线性与非线性电阻元件.ppt

1、非线性电阻：端口上的电压电流关系不是通过U-I平面坐标原点的直线，不满足欧姆定律。 非线性电阻特性示例：基本要求：理解典型的非线性电阻的基本特性，非线性电阻的分类。 例(1)、例(2)、电流是电压的单调函数，被称为单调型非线性电阻：例(3)、非线性电路的分析构想：根据基尔霍夫定律和元件的性质，写电路方程式。 由于包含非线性电阻，得到的电路方程式不是非线性代数方程式，而是通过求解非线性代数方程式得到电路解答。 基于线性电路导出的定理不能用于解非线性电路。 此外，一个电路仅包含非线性电阻，利用线性电路的大卫南定理(或诺顿定理)简化线性部分，并获得图(b )所示的简单的非线性电路。 (2)列映射图(

2、b )的电路方程式。 如果是电流控制型电阻的U=U(I )，则变量列电流I的KVL方程式；如果是电压控制型电阻的I=I(U )，则变量列电压u的KVL方程式：(3)进一步求出线性部分的解答，则可以基于上述求出的解答，用电压源或电流源置换非线性电阻、基本要求：根据非线性电阻的特征，掌握写非线性直流电路方程式的一般方法。 图示电路、非线性电阻特性用， (单位： v，a )求出了电压u和U1的值。使包括a、b左侧线性源的端口网络等效于大卫南电路(b )。 对于图(a )的电路，在a、b断开时求出开路电压，等效电阻(2)对图(b )的列KVL方程式代入、特性方程式，得到电压的两个解答：(3)用电压源置

3、换非线性电阻，得到图(c )所示的线性直流电路。 节点分析法得到的：，u的关系得到的：，u分别等于u和u的情况下，把电压U1的两个值用上式求出的：，r和非线性电阻特性代入式(1)中得到的：， 2电路中包含多个非线性电阻的情况下，电路中包含很多非线性电阻的情况下，应该在电路列上写方程式，根据非线性电阻是电压控制还是流控制，应该写在列上，(1)电路中的非线性电阻都是电压控制非线性电阻的情况下，右图的非线性电阻是电压控制非线性电阻，右图的非线性电阻是电压控制非线性电阻。 另外，用节点电压表示上述方程式的非线性电阻电流，(2)电路的非线性电阻之一是电压控制，一个是电流控制，电流控制电阻R1选择为求出电

4、流I1的量并不消去。 如此得到的改良节点方程式：(3)电路中的非线性电阻全部是电流控制非线性电阻，求出电流写出电路电流方程式，用电路电流表示非线性电阻电压，电路包含了电压控制电阻和电流控制电阻。 试制了关于控制量U1和I2的联立方程式。 对节点列KCL方程式：再关于左环路列KVL方程式、数值分析法：通过计算机算法计算求出电路方程式的数值结果。 图中包含非线性压控电阻，即图中的I和u的关系，根据1上述解题方法，首先在诺顿电路中等效电路中的线性部分，如图(b )所示，线性电路端口上的特性基于：2基尔霍夫定律，将非线性电阻的特性导入方程式：3牛顿、f(U )的曲线如右图所示，用该图说明牛顿拉夫森法的

5、计算过程： 1首先，将电压值U0 (称为初始值)代入式(4.23 )求出f(U0 )，与图4.13坐标上的P0点对应。 如果f(U0 )不为零，则以P0点为切线，设该切线和u轴的交点比U1，U1比U0更接近方程式的解答。3 .如果U1代U0得到U2而不是重复上述过程，继续得到电压传递系列，、说明： f(U )不单调地变化，则初始值的选择不适当，可能导致反复失败。 2如果在非线性方程式中存在多解，对于选择的一个初始值，只要收敛到其中一个解，就会丢失解。 将、环路电压方程式：二极管特性代入上式，求出，选择初始值U0。 在二极管正向导通的情况下，两端电压通常小于0.8V，因此设为U0=0.300V，

6、进行反复。 重复过程、分段线性近似法：用一条折线对非线性曲线进行分段近似，折线的各分段对应于线性电路，有时也称为折线法。 对于如右图中所示的s形曲线，我们可以用三级折线来近似，并且每级折线的公式是：基本要求是掌握分级线性分析法的原理和非线性电路的一般步骤。 使用、分段线性近似法图示了图(a )的电路，用图(b )的曲线表示了非线性电阻的特性。和非线性电阻的特性可以近似为O-a、a-b两个直线段。 以u为自变量，直线方程式为：时，取O-a段，时，取a-b段，用节点法判断：O-a段：a-b段：的解的真实性吗？ 对于只包含、1非线性电阻的电路，首先将电路中的线性部分等效于戴维南，在2坐标平面上画出等效电路端口上的特性曲线，它是直线，在3同一坐标平面上画出非线性电阻的特性曲线，4条线的交点是电路解。基本要求：掌握图式解法的基本原理和步骤。 图(a )示出了分析缓和振荡器的工作点的电路。 图中的电压源US=9V，非线性电阻为氖管，其特性曲线如图(b )所示。 (1)要求将电路的工作点设计在Q1和Q2之间(即负的斜坡段)，电阻r的值范围如何？(2)如果电阻R=1.5k，则求出此时的非线性电阻电压u和电流I。 由图(b )可知，Q1点电流I1=1.5mA，电压U1=4V。 在工作点处于Q1时，电阻r需要满足：Q