Нелинейные цепи переменного тока

При гармоническом воздействии и = U_mcoscot на нелинейный элемент ток в нем имеет более сложную форму. Если ВАХ нелинейного элемента аппроксимирована полиномом

то результирующее уравнение тока представляет собой сумму постоянной составляющей и гармонических составляющих (гармоник) с частотами, кратными частоте внешнего воздействия, так как.

и т. д Гармоническая составляющая, частота которой равна частоте внешнего воздействия (k = 1), называется первой гармоникой, гармоническая составляющая, частота которой в два раза превышает частоту внешнего воздействия (А = 2), — второй гармоникой и т. д.

Все это иллюстрирует наиболее существенное свойство нелинейных цепей, заключающееся в том, что их реакция на гармоническое воздействие содержит колебания различных частот (в том числе и нулевой), т. е. нелинейная цепь является генератором колебаний, частоты которого отличаются от частоты внешнего воздействия.

При одновременном воздействии двух гармонических колебаний на нелинейное сопротивление в результирующем токе кроме гармоник с частотами со_ь со₂, 2со_1? 2со₂ появляются колебания суммарной co_t + со₂ и разностной частот coj — со₂.

Это позволяет в электрических цепях с нелинейными элементами:

• а) преобразовать переменный ток в постоянный и постоянный в переменный;
• б) выполнить умножение и деление частоты;
• в) провести модуляцию и демодуляцию высокочастотных колебаний;
• г) произвести усиление напряжения или тока;
• д) преобразовать желаемым образом форму входного напряжения.

Ниже рассмотрены некоторые из таких преобразований.