ch14非線性電阻電路(已修改)
2025-05-15 18:40 本頁(yè)面
【正文】 第 14章 非線性電路 非線性電路元件 （ R ,L ,C 的基本特性 ) 分析非線性電阻電路的圖解法（圖解法） 分段線性化方法 （近似法） 小信號(hào)分析法 （近似法） 牛頓 —拉夫遜法 （數(shù)值法） 求解自治電路的分段線性法 非線性動(dòng)態(tài)電路狀態(tài)方程的列寫(xiě) 非線性電路元件 一、非線性電阻元件 線性電阻元件的伏安特性滿足歐姆定律。電阻值大小與 u、 i 無(wú)關(guān)（ R為常數(shù)），其伏安特性為一過(guò)原點(diǎn)的直線。線性電阻的 u、 i 關(guān)系與方向無(wú)關(guān)。 ?tg??iuRi u P u i ? u i R ① 線形電阻元件 非線性電阻元件的伏安特性不滿足歐姆定律，而遵循某種特定的非線性函數(shù)關(guān)系。其阻值大小與 u、 i 有關(guān)，伏安特性不是過(guò)原點(diǎn)的直線。 非線性電阻元件的圖形符號(hào)與伏安函數(shù)關(guān)系 : ② 非線性電阻元件 ()()u f ii g u??? ???????流控電阻非線性電阻元件的分類 壓控電阻單調(diào)性電阻電阻兩端電壓是其電流的單值函數(shù)。 對(duì)每一電流值有唯一的電壓與 之對(duì)應(yīng)，對(duì)任一電壓值則可能有多個(gè)電流與之對(duì)應(yīng) (不唯一 )。 某些充氣二極管具有類似伏安特性。 流控電阻的伏安特性呈“ S”型。 u i 0 1 流控電阻： 壓控電阻的伏安特性呈“ N”型。 隧道二極管 ( 單極晶體管 )具有此伏安特性。 對(duì)每一電壓值有唯一的電流與 之對(duì)應(yīng)，對(duì)任一電流值則可能有多個(gè)電壓與之對(duì)應(yīng) (不唯一 )。 電阻兩端電流是其電壓的單值函數(shù)。 u i 0 2 壓控電阻： “S”型和“ N”型電阻的伏安特性均有一段下傾段，在此段內(nèi)電流隨電壓增大而減小。 u i 0 u i 0 u、 i 關(guān)系具有方向性。 P?N結(jié)二極管具有此特性。 u、 i 一一對(duì)應(yīng)，既是壓控又是流控。 0 u i u i P ??u + ? i 伏安特性單調(diào)增長(zhǎng)或單調(diào)下降。 3 單調(diào)型電阻： 其伏安特性可用下式表示： 其中： Is 反向飽和電流 ( 常數(shù) ) 0 . 0 2 6 V ) 下約為溫度的電壓當(dāng)量（室溫TU0 u i u i P ?? Ts ( e 1 )uUiI??③ 非線性電阻的靜態(tài)電阻 Rs 和動(dòng)態(tài)電阻 Rd 靜態(tài)電阻 : 動(dòng)態(tài)電阻 : ??i u P ?tgiuR ???tgdiduR d ??(2) 對(duì)“ S”型、“ N”型非線性電阻，下傾段 Rd 為負(fù)， 因此，動(dòng)態(tài)電阻在這些階段具有“負(fù)電阻”性質(zhì)。 (1) P點(diǎn)位置不同時(shí) ， Rs 與 Rd 均變化 。 說(shuō)明： ① 非線性電容元件的庫(kù)伏特性遵循某種特定的非 線性函數(shù)關(guān)系。其庫(kù)伏特性不是過(guò)原點(diǎn)的直線。 q = f ( u ) u = h ( q ) 非線性電容元件的圖形符號(hào)與庫(kù)伏函數(shù)關(guān)系 : 二、非線性電容元件 ()()q f uu f q???????壓控電容非線性電容分類 荷控電容單調(diào)性電容② 非線性電容的靜態(tài)電容 Cs 和動(dòng)態(tài)電容 Cd 靜態(tài)電容 : 動(dòng)態(tài)電容 : ??u q P ?tguqC ???tgdudqC d ??① 非線性電感元件的韋安特性遵循某種特定的非 線性函數(shù)關(guān)系。其韋安特性不是過(guò)原點(diǎn)的直線。 i = f ( Ψ ) Ψ = h ( i ) 非線性電感元件的圖形符號(hào)與韋安函數(shù)關(guān)系 : 三、非線性電感元件 ()()ifhi??????????鏈控電感流控電感 =非線性電感元件單調(diào)性電感非鏈控非流控電感② 非線性電感的靜態(tài)電感 Ls 和動(dòng)態(tài)電感 Ld 靜態(tài)電感 : 動(dòng)態(tài)電感 : ??i Ψ P ?? tgiL ???? tgdidL d ?? ③ 非線性電感的韋安特性曲線 非線性電感亦有單調(diào)型，但大多數(shù)實(shí)際非線性電感元件都包含由鐵磁材料所做成的鐵心，由于鐵磁材料存在磁滯現(xiàn)象，因此對(duì)應(yīng)的韋安特性曲線都具有如圖所示的回線形式。 這種電感既不是鏈控型也不是流控型非線性電感。 分析非線性電阻電路的圖解法 一、簡(jiǎn)單串并聯(lián)非線性電阻電路的圖解法 i + + ? ? ? + u 2u1u① 非線性電阻的串聯(lián) 2121iiiuuu????)()()( 221121ifififuuu?????u ui 39。u39。1uo 1u2u39。1u39。u239。i 在每一個(gè) i 下 ， 圖解法求 u ，將一系列 u、 i 值連成曲線即得串聯(lián)等效電阻 (仍為非線性 )。 兩個(gè)流控非線性電阻串聯(lián)的等效電阻仍為流控非線性電阻。 ② 非線性電阻的并聯(lián) 2121uuuiii????i + + ? ? ? + u i1 i2 u1 u2 如果串并聯(lián)電路由壓控型非線性電阻和流控型非線性電阻構(gòu)成，則等效非線性電阻的伏安特性既可能是電壓的多值函數(shù)也可能是電流的多值函數(shù)。 在每一個(gè) u 下，圖解法求 i，將一系列 i、 u值連成曲線即得其特性曲線 (仍為非線性 )。 i u o )(ui39。1i39。2i39。i39。i139。u)(1 ui
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