电路基础陈佳新电子课件第14章节非线性电路.pptVIP

第1章 电路模型和电路定律 * 第14章 非线性电路 尚辅网 / 电 路 基 础 福建工程学院 陈佳新 陈炳煌 编 第14章 非线性电路 14.1 非线性电路元件 14.2 非线性电阻电路的分析 14.1 非线性电路元件 本章先介绍非线性电阻、电感和电容等元件的概念，然后对求解非线性电阻电路的解析法、图解法及小信号分析法作一简明的阐述。 14.1.1 非线性电阻元件 非线性电阻元件的伏安关系不满足欧姆定律, 在u-i平面上为一条非线性曲线。 （2）电流控制型电阻 非线性电阻元件两端电压是其通过的电流的单值函数。 u = f(i) （3）单调型电阻 其伏安特性为单调增长型或单调下降型。 u=f(i) 或 i=g(u) （1）电压控制型电阻 通过非线性电阻元件中的电流是其两端电压的单值函数。 i=g(u) （4）开关型 图示为理想二极管及其伏安特性曲线。其VCR可表示为 当u＜0时，i=0；当i＞0时，u=0 2. 静态电阻和动态电阻 非线性电阻在某一工作点Q的静态电阻，定义为该工作点的直流电压与直流电流之比，即 静态电阻又称为直流电阻。Q点的静态电阻R正比于tan?。 非线性电阻在某一工作点Q的动态电阻，定义为该工作点的电压增量与电流增量之比，也就是电压对电流的导数，即 动态电阻又称为交流电阻。Q点的动态电阻Rd正比于tan?。 显然，静态电阻R和动态电阻Rd都与工作点的位置有关。 解 （1）i1 = 0.1A时：u1=20×0.1+0.12 V = 2.01V 　 i2 = 5A时：u2 = 20×5+52 V = 125V 　 （2） u12 = f( i1+i2) = 20(i1+i2)+ (i1+i2)2 = u1+u2+ (i1+i2)2 可见 　u12≠u1+u2 所以，叠加定理不适用于非线性电路。 【例14.1.1】有一非线性电阻元件, 伏安特性为 （单位分别为V和A）。（1）试分别求出时对应i1 = 0.1A、i2 = 5A的电压u1、u2的值；（2）设u12 = f( i1+i2), 试问u12是否等于u1+u2? 14.1.2 非线性电容元件和非线性电感元件 1. 非线性电容元件 非线性电容元件的库伏特性在q-u平面上不是一条通过坐标原点的直线 。 非线性电容元件也有电压控制型电容q=f(u) 、电荷控制型电容u =f(q)、单调型电容。 非线性电容在某一工作点P，则有 静态电容： ，C正比于tan? 动态电容： ，Cd正比于tan? 2. 非线性电感 非线性电感元件的韦安特性在? - i平面上不是一条通过坐标原点的直线 。 非线性电感元件也有电流控制型电感?=f(i)、磁链控制型电感i=f(?) 、单调型电感。图示为铁磁材料的? - i 特性曲线。 非线性电感在某一工作点P，则有 静态电感： ，L正比于tan? 动态电感： ，Ld正比于tan? 14.2 非线性电阻电路的分析 基尔霍夫定律是分析线性电路和非线性电路的基本定律。 14.2.1 图解法 图解法分析可分为曲线相加法和曲线相交法。 1. 非线性电阻的串联 图示两个非线性电阻串联用一个等效电阻来代替。假设两个非线性电阻的伏安特性分别为u1 = f1 (i1 )和u2 = f2 (i2 )，等效电阻的伏安特性用u = f (i )表示。 2. 非线性电阻的并联 同样可以采用“曲线相加法”分析非线性电阻的并联。只要对每一个电压值u对应的电流值i1和i 2相加，即得i 值。取不同的电压值，逐点分析，便可得到并联后的特性曲线i = f (u)。 根据KCL和KVL，有 i = i1 = i2 u = f (i ) = u1 + u2 = f1 (i1 ) + f2 (i2 ) 用“曲线相加法”，将同一 i值下的u1值和u2值相加，即得u值。取不