直流非線性電阻電路

1、直流非線性電阻電路直流非線性直流非線性線性電路滿足歐姆定律和疊加定理，因而由歐姆定律和疊加定理引出的一線性電路滿足歐姆定律和疊加定理，因而由歐姆定律和疊加定理引出的一系列方法和定理，如回路電流法、節(jié)點電壓法、戴維南（諾頓）定理、互易定系列方法和定理，如回路電流法、節(jié)點電壓法、戴維南（諾頓）定理、互易定理等等，均適用于求解線性電路。對于非線性電路，歐姆定律和疊加定理不再理等等，均適用于求解線性電路。對于非線性電路，歐姆定律和疊加定理不再成立，因而上述的這些線性電路的分析方法和定理已不再適用于求解非線性電成立，因而上述的這些線性電路的分析方法和定理已不再適用于求解非線性電路，只能有條件地應用于非線

2、性電路中的線性部分的求解。路，只能有條件地應用于非線性電路中的線性部分的求解。在非線性電路中，在非線性電路中，KCLKCL 和和 KVLKVL 仍成立，而非線性電阻的伏安特性則取代了仍成立，而非線性電阻的伏安特性則取代了線性電阻的歐姆定律。求解非線性電阻電路的方法有圖解法、解析法和數(shù)值線性電阻的歐姆定律。求解非線性電阻電路的方法有圖解法、解析法和數(shù)值法，本節(jié)介紹圖解法。法，本節(jié)介紹圖解法。一、作輔助特性曲線法一、作輔助特性曲線法1 1串聯(lián)串聯(lián)圖圖 11-2-1a11-2-1a 所示為兩個非線性電阻串聯(lián)電路，設非線性電阻都是流控型所示為兩個非線性電阻串聯(lián)電路，設非線性電阻都是流控型的，即的，即。

3、當非線性電阻串聯(lián)時，電路中各個電阻流過相同的電流，即當非線性電阻串聯(lián)時，電路中各個電阻流過相同的電流，即。串聯(lián)。串聯(lián)電路兩端的電壓等于每一電阻上電壓的和，即：電路兩端的電壓等于每一電阻上電壓的和，即：。取一系列不。取一系列不同的同的i i值，便得到一系列的值，便得到一系列的u u1 1和和u u2 2值，將二者相加，就可以得到這兩個非線性值，將二者相加，就可以得到這兩個非線性電阻串聯(lián)后的端電壓與電流的關系特性曲線，如圖電阻串聯(lián)后的端電壓與電流的關系特性曲線，如圖 11-2-1b11-2-1b）中所示。根據這）中所示。根據這一輔助特性曲線一輔助特性曲線，可以方便地對任一給定的，可以方便地對任一給

4、定的u u值，求出相應的值，求出相應的i i值和值和u u1 1、u u2 2值。值。上述方法還可用來求多個非線性電阻串聯(lián)而成的電路的伏安特性。上述方法還可用來求多個非線性電阻串聯(lián)而成的電路的伏安特性。圖圖 11-2-111-2-1例例 11-2-111-2-1圖圖 11-2-2a11-2-2a）電路由線性電阻）電路由線性電阻、電動勢、電動勢和二極管和二極管 VDVD 組組成，其中成，其中 VDVD 的特性如該圖的特性如該圖 b b）所示，求端口特性）所示，求端口特性。解：解：圖圖 11-2-2c11-2-2c）給出了）給出了和和 VDVD 的特性。和圖的特性。和圖 b b）比較，圖）比較，圖

5、 c)c)的縱座標和橫座的縱座標和橫座標相互作了交換；標相互作了交換；E E的特性是截距為的特性是截距為E E平行于平行于i i軸的直線?？偺匦钥衫迷谕S的直線?？偺匦钥衫迷谕灰籭 i值下將值下將 VDVD、R R、E E的電壓相加得到，此總特性的電壓相加得到，此總特性即為輔助特性曲線。即為輔助特性曲線。圖圖 11-2-211-2-2VDVD 為理想二極管時的總特性為理想二極管時的總特性如圖如圖 d d）所示，它可仿照圖）所示，它可仿照圖 c c）所示的方法）所示的方法作出，也可用解析方法求出。因為對理想二極管有：當作出，也可用解析方法求出。因為對理想二極管有：當時，二極管導通，時，二極

6、管導通，其電阻值為其電阻值為 0 0，故，故；當；當時，二極管開斷，其電阻值為時，二極管開斷，其電阻值為，故，故。2 2并聯(lián)并聯(lián)圖圖 11-2-3a)11-2-3a)所示為兩個非線性電阻并聯(lián)電路，它們的伏安特性分別如所示為兩個非線性電阻并聯(lián)電路，它們的伏安特性分別如圖圖11-2-3b)11-2-3b)所示。所示。圖圖 11-2-311-2-3根據根據 KCLKCL 和和 KVLKVL，兩個并聯(lián)的非線性電阻的兩端有相等的電壓，兩個并聯(lián)的非線性電阻的兩端有相等的電壓，即即u u1 1= =u u2 2= =u u；端口電流；端口電流i i等于等于i i1 1和和i i2 2的和，即的和，即i i=

7、 =i i1 1+ +i i2 2。取一系列不同的。取一系列不同的u u值，便值，便得到一系列的得到一系列的i i1 1和和i i2 2值，將二者相加，就可以得到這兩個非線性電阻并聯(lián)后的值，將二者相加，就可以得到這兩個非線性電阻并聯(lián)后的端電壓與電流的關系特性曲線，如圖端電壓與電流的關系特性曲線，如圖 11-2-3b)11-2-3b)中的中的曲線所示。通過作此輔曲線所示。通過作此輔助曲線的方法，可對多個非線性電阻并聯(lián)而成的電路求解。助曲線的方法，可對多個非線性電阻并聯(lián)而成的電路求解。例例 11-2-211-2-2圖圖 11-2-4a11-2-4a）電路中，線性電導）電路中，線性電導、電流源、電流

8、源和理想二級和理想二級管管VDVD 三者并聯(lián)，它們各自的伏安特性曲線如圖圖三者并聯(lián)，它們各自的伏安特性曲線如圖圖 11-2-4b)11-2-4b)所示，求端口特所示，求端口特性性u u( (i i) )。解：電路方程為：解：電路方程為：理想理想 VDVD 的特性在圖的特性在圖 11-2-3b11-2-3b）表示為）表示為 軸的正半軸和軸的正半軸和 軸的負半軸。軸的負半軸。根據所列電路方程，其合成總特性根據所列電路方程，其合成總特性曲線如圖曲線如圖 c c）所示。上述端口特性）所示。上述端口特性可用方程表示：可用方程表示：顯然，該總特性是流控型的。顯然，該總特性是流控型的。3 3混聯(lián)混聯(lián)圖圖 1

9、1-2-5a11-2-5a）電路中，兩個理想穩(wěn)壓管相串聯(lián)后再與線性電導）電路中，兩個理想穩(wěn)壓管相串聯(lián)后再與線性電導 G G 并聯(lián)，兩并聯(lián)，兩理想穩(wěn)壓管的特性分別如圖理想穩(wěn)壓管的特性分別如圖 11-2-5b11-2-5b）、）、c c）所示，）所示，G G的特性如圖的特性如圖 11-2-5e11-2-5e）所）所示，其總特性示，其總特性如圖如圖 f)f)所示。所示。圖圖 11-2-511-2-5二、曲線相交法二、曲線相交法有許多非線性電路僅含一個非線性電阻，這樣的電路都可以看作是一個含有許多非線性電路僅含一個非線性電阻，這樣的電路都可以看作是一個含源二端線性網絡兩端連接一個非線性電阻的電路，如圖源二端線性網絡兩端連接一個非線性電阻的電路，如圖 11-2-7a11-2-7a）所示。非線）所示。非線性電阻的伏安特性如圖性電阻的伏安特性如圖 11-2-7c11-2-7c）中曲線）中曲線所示。利用戴維南定理，線性有所示。利用戴維南定理，線性有源網絡化為等值電勢源網絡化為等值電勢等值內阻等值內阻R R0 0的串聯(lián)。從圖的串聯(lián)。從圖