ ઘણીવાર નોંધપાત્ર મુશ્કેલીઓનું કારણ બને છે, જ્યારે બિનરેખીય તત્વોની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓના ઓપરેટિંગ વિભાગોને સીધા કરી શકાય ત્યારે બિનરેખીય સર્કિટની ગણતરી કરવા માટેની વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ અનુકૂળ છે. આ તમને રેખીય સમીકરણો દ્વારા સર્કિટની વિદ્યુત સ્થિતિનું વર્ણન કરવાની મંજૂરી આપે છે જે તેમને હલ કરવામાં મુશ્કેલીઓ ઊભી કરતી નથી.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગની મૂળભૂત બાબતો:

સંભવિત તફાવત પર, ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ અને વોલ્ટેજ

પ્રવાહી અને વાયુઓમાં વિદ્યુત પ્રવાહ

વાયરનો વિદ્યુત પ્રતિકાર

મેગ્નેટિઝમ અને ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

ચુંબકીય ક્ષેત્ર, સોલેનોઇડ્સ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વિશે

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન

સ્વ ઇન્ડક્શન અને મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્શન

ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન, કેપેસીટન્સ અને કેપેસિટર્સ

વૈકલ્પિક પ્રવાહ શું છે અને તે સીધા પ્રવાહથી કેવી રીતે અલગ છે