Последовательное соединение HP.

На рис. 13.2, а изображена схема последовательного соединения HP с заданной ВАХ, линейного сопротивления R иисточника ЭДС Е.

Требуется найти ток в цепи. ВАХ HP обозначена на рис. 13.2, б как ВАХ линейного сопротивления —прямая линия. ВАХ всей цепи, т. е. зависимость тока в цепи от суммы падений напряжений на HP и R, обозначена через Расчет основывается на законах Кирхгофа. Обсудим два способа расчета. Первый способ иллюстрирует рис. 13.2, б, второй — рис. 13.2, в.

При расчете цепи по первому способу строим результирующую ВАХ всей пассивной части схемы, исходя из того, что при последовательном соединении через HP и R проходит одинаковый ток. Для построения результирующей ВАХ задаемся произвольным током — точкой m проводим через нее (рис. 13.2, б) горизонталь и складываем отрезок mn, равный напряжению на HP, с отрезком пру равным напряжению на .

Тогда q принадлежит результирующей ВАХ всей схемы. Аналогично строят и другие точки результирующей ВАХ.

Рис. 13.2

Определение тока в цепи при заданной ЭДС Е производят графически по результирующей ВАХ. С этой целью следует заданное значение ЭДС E отложить по оси абсцисс и через полученную точку провести вертикаль до пересечения с результирующей ВАХ в точке q. Ордината точки q равна искомому току.

При расчете цепи по второму способу нет необходимости строить результирующую ВАХ пассивной части схемы. Учитывая, что уравнение в координатах представляет собой уравнение прямой, проходящей через точки проводим на рис. 13.2, в эту прямую. Тангенс угла а наклона ее к вертикали, умноженный на отношение масштабов по осям, численно равен R. Точка пересечения прямой с ВАХ HP определяет режим работы цепи. Действительно, для этой точки ток, проходящий через HP и R, одинаков, а сумма падений напряжений При изменении ЕДС от Е до E₁ прямую следует переместить параллельно себе так, чтобы она исходила из точки I=0 E=U (пунктирная прямая на рис. 13.2, в).

Аналогично рассчитывают цепи при последовательном соединении двух и большего числа HP. В этом случае сначала находят ВАХ двух HP, затем трех и т. д.

Обсудим применение второго способа для расчета цепи (рис. 13.3, а) с двумя различными HP, ВАХ НР1 и НР2 изображена на рис. 13.3, б. Так как НР2 имеет нелинейную ВАХ, то вместо прямой как это было на рис. 13.2, в, теперь нужно построить нелинейную зависимость . Начало ее (рис. 13.3, в) расположено в точке I=0 E=U

Рис. 13.3

Рис. 13.4

Отсчет положительных значений U₂ производится влево от этой точки. Так как положительные значения U₂ на рис. 13.3, б откладываем вправо от начала координат, а на рис. 13.3, в — влево, то кривая (рис. 13.3, в) представляет собой зеркальное отображение кривой 2 (рис. 13.3, б) относительно вертикальной оси, проведенной через точку U₁=E.