§4-1 非线性电阻电路-zu
电工电子实验 非线性电阻电路
电工电子综合实验论文非线性电阻电路非线性电阻电路一、摘要：通过上学期的电路课学习及一些电路实验，我知道了对于求解线性电路，我们可以用叠加定理、欧姆定律、互易定理、戴维南、诺顿定理等。
而在非线性电路中，很多方法定理则不再适用，这对于我们分析设计电路产生了一定的困难。
在本题中，对于图（1）图（2）的非线性电阻电路的设计，我采用线性分解的方法，将非线性的图形线性的进行分解，分块设计电路再通过串并联关系组合，利用multisim画出仿真电路，模拟出近似曲线，并与实际曲线进行比较，分析误差并作修改，最后得出结论，进行总结。
二、关键词：凸电阻凹点阻串联分解法并联分解法仿真三、引言：含有非线性元件的电路称为非线性电路，非线性元器件在电工中得到广泛应用，例如避雷器的非线性特性表现在高电压下电阻值变小，这性质被用来保护雷电下的电工设备；铁心线圈的非线性由磁场的磁饱和引起，这性质被用来制造直流电流互感器……可以说非线性电阻或非线性元件的应用前景越来越广泛，是当今世界科学研究领域的一个前沿的课题。
通过对非线性电路的研究，掌握二端元件的伏安特性及它们组合成非线性的方法，从而初步设计出简单的非线性电阻电路，了解其应用。
四、正文：1设计要求：（1）用二极管、稳压管、稳流管等元器件设计图1、图2所示伏安特性曲线的非线性电阻电路。
图1图2（2）测量所设计的电路的伏安特性并作曲线，与图1、图2对比。
2设计思想：观察图1 、图2的伏安特性折线图可发现，每张图上的曲线都可分解成几条线段首尾相连，而每段线段都可看成是由电压源、电流源、二极管和电阻其中的几个元件组成的一个简单的端口网络模型。
于是为了描绘出图1图2中的曲线，我们可以分解曲线，针对每段曲线分别设计简单的电路模型，最后在由电流电压之间的伏安关系，进行适当的串并联，从而组成所需设计的总电路。
3设计参考的基本电路模型：（a）常用的基本的电压源、电流源、电阻及二极管的伏安特性曲线：（1）电压源：（2）电流源：（3）二极管：（4）线性电阻：（b）由电压源、电流源、电阻及二极管组成的几种简单的线性模型：（1）凹电阻模型：当两个或两个以上元件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和，具有上述伏安特性的电阻称之为凹电阻。
《非线性电阻电路》课件
非线性元件的特征
非线性响应
电流与电压之间的关系不是直线的，而是呈现出非线性特征。
参数的非线性变化
非线性元件的参数，如电阻、电容或电感，可能随着电流或电压的变化而变化。
频率和温度敏感性
非线性元件的特性可能受到频率和温度的影响。
半导体器件作为非线性元件
半导体器件，如二极管和晶体管，是常用的非线性元件。它们的特殊材料和结构使其能够表现出非常有用的非 线性特性。
二极管偏置电路
用于稳定二极管工作点以确保它在合适 的工作状态。
二极管整流电路
将交流信号转换为直流信号，常用于电 源和通信设备。
布拉温管电路
布拉温管是一种非线性元件，它通过控制温度来调节电阻值。这种电路常用于温度补偿和稳压电源设计。
浮压器电路
浮压器电路是一种常见的非线性电阻电路，用于提供稳定的输出电压，适用 于各种电源应用。
非线性元件的IV曲线
非线性元件的IV曲线描述了电流与电压之间的关系。这些曲线非常重要，因 为它们可以帮助我们分析和设计电路。
非线性电阻电路的应用
1二极管限幅电路2通过限制信号的幅值，确保输出信号在
特定范围内。
3
射极跟随器（Emitter Follower）
4
用于驱动负载电路，可以提高信号的放 大和响应能力。
《非线性电阻电路》PPT 课件
通过本课件，我们来探讨非线性电阻电路的原理和应用。了解非线性元件的 特征，IV曲线以及不同电路的功能和设计将有助于您深入理解电子电路的复 杂性。
什么是非线性电阻电路？
非线性电阻电路指的是使用非线性元件的电路，其中电流和电压的关系不符合欧姆定律。这些电路广泛用于各 种电子设备和系统中。
稳压二极管电路
非线性电阻电路
电工电子综合实验课程设计——非线性电阻电路姓名：解坤班级：10101903学号：1010190330一、摘要在电工技术应用中，除了线性电阻元件外还有一些电阻元件其伏安特性曲线是非线性的，将这些非线性的电阻元件串联或者并联就可以得到我们想要的非线性电阻电路。
二、关键词非线性电阻，凹电阻，凸电阻，伏安特性，串联，并联，Multisim7三、引言在实际应用中，有很多电阻都是非线性的。
非线性电阻的应用相当广泛，对其的科学研究在当今科学研究领域中是一个非常前沿的课题，应用前景十分广阔。
能够对非线性电阻有所了解并能够有所应用对我们来说是非常有必要的。
四、正文：1.实验材料与设备装置电路仿真软件Multisim72.实验要求非线性电阻电路设计要求实现的功能如下：1）用二极管、稳压管等元器件设计如图9-8、图9-9所示伏安特性的非线性电阻电路。
9-8-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5-505U/Vi /m Ai/mA图9-89-9-20-15-10-505101520-40-30-20-10010203040U/Vi /m A图9-92）测量所设计电路的伏安特性并作曲线，与上图做对比。
3.实验的原理非线性电阻电路的伏安特性1）常用元件电压源、电流源、稳压管、恒流管、二极管和线性电阻的伏安特性曲线如图所示：2）凹电阻。
当两个或两个以上原件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和。
如下图所示，是将电压源、二极管和电阻三个原件串联组成的，其伏安特性曲线下图右侧所示。
它是由三个原件的伏安特性在i相等的情况下叠加而成。
具有上述伏安特性的电阻称为凹电阻。
3）凸电阻。
与凹电阻相对应，凸电阻则是当两个或以上原件并联时，电流是个原件电流之和。
如下图所示，是将电流源，二极管和电阻三个原件并联组成，其伏安特性曲线如下图右侧所示。
它是由三个原件的伏安特性在电压相等的情况下相加而成。
具有上述伏安特性的电阻，称为凸电阻。
现代电工理论(HUST)——非线性电阻电路
α
i
静态电阻
u Rs = = tgα , Gs i
du = tgβ , Gd 动态电阻 Rd = di
说明： 静态电阻与动态电阻不同 静态电阻与动态电阻不同， 说明：(1)静态电阻与动态电阻不同，且它们都与工作 点有关。 点位置不同时， 均变化。 点有关。当P点位置不同时，Rs 与 Rd 均变化。 点位置不同时
二、非线性网络的分类
两类：电阻网络和动态网络。 两类：电阻网络和动态网络。 描述非线性电阻网络的方程是非线性（代数或超越） 描述非线性电阻网络的方程是非线性（代数或超越） 函数方程。 函数方程。 描述非线性动态网络的方程是非线性微分方程。 描述非线性动态网络的方程是非线性微分方程。
§1-2 非线性电阻的伏安特性
1 t uC (t ) =U 0+ ∫ iS dτ C 0
S
C
uC -
该式不满足叠加原理(齐次性和可加性均不满足),因 该式不满足叠加原理(齐次性和可加性均不满足),因 此它不是端口型线性网络. 此它不是端口型线性网络. 例.图示为一积分,设电容的初始电压为零,因e<<ui 图示为一积分,设电容的初始电压为零, 通过电阻R的电流等于通过C的电流, 及e<<u0,通过电阻R的电流等于通过C的电流,其 输入输出关系为 i
例：一非线性电阻 u = f ( i ) = 100i + i 3 (1) 分别求 i1 = 2A， i2 = 2Sin314t A， i3 = 10A时 2A， A， 10A时 对应电压 u1，u2，u3；
3 u1 = 100i1 + i1 = 208V
3 u2 = 100i2 + i2 3 = 200 sin 314t + 8 sin 3 314t (Q sin 3 = 3 sin − 4 sinθ ) θ θ = 200 sin 314t + 6 sin 314t − 2 sin 942t
非线性电阻电路分析(全)
“十一五”国家级规划教材—电路基础
例4.2.1 图示为一非线性电阻电路，其中R1、R2为线性 电阻，R3为非线性电阻，其电压电流关系为
1
u3 50i35 试列出其电路方程求出相应的变量
解：方法1：网孔法
可采用数值分析法。
“十一五”国家级规划教材—电路基础
3.既非压控又非流控电阻
其电压电流关系不能表达为一个变量的单值函数
如：理想二极管
i
i
i 0 对所有u 0 f (u,i) u 0 对所有i 0
u
O
u
可看出方程既无法把u表达成i的单值函数，也无法 把i表达成u的单值函数。
注意：与线性电阻不同，非线性电阻一般不是双向电阻。 例如PN结二极管，就必须明确地用标记将其两个端钮区别 开来，在使用时必须按标记正确接到电路中。
1
u3 50i35 试列出其电路方程求出相应的变量
解：方法2：节点电压法
(1 R1
1 R2
)u3
uS R1
i3
i3
u35 505
i1 R1
①
uS i1 R2
i3
消去i3，可得
u3
R2 R1 R2
uS
R1R2 R1 R2
u35 505
i3 R3 u3
“十一五”国家级规划教材—电路基础
i1 N1 u1
“十一五”国家级规划教材—电路基础
i2 u2 N2
图解分析法的原理
f1(u1, i1) 0 f2 (u2 , i2 ) 0
用图解法在同一坐标系中画出两个方程的特性曲 线，其交点为电路方程的解。
电路原理第4章_非线性电阻电路分析
UGS UT
清华大学电路原理教学组
RL
RL
G
D
＋ uDS
iDS
＋ uS －
＋
＋ S uGS － －
＋ uGS －
uDS － RL
iDS
＋ uS －
条件： 1 截止区 性质： 条件： 2 饱和区 性质：
uGS U T
iDS 0 UT uGS uDS UT
iDS
U4 U5
Un3
IS
I1
I 5 15U
1/ 5 5
15U
15 n2
US
则节点方程为
+
-
I5
G1 (U n1 U S ) G2 (U n1 U n 3 ) 5(U n1 U n 2 ) 3 0
15 5(U n1 U n 2 ) 3 10(U n 2 U n 3 )1 3 15U n 2 0
返回目录
i0
Q(u0 , i0 )
u0
0
US
u
清华大学电路原理教学组
4.4
一、分段线性法
分段线性法
将非线性电阻近似地用折线来表示。
将求解过程分为几个线性段，每段中分析线性电路。 例1 u u Ua U0 i 等效电路 +º u _ º
清华大学电路原理教学组
A
B b OA段 Ra= tana Rb= tanb AB段 i
K uGS U T 2
2
＋
＋ uGS －
uDS
－
iDS
＋ uS －
iDS
K uGS UT 2
2
RON ＋ uGS －
非线性电阻电路的分析方法
目录
• 非线性电阻电路概述 • 非线性电阻电路的分析方法 • 非线性电阻电路的特性分析 • 非线性电阻电路的仿真分析 • 非线性电阻电路的设计优化
01
非线性电阻电路概述
定义与特点
定义
非线性电阻电路是指电路中存在非线性电阻元件的电路。非线性电阻元件是指 其伏安特性曲线不呈线性的电阻元件，即电阻值随电压或电流的变化而变化。
动态响应特性
总结词
动态响应特性描述了非线性电阻电路对 输入信号变化的响应速度和动态过程。
VS
详细描述
非线性电阻电路的动态响应特性与其内部 元件的物理特性和电路结构有关。了解这 一特性有助于分析非线性电阻电路在不同 工作条件下的瞬态行为和稳定性，对于电 路设计和优化具有重要意义。
04
非线性电阻电路的仿真分析
作状态。
图解法适用于具有单一非线性 电阻的简单电路，如单个二极 管或晶体管。
图解法直观易懂，但仅适用于 特定类型的电路，且无法处理 多个非线性电阻的复杂电路。
数值法
数值法是通过数值计算的 方式求解非线性电阻电路 的方法。
数值法适用于具有任意非 线性电阻特性的复杂电路 ，如多个二极管或晶体管 的组合。
解析法适用于具有简单非线性电阻特性的电路，如分段 线性、幂函数等。
它基于电路的数学模型，通过求解代数方程或微分方程 来获得电路的电压和电流。
解析法可以提供精确的解，但求解过程可能较为复杂， 需要一定的数学技巧和计算能力。
图解法
图解法是通过作图的方式直观 地分析非线性电阻电路的方法
。
它通过绘制电压-电流曲线来展 示非线性电阻的特性，并根据 电路的连接关系判断电路的工
可扩展性
设计应具备可扩展性， 便于未来升级和改进。
非线性电路
i
i
i'
1
i' 2
i'
1
o u'
f (u)
f2 (u) f1 (u )
u
注意
①只有所有非线性电阻元件的控制类型相同, 才能得出其串联或并联等效电阻伏安特性的 解析表达式。
②流控型非线性电阻串联组合的等效电阻还是 一个流控型的非线性电阻；压控型非线性电 阻并联组合的等效电阻还是一个压控型的非 线性电阻。
律，而遵循某种特定的非线性函数关系。
u=f(i) i=g(u)
2.非线性电阻的分类
①流控型电阻
电阻两端电压是其电流的单值
函数。 i
u=f(i)
特点
+
u-
i
Hale Waihona Puke a)对每一电流值有唯一的电压
与之对应。
b)对任一电压值则可能有 多个电流与之对应 。
S形 o
u
②压控型电阻 通过电阻的电流是其两端电压
的单值函数。
io
Q(u0 , i0 )
解答
o
uo
Uoc u
UOC i Req
io
o
负载线
i (u)
Q(u0 , i0 )
静态工作点
uo
Uoc u
1.2 分段线性化方法
分段线性化方法
把非线性的求解过程分成几个线性区段，对每个 线性区段应用线性电路的计算方法，也称折线法 。
1.理想二极管模型
i
A
正向导通
反向截止
Usat
ud
谢谢
注意 当运放在饱和区工作时，它是在非线性
区工作，此时ud不为零。
例 分析图示电路的驱动点特性。计及运放工作在
非线性电阻电路的分析方法(ppt 47页)
5.2 非线性电阻的串联、并联电路
一、非线性电阻的串联
i
+ u
+ u1(i)
+
u2 (i)
i i1 i2 u u1 u2
u
u'
u
' 2
u
' 1
u
' 1
o
i'
u(i) u2 (i) u1 ( i )
i
在每一个 i 下，图解法求 u ，将一系列 u、i 值连成 曲线即得串联等效电阻 (仍为非线性)。
由求得的即可求得57用友网络模型求解非线性电阻电路非线性电路用牛顿拉夫逊法求解时采用迭代法主要思想是在处对每一非线性电阻元件线性化每次迭代时用一线性电阻等效非线性电阻并不断修改模型直至计算出要求的结果
第5章 非线性电阻电路
5.1 非线性电阻的伏安特性 5.2 非线性电阻的串联、并联电路 5.3 非线性电阻电路的方程 5.4 小信号分析方法 5.5 非线性电阻电路解答的存在与唯一性 5.6 非线性电阻电路方程的数值求解方法
例：一非线性电阻 uf(i)10 i0 i3
(2) 设 u12 = f (i1 + i2 )，问是否有u12= u1 + u2？ (3) 若忽略高次项，当 i = 10mA时，由此产生多
大误差？
( 2 u 1)2 1(0 i1 0 i2)(i1i2)3 1i0 11 0i0 20 i1 3i2 33i1i2(i1i2)
b
i (u)
Q(u0 , i0)
u 0 Us
u
ai
Ri +
+
u
Us
b
ab 以左部分为线性电路，化为戴维 南等效电路，其u、i关系为
非线性电阻电路的研究知识讲解
非线性电阻电路的研究电工电子综合实验论文非线性电阻电路及应用的研究班级：姓名：学号：指导老师：一、摘要我们已经知道由线性元件构成的电路称为线性电路，若电路中含有非线性元件则称为非线性电路。
线性电路满足欧姆定律和叠加定理，因而由欧姆定律和叠加定理引出的一系列方法和定理，如回路电流法、节点电压法、戴维南（诺顿）定理、互易定理等等，均适用于求解线性电路。
对于非线性电路，欧姆定律和叠加定理不再成立，因而上述的这些线性电路的分析方法和定理已不再适用于求解非线性电路，只能有条件地应用于非线性电路中的线性部分的求解。
在非线性电路中，KCL和KVL仍成立，而非线性电阻的伏安特性则取代了线性电阻的欧姆定律。
求解非线性电阻电路的方法有图解法、解析法和数值法。
本次实验中主要采用图解法对非线性电路进行研究。
并使用multisim7.0软件仿真，在设计电路时使用串联和并联分解法，并在仿真实验后对电路进行修正。
二、关键词非线性二极管仿真凹电阻凸电阻串联分解法并联分解法三、引言对于一个一端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的一条曲线表示。
则是将其看成一个二端电阻元件。
常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。
运用这些元件串、并联或混联就可得到各种单向的单调伏安特性曲线。
四、电路设计要求（1）非线性电阻电路设计要求如下:用二极管、稳压管、稳流管等元器件设计如图1、图2所示伏安特性的非线性电阻电路。
测量所设计的伏安特性并作曲线，与图1、图2比较。
（2）实验材料、原理：二极管，电阻，电流源，电压源。
依据基尔霍夫定律和元件的伏安关系，分析非线性电阻的电路的特性，并采用串联分解法和并联分解法，分段分析，进而分析非线性电阻电路的特性曲线。
五、电路设计参考对于一个一端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的一条曲线表示。
则是将其看成一个二端电阻元件。
常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。
非线性直流电路PPT教学课件
2
R4
R5 I2
3
US4 R2
+
U2
I4 4
I3
R3
+
US3
I1 I1(U1) I 2 I 2(U 2)
R1 1
I1
+
U1
I6 R6 I5
2
R4
R5 I2
3
US4 R2
+
U2
I4 I3 R3 4 US3
G3 G4
0
G3
+
Un1
G3US3 G4US 4 I1(U1)
0 G3
G5 G6 G6 G6 G3 G6
数据处理：一株植物根系的长度是根系所 有根的平均长度－－所有植物根的长度之 和除以根的总数（多次测量取平均值）。 数据处理时，应该去掉无效数据。
实验结论
地下水位越高，根系的平均长度会越短，根 系分布越浅。
（二）植物细胞的吸水和失水
实验
实验现象：被剪去根的前端的小麦先出现萎焉 现象。
结论：植物根吸收水分的主要部位：根尖
淡水中富营养化后，“水华”频繁出现，面积逐年扩散， 持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水 华”，就连流动的河流，如长江最大支流----汉江下游汉 口江段中也出现“水华”。淡水中“水华”造成的最大危 害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的 健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏， 具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来
I4I5I2 0 I2I3I6 0
可以解得：I2、 I3、 I4、 I5、 I6、 U1、
• 例4.1：
I1
+
2V
0.5 1 0.5
非线性电阻电路
电工电子概括真验论文之阳早格格创做----非线性电阻电路的钻研姓名：xxx教号：xxxxxxxxxxxxxxxx教院：xxxxx时间：xxxxx非线性电阻电路钻研论文一、纲要正在相识时常使用的非线性电阻元件的伏安个性、凸电阻、凸电阻等前提上，自止安排非线性电阻电路举止概括电路安排，通过线性元件安排非线性电阻电路，用硬件仿真并瞅察非线性电阻的伏安个性.二、闭键词汇非线性电阻，伏安个性，Multisim10仿真，凸电阻，凸电阻，串联发会，并联发会.三、弁止非线性系统的钻研是现正在科教钻研范围的一个前沿课题，其波及里广，应用前景非常广阔.对付于一个一端心搜集，没有管里里组成，其端心电压取电流的闭系不妨用U~I仄里的直线称为伏安个性.百般单调分段线形的非线性元件电路的伏安个性不妨用凸电阻战凸电阻动做基础积木块，概括出百般所需的新元件.时常使用串联发会法或者并联发会法举止概括.本文主要介绍正在电子电工概括真验前提上，根据已有的伏安个性直线图去安排非线性电阻电路，并利用multisim10硬件举止仿真正在验.丈量所安排电路的伏安个性，记录数据，画出它的伏安个性直线并取表里值比较.四、正文1、安排央供：（1）用二极管、稳压管、稳流管等元件安排如图9.8、图9.9伏安个性的非线形电阻电路.（2）丈量所安排电路的伏安个性并做直线，取图9.8、图9.9比对付.2、非线性电阻电路的伏安个性：（1）时常使用元件时常使用元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源战线性电阻等.（如图1）图1（2）凸电阻当二个或者二个以上元件串联时，电路的伏安个性图上的电压是各元件电压之战.如图所示，是将上图中电压源、线性电阻、理念二极管串联组成.主要参数是Us战G，改变Us战G的值，便不妨得到分歧参数的凸电阻，其中电压源也不妨用稳压管代替.总的伏安个性形状为凸形.图2（3）凸电阻取凸电阻对付应，凸电阻是当二个或者以上元件并联时，电流是各元件电流之战.是将图1中电流源、电阻、理念二极管并联组成.主要参数为Is战R，改变Is战R的值便不妨得到分歧参数的凸电阻.总的伏安个性为凸形.图33、非线性元件电路的概括（1）串联发会法串联发会法正在伏安个性图中以电流I轴为界去发会直线.发会得分电路正在相共的I 轴坐标上U 值相加得本电路.本量电路为分电路的串联.对付于图(a)举止串联发会，正在伏安个性图中以电流i 轴去发会直线对付图（a-1）举止发会可知，其伏安个性直线电路为一个二极管战一个电阻的并联，一个二极管战一个电流源的并联，而后以上二者串联.图（a-2）是图（a-1）伏安线转动180度，即以上电路的二极管战电流源反交. （2）并联发会法并联发会法正在伏安个性图中以电压U 轴为界去发会直线.发会得分电路正在相共的U 轴坐标上I 值相加得本电路.本量电路为分电路的并联.不妨将个性直线上下二部分并联（如图b ）2图（a-2）图（a-1）所有电源战二极管反背即可.图b-1又不妨分为三部分直线的并联.即：a 为一个二极管战一个电阻的并联，一个二极管战一个电流源的并联，而后以上二者串联.果此电路图如下：=（2）参数采用：R1:500 Ohm I1 : 2 mA I2 : 2 mA 安排电压源大小，记录电路中电流的变更，画制I-U直线.（3）数据记录（4）由表中数据画出I-U个性直线:（5）缺面发会：通过（-0.6，-1.117）战（0.6，1.117）二面供得斜率K=1.862，斜率缺面E=|1.862-2|/2=6.92%，且正在V=1V的面，缺面为：E=|1.814-2|/2=9.3%.由此可知，二极管本去没有是真足理念的.电路2：（1）根据并联发会法，图（b）所示的直线不妨通过电流源、二极管战线性电阻的并联真止，果此对付应的电路图如下：（2）参数采用：V1从-26V到24V举止安排V2=6V V3=12V V4=6VV5=12VR1=2KΩ R2=2KΩΩ R4=2KΩ R5=2KΩΩ I1=6mA I2=6mA（3）数据记录：（4）由表中数据画出I-U个性:（5）缺面发会：由图表得出:当-6V<v<6V时，切合央供；当6V<|v|<12V时,k=(3.13-0.179)/(12-6) ＝0.4918，E=|0.4918-0.5|/0.5=1.64%；当12V<|v|<15V时，k=(5.617-3,13)/(15-12)=0.829，E=|0.829-1|/1=17.1%；当|v|>15V时,k=(9.198-5.617)/(21-15)=0.5968，E=|0.5968-0.6|/0.6=0.53%.由此可知，正在第三个拐面处缺面偏偏大.五、小结本次真验钻研了使用基础的电路本件安排所需要的非线性电路.真验中，分离电路书籍本中非线性电阻的相闭知识，并通过查找相闭书籍籍资料，安排了相闭的非线性电阻电路.而且通过真验赢得了普遍的伏安个性直线为单值函数的非线性电阻电路安排的并联发会法战串联发会法，是对付电路书籍本知识的蔓延战探索.可睹非线性元件的伏安个性直线不妨近似天用若搞条直线去表示，但是会有一定的缺面，使用时应试虑导通电压等果素.真验中，利用所教知识战Multisim10.0硬件的仿真，按真验央供目标安排出了二个非线性电阻电路，出了正在u—i直线的转合面处略有偏偏好中，较佳的谦脚了真验安排的央供.而且，根据分歧的发会要发，不妨赢得多种谦脚央供直线的非线性电阻电路.由上述非线性电阻电路真验可知，非线性电阻电路构制机动，使用便当.共时，正在电教，光教，声教等圆里也存留着歉富的非线性问题，非线性电阻电路具备线性电阻电路无可比较的本量，那便需要咱们使用教过的不过去解问他发会它进而办理易题.六、致开感动尔的电路教授黄锦安教授，他教会尔基础的电路知识.感动电工电子核心的真验教授严肃精致的道解mutisim 仿真硬件并对付真验中出现的问题举止解疑.感动共班共教的助闲，正在共共教习中互相助闲，不妨相识到了分歧的思维办法及办理问题的要发.七、参照文件《电路》黄锦安主编《电工仪容取电路真验技能》马鑫金编著。
非线性直流电路
例题 4.1
图示电路，非线性电阻特性为U I 2 4I(单位：V,A)
试求电压 U 和U1的值。
6
2
a
a
1.5A
I
Ri
I
3 U1 9V
U
b
U OC
b
U
解
(a)
(b)
(1)将a,b左边的线性含源一端口网络等效成戴维南电路，如 图(b)。对图(a)电路，当a,b断开时求得开路电压
基本要求：了解数值分析法原理，会用牛顿-拉夫逊法计算含 一个非线性电阻的电路。
数值分析法：借助计算机算法程序计算得出电路方程 的数值结果。
图中含有一个非线性压控电 阻，即图中的I与 U 存在关 系
I I (U )
a
a
线性 I 部分 U
b
I SC
I
Gi
U
b
(a)
(b)
测试二极管的好坏
可以使用万用表测试二极管性能的好坏。测试前先把万用表的转换开关拨到 欧姆档的RX1K档位（注意不要使用RX1档，以免电流过大烧坏二极管），再 将红、黑两根表笔短路，进行欧姆调零。
1、正向特性测试 把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，，红表笔（表内负极） 搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值 就是二极管的正向电阻，一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值，说明 管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管 子都不能使用。
同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑 电路。
3、限幅元件 二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V， 锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把 信号幅度限制在一定范围内。
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解得： u1 10.828V 和 u1 5.172V
X
例题2
如图所示非线性电阻电路，两个非线性电阻均 1 2 2 为压控型，i3 g(u3 ) u3 2u3，i6 g(u6 ) 2 u6 3u6 。试 列写电路的节点电压方程。 u3 - G i + 5 5 3 1 2 解 选节点0为参考节点，对节点1， i6 i 3 i is i2 4 2，3列写KCL得： + G
§4-1 非线性电阻电路
北京邮电大学电子工程学院非线性电阻电路
X
1.非线性电阻元件
定义：元件参数随电压或电流而变化的元件。 u f (i) ——流控型非线性电阻元件 i i g (u) ——压控型非线性电阻元件
u
＋
u
u
－
0
i
0
i
符号
在曲线的下倾段，元件具有负阻值。
X
解（续）
整理得节点电压方程如下：
2 2 un1 un2 2un1un2 (2 G2 )un1 2un2 is 2 2 un1 un2 2un1un2 2un1 (2 G4 G5 )un2 G5 un3 G4 us 1 2 un3 G5 un2 (3 G5 )un3 0 2
def
P
v
返回
X
2.非线性电阻电路
非线性电阻电路的拓扑约束仍遵守 KCL 、 KVL ， 但其VCR约束将不再服从欧姆定律。 叠加定理、齐性定理和互易定理一般不再成立，节 点法、支路法仍然适用，而网孔法和回路法原则上 不适用。
X
例题1
如图所示非线性电阻电路，非线性电阻是流控 R1 2 ， us 7V 。试 R2 6，is 2A ， 型的， u3 f (i3 ) 2i32 1， 求电阻 R1 两端的电压 u1 。 i3 解 根据KCL和KVL可得： + + u 3i is 1 R2 u2
i3 is i1 2 i1 u1 u2 u3 us u2 u3 7
R1
+ -
u1
-
us
根 据 元 件 VCR 可 得 ：
u1 R1i1 2i1
u2 R2i2 6i3
2 u3 2i3 1
X
解（续）
将元件的VCR方程代入KCL、KVL方程得：
X
1.非线性电阻元件
i/mA
＋
i
30 20 10 -20 -10
v
正向特性
u
－
半导体二极管
-2 0 -4 -6
反向特性
0.5
1 u/V
i A
半导体二极管的特性曲线
X
1.非线性电阻元件
静态电阻与动态电阻
对与特性曲线上某一点P：
u 静态电阻：R i P
def
u/V
0
P(u,i) i/A
du 动态电阻： Rd di
i2 i3 is i4 i5 i3 0
4
G2
0
+
由元件VCR得：
i6 i5 0
u - s
-
u6
i2 G2un1 2 i3 u3 2u3 (un1 un2 )2 2(un1 un2 ) i4 G4 (un2 us )
i5 G5 (un2 un3 ) 1 2 1 2 i6 u6 3u6 un3 3un3 2 2
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X