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非线性电阻电路

电工电子综合实验论文

----非线性电阻电路的研究

：xxx

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学院：xxxxx

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非线性电阻电路研究论文

一、摘要

在了解常用的非线性电阻元件的伏安特性、凹电阻、凸电阻等基础上，自行设计非线性电阻电路进行综合电路设计，通过线性元件设计非线性电阻电路，用软件仿真并观察非线性电阻的伏安特性。二、关键词

非线性电阻，伏安特性，Multisim10仿真，凹电阻，凸电阻，串联分解，并联分解。

三、引言

非线性系统的研究是当今科学研究领域的一个前沿课题，其涉及面广，应用前景非常广阔。对于一个一端口网络，不管部组成，其端口电压与电流的关系可以用U~I平面的曲线称为伏安特性。各种单调分段线形的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻作为基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。本文主要介绍在电子电工综合实验基础上，根据已有的伏安特性曲线图来设计非线性电阻电路，并利用multisim10软件进行仿真实验。测量所设计电路的伏安特性，记录数据，画出它的伏安特性曲线并与理论值比较。

四、正文

1、设计要求：

（1）用二极管、稳压管、稳流管等元件设计如图9.8、图9.9伏安特性的非线形电阻电路。

i/mA

图9.8伏安特性

i/mA

6 12 15 20

图9.9伏安特性

（2）测量所设计电路的伏安特性并作曲线，与图9.8、图9.9比对。

2、非线性电阻电路的伏安特性：

（1）常用元件

常用元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。（如图1）

图1

（2）凹电阻

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。如图所示，是将上图中电压源、线性电阻、理想二极管串联组成。主要参数是Us和G，改变Us和G的值，就可以得到不同参数的凹电阻，其中电压源也可以用稳压管代替。总的伏安特性形状为凹形。

图2

（3）凸电阻

与凹电阻对应，凸电阻是当两个或以上元件并联时，电流是各元件电流之和。是将图1中电流源、电阻、理想二极管并联组成。主要参数为Is和R，改变Is和R的值就可以得到不同参数的凸电阻。总的伏安特性为凸形。

图3

3、非线性元件电路的综合（1）串联分解法

串联分解法在伏安特性图中以电流I 轴为界来分解曲线。分解得分电路在相同的I 轴坐标上U 值相加得原电路。实际电路为分电路的串联。对于图(a)进行串联分解，在伏安特性图中以电流i 轴来分解曲线

对图（a-1）进行分析可知，其伏安特性曲线电路为一个二极管和一个电阻的并联，一个二极管和一个电流源的并联，然后以上二者串联。图（a-2）是图（a-1）伏安线旋转180度，即以上电路的二极管和电

= 1 0 2

（串联）

u/V

0 -2

-1

i/mA

图（a-2）

图（a-1）

图（a ）

0 1

-1 2

-2

i/mA

流源反接。（2）并联分解法

并联分解法在伏安特性图中以电压U 轴为界来分解曲线。分解得分电路在相同的U 轴坐标上I 值相加得原电路。实际电路为分电路的并联。可以将特性曲线上下两部分并联（如图b ）

u/v

图(b) =

图(b-1)

由于特性曲线上下部分是对称的，这里只分析下半部分的设计思路，上半部分只需把下半部分设计的电路图中的所有电源和二极管反向即可。

图b-1又可以分为三部分曲线的并联。即：

分解后的图形又可以分解成一步并联和一步串联，其中并联由二极管

和电流源实现，再串接一个凹电阻。

4、电路设计以及数据记录

电路1：

（1）根据串联分解法可知，图（a）所示伏安特性曲线电路为一个二

极管和一个电阻的并联，一个二极管和一个电流源的并联，然后以上

二者串联。因此电路图如下：

（2）参数选择：R1:500 Ohm I1 : 2 mA I2 : 2 mA 调节电压源大小，记录电路中电流的变化，绘制I-U曲线。

（3）数据记录

电源电压(V) 电流表示数

(mA)

电源电压

(V)

电流表示数

(mA)

-2 -2.000 0.2 0.374

-1.8 -2.000 0.4 0.747 -1.6 -2.000 0.6 1.117 -1.4 -2.000 0.8 1.478 -1.2 -1.997 1.0 1.814 -1.0 -1.814 1.2 1.997 -0.8 -1.478 1.4 2.000 -0.6 -1.117 1.6 2.000 -0.4 -0.747 1.8 2.000 -0.2 -0.374 2.0 2.000 0 0.059p 2.2 2.000 （4）由表中数据画出I-U特性曲线:

（5）误差分析：

通过（-0.6，-1.117）和（0.6，1.117）两点求得斜率K=1.862，

斜率误差E=|1.862-2|/2=6.92%，且在V=1V的点，误差为：

E=|1.814-2|/2=9.3%。由此可知，二极管并不是完全理想的。

电路2：

（1）根据并联分解法，图（b）所示的曲线可以通过电流源、二极管

和线性电阻的并联实现，因此对应的电路图如下：

（2）参数选择：

V1从-26V到24V进行调节 V2=6V V3=12V V4=6V V5=12V

R1=2KΩR2=2KΩR3=0.667KΩR4=2KΩR5=2KΩ

R1=0.667KΩ I1=6mA I2=6mA

（3）数据记录：

电源电压(V)

电流表示数

(mA) 电源电压

（V）

电流表示数

(mA)

-21 -9.198 0 -0.038n -18 -7.418 3 0.444u -15 -5.617 6 0.179 -12 -3.130 9 1.549 -9 -1.549 12 3.130 -6 -0.179 15 5.617 -3 -0.444u 18 7.418 （4）由表中数据画出I-U特性:

（5）误差分析：

由图表得出:

当 -6V

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，在第三个拐点处误差偏大。

五、小结

本次实验研究了使用基本的电路原件设计所需要的非线性电路。实验中，结合电路书本中非线性电阻的相关知识，并通过查找相关书籍资料，设计了相关的非线性电阻电路。并且通过实验获得了一般的伏安特性曲线为单值函数的非线性电阻电路设计的并联分解法和串联分解法，是对电路书本知识的延伸和探索。

可见非线性元件的伏安特性曲线可以近似地用若干条直线来表示，但会有一定的误差，使用时应考虑导通电压等因素。

实验中，利用所学知识和Multisim10.0软件的仿真，按实验要求方向设计出了两个非线性电阻电路，出了在u—i曲线的转折点处略有偏差外，较好的满足了实验设计的要求。而且，根据不同的分解方法，可以获得多种满足要求曲线的非线性电阻电路。

由上述非线性电阻电路实验可知，非线性电阻电路构造灵活，运用方便。同时，在电学，光学，声学等方面也存在着丰富的非线性问

题，非线性电阻电路具有线性电阻电路无可比拟的性质，这就需要我们运用学过的只是去解答他分析它从而解决难题。

六、致

感我的电路老师黄锦安老师，他教会我基本的电路知识。

感电工电子中心的实验老师认真细致的讲解mutisim仿真软件并对实验中出现的问题进行解疑。

感同班同学的帮助，在共同学习中互相帮助，可以了解到了不同的思维方式及解决问题的方法。

七、参考文献

《电路》黄锦安主编

《电工仪表与电路实验技术》马鑫金编著

09非线性电阻电路分析

非线性电阻电路分析一、是非题 1.非线性电阻的电流增加k倍，则电压也增加k倍。 2.单调型非线性电阻，随着电压升高，动态电阻也增加。 3.非线性电阻电路小信号分析法的实质是将工作点附近的非线性伏安特性线性化。 4.半导体二极管电路模型是单调型非线性电阻，不属电压控制型、电流控制型。 5.不论非线性电阻或线性电阻串联，总功率等于各元件功率之和，总电压等于各元件电压之和。答案部分 1.答案(-) 2.答案(-) 3.答案(+) 4.答案(-) 5.答案(+)

二、单项选择题 1.影响非线性电阻阻值变化的因素主要是 (A)时间 (B)温度 (C)电压或电流 2.双向性非线性电阻的伏安特性曲线为 3.有关非线性电阻电路的正确概念应是 (A)不同类型的非线性电阻其动态电阻定义不同 (B)单向型非线性电阻不具有单调型电阻性质 (C)非线性电阻可能在有关电压下具有多个电流值 (D)非线性电阻电路功率不守恒 4.图示非线性电阻伏安特性曲线中的BC段对应于下列哪个等效电路？

5.与图示非线性电阻伏安特性曲线AB段对应的等效电路是答案部分 1.答案(C) 2.答案(B) 3.答案(C) 4.答案(B) 5.答案(B)

三、填空题 1.非线性电阻元件的性质一般用__________来表示。 2.图示电路中的理想二极管，流过的电流I为_______A。 3.右上图示曲线①和②为非线性电阻R1和R2的伏安特性曲线。试画出R1、R2并联后的等效伏安特性。 4.图示隧道二极管伏安特性曲线，试分析i S=4mA、i S=1mA、i S=-2mA三种情况下，隧道二极管的工作点。i S=4mA时____，i S=1mA时_____，i S=-2mA时____。 6.理想二极管伏安特性曲线如图(b)折线所示，试绘出图(a)所示网络的伏安特性曲线。

非线性电阻伏安特性的研究

Shiyan 非线性电阻伏安特性的研究与经验公式的建立

实验5-9 非线性电阻伏安特性的研究与经验公式的建立（一）教学基本要求 1.了解分压线路、限流线路以及电表刻度盘上的各种符号。 2.了解非线性电阻元件的伏安特性。 3.掌握探索物理规律、建立经验公式的实验思想和实验方法。 4.学会测量未知物理量之间的关系曲线。 5.掌握作图的基本规则，学会用半对数坐标纸作图并学会求斜率和截距。 6.掌握用变量代换法把曲线改直进行线性拟合或通过计算机软件作图用最小二乘法进行曲线拟合。 7.学会通过合理选择接线方式减小电表接入系统误差的方法。 8.学会判断二极管极性的方法。（二）讲课提纲 1．实验简介电阻元件的伏安特性曲线（电压～电流曲线）呈直线型的，称为线性电阻；呈曲线型的，称为非线性电阻。常见的典型非线性电阻元件有点亮的白炽灯泡中的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管等。非线性电阻的伏安特性所反映出来的规律，总是与一定的物理过程相联系的。利用电阻元件的非线性特性研制出的各种新型传感器、换能器，在温度、压力、光强等物理量的检测和自动控制方面应用非常广泛。对非线性电阻特性及规律的研究，可以加深对有关物理过程、物理规律及其应用的认识。实际中许多物理量之间的关系是非线性的关系，为了形象地表示物理量之间的函数关系，寻找物理规律，常常需要测绘各种各样的特性曲线。伏安特性是电学元件最重要的电学之一。实验中选择了两种非线性电阻元件，稳压型二极管和小灯泡，测绘伏安特性曲线，建立电压和电流之间关系的经验公式。通过实验，学习探索物理量间关系、建立定量经验公式的基本方法。 2．实验设计思想和实现方法（1）测量伏安特性曲线电学元件的电流和电压之间关系曲线称为伏安特性曲线，不同电学元件的伏安特性曲线不同。电阻的伏安特性曲线――线性，小灯泡的伏安特性曲线――非线性，二极管（正向和反向）的伏安特性曲线――非线性。测量电阻元件伏安特性曲线的一般方法，在电阻元件上加不同的电压，测量相应的电流。采用电压表和电流表同时测量电压和电流的测量线路有两种接法，电流表内接和电流表外接。为了减小电表接入产生的误差，一般情况，待测对象阻值很大，采用电流表内接；待测对象阻值很小，采用电流表外接。为了消除电表接入误差，可以采用理论修正的方法。

非线性电阻电路研究论文

非线性电阻电路研究论文一、摘要生活中存在的各种各样的电路，绝大多数是非线性电路。非线性电路已经越来越普遍地成为很多线代电子电工技术的理论基础。我们需要对非线性电路有较为深刻的理解，在了解常用的非线性电阻元件的伏安特性、凹电阻、凸电阻等基础上，自行设计非线性电阻电路进行综合电路设计，并利用Multisim软件仿真模拟并加以验证理论的正确性。二、关键词二极管，电压源，电流源，线性电阻，电压及其对应的电流。三、引言非线性系统的研究是当今科学研究领域的一个前沿课题，其涉及面广，应用前景非常广阔。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平面的曲线称为伏安特性。各种单调分段线形的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻作为基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。本文主要介绍在电子电工综合实验基础上，根据已有的伏安特性曲线图来设计非线性电阻电路，并利用multisim7软件进行仿真实验。测量所设计电路的福安特性，记录数据，画出它的伏安特性曲线并与理论值比较。四、正文 1、实验材料与设备装置 1）实验装置电压源，电流源，稳压管，线性电阻器，二极管DIODE_VIRTUAL，电流表，multisim7软件 2）实验原理和方法要点对于图(a)进行串联分解，在伏安特性图中以电流i轴来分解曲线图（a-2）图（a-1）

对图（a-1）进行分析可知，其伏安特性曲线电路为一个二极管和一个电阻的并联，一个二极管和一个电流源的并联，然后以上二者串联。图（a-2）是图（a-1）伏安线旋转180度，即以上电路的二极管和电流源反接。同样的道理，可以将特性曲线上下两部分并联（如图b ）由于特性曲线上下部分是对称的，这里只分析下半部分的设计思路，上半部分只需把下半部分设计的电路图中的所有电源和二极管反向即可。图b-1又可以分为三部分曲线的并联。即： u/v 图(b) = 图(b-1) +

非线性电阻电路

电工电子综合实验论文 ----非线性电阻电路的研究姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxxxxxx 学院：xxxxx 时间：xxxxx

非线性电阻电路研究论文一、摘要在了解常用的非线性电阻元件的伏安特性、凹电阻、凸电阻等基础上，自行设计非线性电阻电路进行综合电路设计，通过线性元件设计非线性电阻电路，用软件仿真并观察非线性电阻的伏安特性。二、关键词非线性电阻，伏安特性，Multisim10仿真，凹电阻，凸电阻，串联分解，并联分解。三、引言非线性系统的研究是当今科学研究领域的一个前沿课题，其涉及面广，应用前景非常广阔。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平面的曲线称为伏安特性。各种单调分段线形的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻作为基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。本文主要介绍在电子电工综合实验基础上，根据已有的伏安特性曲线图来设计非线性电阻电路，并利用multisim10软件进行仿真实验。测量所设计电路的伏安特性，记录数据，画出它的伏安特性曲线并与理论值比较。四、正文 1、设计要求：（1）用二极管、稳压管、稳流管等元件设计如图9.8、图9.9伏安特性的非线形电阻电路。

（2）测量所设计电路的伏安特性并作曲线，与图9.8、图9.9比对。 2、非线性电阻电路的伏安特性：（1）常用元件常用元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。（如图1） 6 12 15 20 9 6 3 i/mA 图9.9伏安特性 u /V i/mA 图9.8伏安特性 1 2

非线性混沌电路实验报告

非线性电路混沌及其同步控制【摘要】本实验通过测量非线性电阻的I-U特性曲线，了解非线性电阻特性，，从而搭建出典型的非线性电路——蔡氏振荡电路，通过改变其状态参数，观察到混沌的产生，周期运动，倍周期与分岔，点吸引子，双吸引子，环吸引子，周期窗口的物理图像，并研究其费根鲍姆常数。最后，实验将两个蔡氏电路通过一个单相耦合系统连接并最终研究其混沌同步现象。【关键词】混沌现象有源非线性负阻蔡氏电路混沌同步费根鲍姆常数一．【引言】 1963年，美国气象学家洛伦茨在《确定论非周期流》一文中，给出了描述大气湍流的洛伦茨方程，并提出了著名的“蝴蝶效应”，从而揭开了对非线性科学深入研究的序幕。非线性科学被誉为继相对论和量子力学之后，20世界物理学的“第三次重大革命”。由非线性科学所引起的对确定论和随机论、有序和无序、偶然性与必然性等范畴和概念的重新认识，形成了一种新的自然观，将深刻的影响人类的思维方法，并涉及现代科学的逻辑体系的根本性问题。迄今为止，最丰富的混沌现象是非线性震荡电路中观察到的，这是因为电路可以精密元件控制，因此可以通过精确地改变实验条件得到丰富的实验结果，蔡氏电路是华裔科学家蔡少棠设计的能产生混沌的最简单的电路，它是熟悉和理解非线性现象的经典电路。本实验的目的是学习有源非线性负阻元件的工作原理，借助蔡氏电路掌握非线性动力学系统运动的一般规律性，了解混沌同步和控制的基本概念。通过本实

验的学习扩展视野、活跃思维，以一种崭新的科学世界观来认识事物发展的一般规律。二．【实验原理】 1.有源非线性负阻一般的电阻器件是有线的正阻，即当电阻两端的电压升高时，电阻内的电流也会随之增加，并且i-v呈线性变化，所谓正阻，即I-U是正相关，i-v曲线的斜率 u i ? ? 为正。相对的有非线性的器件和负阻，有源非线性负阻表现在当电阻两端的电压增大时，电流减小，并且不是线性变化。负阻只有在电路中有电流是才会产生，而正阻则不论有没有电流流过总是存在的，从功率意义上说，正阻在电路中消耗功率，是耗能元件；而负阻不但不消耗功率，反而向外界输出功率，是产能元件。一般实现负阻是用正阻和运算放大器构成负阻抗变换器电路。因为放大运算器工作需要一定的工作电压，因此这种富足成为有源负阻。本实验才有如图1所示的负阻抗变换器电路，有两个运算放大器和六个配置电阻来实现。图1 有源非线性负阻内部结构用电路图3以测试有源非线性负阻的i-v特性曲线，如图4示为测试结果曲线，分为5段折现表明，加在非线性元件上的电压与通过它的电流就行是相反的，

电路的分析方法电子教案

第2章电路的分析方法本章要求： 1. 掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路的图解分析法。重点： 1．支路电流法； 2．叠加原理； 3．戴维宁定理。难点： 1．电流源模型； 2．结点电压公式； 3．戴维宁定理。 2.1 电阻串并联联接的等效变换 1．电阻的串联特点： 1)各电阻一个接一个地顺序相联； 2)各电阻中通过同一电流； 3)等效电阻等于各电阻之和； 4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。两电阻串联时的分压公式： 2．电阻的并联特点: 1)各电阻联接在两个公共的结点之间； 2)各电阻两端的电压相同； 3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和； 4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。 U R R R U 2111+=U R R R U 2 122+=

两电阻并联时的分流公式： 2.3 电源的两种模型及其等效变换 1．电压源电压源是由电动势 E 和内阻 R 0 串联的电源的电路模型。若 R 0 = 0，称为理想电压源。特点： (1) 内阻R 0 = 0； (2) 输出电压是一定值，恒等于电动势（对直流电压，有 U ≡ E ），与恒压源并联的电路电压恒定； (3) 恒压源中的电流由外电路决定。 2．电流源电流源是由电流 I S 和内阻 R 0 并联的电源的电路模型。若 R 0 = ∞，称为理想电流源。特点： (1) 内阻R 0 = ∞ ； (2) 输出电流是一定值，恒等于电流 I S ，与恒流源串联的电路电流恒定； (3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。 3．电压源与电流源的等效变换等效变换条件： E = I S R 0 0 R E I = S 注意： ① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。 ② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 ④ 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路，都可化为一个电流为 I S 和这个电阻并联的电路。 4．电源等效变换法（1）分析电路结构，搞清联接关系；（2）根据需要进行电源等效变换；（3）元件合并化简：电压源串联合并，电流源并联合并，电阻串并联合并； I R R R I 2121+=I R R R I 2 112+=

习题六简单非线性电阻电路分析.

习题六简单非线性电阻电路分析 6-1 如题图6-1所示电路中，其中二极管和稳压二极管均采用理想特性，试分别画出其端口的DP 图。题图6-1 6-2 设一混频器所用的非线性电阻特性为 2 210u a u a a i ++= 当其两端电压）（）（t w A t w A u 2211cos cos +=时，求）。（t i 6-3 试画出下列电阻元件的u -i 特性，并指出3的单调性、压控的还是流控的？（1）u e i -=；（2）2 i u =；（3）3 01.01.0u u i +-=。 6-4 试写出题图6-4所示分段线性非线性电阻的u -i 特性表达式。题图6-4 6-5 如题图6-5（a ）所示电路为一逻辑电路，其中二极管的特性如题图6-5（b ）所示。当U 1 = 2 V ，U 2 = 3 V ，U 3 = 5 V 时，试求工作点u 。

题图6-5 6-6 如题图6-6所示电路含有理想二极管，试判断二极管是否导通？ 6-7 设有一非线性电阻的特性为u u i 343 -=，它是压控的还是流控的？若）（wt u cos =，求该电阻上的电流i 。 6-8 如题图6-8所示为自动控制系统常用的开关电路，K 1和K 2 为继电器，导通工作电流为0.5 mA 。D 1和D 2为理想二极管。试问在图示状态下，继电器是否导通工作？题图6-6 题图6-8 6-9 如题图6-9所示为非线性网络，试求工作点u 和i 。题图6-9 6-10 如题图6-10所示网络，其中N 的A 矩阵为 A =? ? ? ? ??Ω5.1s 05.055.2

非线性电路中混沌现象的研究实验

非线性电路中混沌现象的研究实验长期以来人们在认识和描述运动时，大多只局限于线性动力学描述方法，即确定的运动必然有一个确定的解析解。但是在自然界中相当多的情况下，非线性现象却有着非常大的作用。1963年美国气象学家Lorenz 在分析天气预报模型时，首先发现空气动力学中的混沌现象，这一现象只能用非线性动力学来解释。于是，1975年混沌作为一个新的科学名词首先出现在科学文献中。从此,非线性动力学得到迅速发展,并成为有丰富内容的研究领域。该学科涉及到非常广泛的科学范围，从电子学到物理学，从气象学到生态学,从数学到经济学等。混沌通常相应于不规则或非周期性,这是非由非线性系统产生的本实验将引导学生自已建立一个非线性电路。【实验目的】 1.测量非线性单元电路的电流--电压特性,从而对非线性电路及混沌现象有一深刻了解。 2.学会测量非线性器件伏安特性的方法。【实验仪器】非线性电路混沌实验仪【实验原理】图1 非线性电路图2 三段伏安特性曲线 1.非线性电路与非线性动力学：实验电路如图1所示,图1中只有一个非线性元件R ，它是一个有源非线性负阻器件。电感器L 和电容器2C 组成一个损耗可以忽略的振荡回路:可变电阻21W W +和电容器1C 串联将振荡器产生的正弦信号移相输出。较理想的非线性元件R 是一个三段分段线性元件。图2所示的是该电阻的伏安特性曲线,从特性曲线显示加在此非线性元件上电压与通过它的电流极性是相反的。由于加在此元件上的电压增加时，通过它的电流却减小，因而将此元件称为非线性负阻元件。图1 电路的非线性动力学方程为： 11211Vc g )Vc Vc (G dt dVc C ?--?=L 2122 i )Vc Vc (G dt dVc C +-?=

线性电阻电路分析

长春理工大学国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告 2019-2020学年第2学期实验题目：线性电阻电路分析实验地点：东1教414 学院：电子信息工程班级学号：190412125 姓名：谷东月报告成绩：

一、实验目的 1、熟悉EWB工作平台的操作环境 2、练习利用EWB进行电路的创建 3、会用电压表和电流表对所设计电路进行测量 4、研究电压表、电流表内阻对电路测量的影响 5、通过对线性电路叠加定理验证实验的设计，训练工程实践思维模式二、实验性质验证性实验三、实验内容 1、分压电路（1）复制电子工作平台上的实验电路图（2）测量数据记录测量R1电压的电压表内阻测量值R01R02R03R04 25M 25k 25 25m V R1 （V） 6 5.883 0.286 0.3 V R2 （V） 6 6.117 11.714 12 （3）数据分析及结论

1.当R1和R2相差不大时，满足分压公式V R1=（R1/R1+R2）*U,V R2=（R2/R1+R2）*U 2.V R1+V R2=U 2、分流电路（1）复制电子工作平台上的实验电路图（2）测量数据记录 R1电阻（Ω）测量值R11 R12 R13 25 50 75 I R1 5 3.33 2.5 I R2 5 6.67 7.5 （3）数据分析及结论 1、并联电阻分流并与电阻成反比 2、并联电阻分流之和等于电路电流 3、I R1+I R2=I，I R1/I R2=R2/R1 3、叠加定理验证实验（1）设计思路

（2）测量数据及分析图1 图2 图3 U1 1.5 2.25 -0.75 U2 30 22.5 7.5 U3 0 1.125 -1.125 （3）理论分析及结论分析：图二，图三数据相加等于相对应的图一的数据。结论：在线性电路中，任一支路的电压和电流，在各个独立源的作用下，在该支路中

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。其电路符号及伏安特性图如下图（a）、（b）所示：

非线性电阻的应用——混沌现象

非线性电阻电路的应用 --混沌电路作者：0908190162 周勇权【摘要】本文从能产生混沌行为的一种最简自治电路——蔡氏电路着手，以非线性负电阻电路为基础，简单介绍了非线性负电阻混沌电路实验的实验原理。通过实现非线性负电阻电路和设计混沌电路，熟悉非线性电阻电路的应用，了解混沌电路最基本的原理。同时利用Multisim仿真软件模拟测定非线性负电阻的伏安特性曲线，观察不同参数条件下混沌现象。【关键字】非线性电阻电路混沌现象蔡氏电路 Multisim 【引言】混沌(Chaos)的英文意思是混乱的，无序的。混沌研究最先起源于Lorenz研究天气预报时用到的三个动力学方程。后来的研究表明，无论是复杂系统，如气象系统，太阳系，还是简单系统，如钟摆，滴水龙头等，皆因存在着内在随机性而出现类似无轨，但实际是非周期有序运动，即混沌现象。混沌现象及其应用是非线性科学研究领域的一个热点。由于电学量(如电压、电流)易于观察和显示，因此非线性电路逐渐成为混沌及混沌同步应用研究的重要途径。近年来，学者对非线性电路中的混沌现象进行了广泛地研究。蔡式混沌电路是一个典型的非线性电路，在适当的电路参数范围内能够产生混沌现象，该电路结构简单、易于工程实现，因而获得了广泛的重视和研究。本文以蔡式混沌电路为例进行仿真研究。首先，借助Multisim仿真软件模拟显示非线性负电阻电路的伏案特性曲线，再通过将点测法得到的曲线与之对比来验证蔡氏电路；其次，通过对实验电路中敏感参数的研究，得出其对混沌电路的影响，观察不同时期的混沌现象，并分析总结。

【正文】一、实验目的 1、通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学中“混沌”一词的含义； 2、学会借助Multisim仿真软件对电路进行研究； 3、掌握非线性电阻的非线性特征，以及其非线性电阻特征的测量方法； 4、以非线性电阻电路为基础，设计混沌电路，观察混沌现象。二、实验器材示波器函数信号发生器电压表电流表5端运算放大器直流电源电阻三、实验过程 1、非线性负电阻电路在混沌电路中，非线性电阻的实现是整个实验成功的关键所在。（1）实验原理：本实验用两个运算放大器（型号为OPA1013CN8）和六个电阻来实现非线性负电阻电路。电路图如下：

线性电阻电路分析

线性电阻电路分析标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

第二章线性电阻电路分析电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。上一章介绍的2b 法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。本章通过两个途径来解决这个问题。 1. 利用单口网络的等效电路来减小电路规模，从而减少方程数目。 2. 减少方程变量的数目，用独立电流或独立电压作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络单口网络：只有两个端钮与其它电路相连接的网络，称为二端网络。当强调二端网络的端口特性，而不关心网络内部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口(One-port)。电阻单口网络的特性由端口电压电流关系(简称为VCR)来表征(它是u - i 平面上的一条曲线)。等效单口网络：当两个单口网络的VCR 关系完全相同时，称这两个单口是互相等效的。 N 1 N 2 VCR 相同等效

单口的等效电路：根据单口VCR方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口内部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则可以简化电路的分析和计算。一、线性电阻的串联和并联 1.线性电阻的串联两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。图(a)表示n个线性电阻串联形成的单口网络。用2b方程求得端口的VCR方程为其中上式表明n个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1 ∑ = = = n k k R i u R 1

线性电路分析中受控电源的等效方法

线性电路分析中受控电源的等效方法摘要：利用等效变换把受控源支路等效为电阻或电阻与独立电压源串联组合求解含有受控源的现行电路。关键词：受控电源；等效变换；独立电源前言：在求解含有受控源的线性电路中，存在着很大的局限性．下面就此问题作进一步的探讨．受控源支路的电压或电流受其他支路电压、电流的控制．受控源又间接地影响着电路中的响应．因此，不同支路的网络变量间除了拓扑关系外，又增加了新的约束关系，从而使分析计算复杂化．如何揭示受控源隐藏的电路性质，这对简化受控源的计算是非常重要的．本文在对受控源的电路性质进行系统分析的基础上，给出了含受控源的线性电路的等效计算方法．正文：根据受控源的控制量所在支路的位置不同，分别采取如下3种等效变换法． 1. 1.当电流控制型的受控电压源的控制电流就是该受控电压源支路的电流、或当电压控制型的受控电流源的控制电压就是该受控电流源支路两端的电压时，该受控源的端电压与电流之间就成线性比例关系，其比值就是该受控源的控制系数．因此，可采用置换定理，将受控源置换为一电阻，再进一步等效化简．例1-1：如图求解图a中所示电路的入端电阻R AB． - B a + 解：首先，将电压控制型的受控电流源gu 1与R 1 并联的诺顿支路等效变化成电压控制型的受控电压源gu 1R 1 与电阻R 1 串联的等效戴维南支路，如图b所示．在电阻R 1与电阻R 2 串联化简之前，应将受控电压源的控制电压转换为端口电流i，即 u 1＝－R 2 i．然后，将由电压u 1 控制的电压控制型受控电压源gu 1 R 1 转化为电流控制型的受控电压源－gR 1R 2 i，如图c所示．由图c可知，由于该电流控制型的受控电压源的控制电流i就是该受控电压源支路的电流，因此，可最终将该电流控制型的受控电压源简化成一个电阻，其阻值为－gR 1R 2 ．这样，该一端口网络的入端电阻R AB＝R 1＋R 2 －gR 1 R 2 ．

线性电阻电路分析

第二章线性电阻电路分析电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。上一章介绍的2b法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。本章通过两个途径来解决这个问题。 1. 利用单口网络的等效电路来减小电路规模，从而减少方程数目。 2. 减少方程变量的数目，用独立电流或独立电压作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络单口网络：只有两个端钮与其它电路相连接的网络，称为二端网络。当强调二端网络的端口特性，而不关心网络部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口(One-port)。电阻单口网络的特性由端口电压电流关系(简称为VCR)来表征(它是 u-i平面上的一条曲线)。等效单口网络：当两个单口网络的VCR关系完全相同时，称这两个单口是互相等效的。单口的等效电路：根据单口VCR方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则可以简化电路的分析和计算。一、线性电阻的串联和并联 1.线性电阻的串联 N1N2 VCR相同等效

两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。图(a)表示n个线性电阻串联形成的单口网络。用2b方程求得端口的VCR方程为其中上式表明n个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电阻值由上式确定。 2.线性电阻的并联两个二端电阻首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接方式，称为电阻的并联。图(a)表示n个线性电阻的并联。求得端口的VCR方程为上式表明n个线性电阻并联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电导值由上式确定。两个线性电阻并联单口的等效电阻值，也可用以下公式计算 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1 ∑ = = = n k k R i u R 1 Gu u G G G G u G u G u G u G i i i i i n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1

非线性电阻电路

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电工电子综合实验论文 ----非线性电阻电路的研究姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxxxxxx 学院：xxxxx 时间：xxxxx

（2）测量所设计电路的伏安特性并作曲线，与图9.8、图9.9比对。 2、非线性电阻电路的伏安特性：（1）常用元件常用元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。（如图1） 6 12 15 9 6 i/图9.9伏安特性 u / i/mA 图9.8伏安特 1 2

线性电阻电路分析报告

第二章线性电阻电路分析电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。上一章介绍的2b 法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。本章通过两个途径来解决这个问题。 1. 利用单口网络的等效电路来减小电路规模，从而减少方程数目。 2. 减少方程变量的数目，用独立电流或独立电压作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络单口网络：只有两个端钮与其它电路相连接的网络，称为二端网络。当强调二端网络的端口特性，而不关心网络部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口(One-port)。电阻单口网络的特性由端口电压电流关系(简称为VCR)来表征(它是u -i 平面上的一条曲线)。等效单口网络：当两个单口网络的VCR 关系完全相同时，称这两个单口是互相等效的。单口的等效电路：根据单口VCR 方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则可以简化电路的分析和计算。一、线性电阻的串联和并联 1.线性电阻的串联 N 1 N 2 VCR 相同等效

两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。图(a)表示n 个线性电阻串联形成的单口网络。用2b 方程求得端口的VCR 方程为其中上式表明n 个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电阻值由上式确定。 2.线性电阻的并联两个二端电阻首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接方式，称为电阻的并联。图(a)表示n 个线性电阻的并联。求得端口的VCR 方程为上式表明n 个线性电阻并联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电导值由上式确定。两个线性电阻并联单口的等效电阻值，也可用以下公式计算 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n =+???+++=+???+++=+???+++= )( 321332211321∑ ===n k k R i u R 1 Gu u G G G G u G u G u G u G i i i i i n n n n =+???+++=+???+++=+???+++= )( 321332211321

非线性电阻电路的几个定理

非线性电阻电路的几个定理摘要：本文讨论了任意伏安特性电阻元件满足的基本微分方程以及非线性电路的功率匹配问题的几个定理，指出任意伏安特性电阻元件均满足非线性一阶的clairaut (克来洛)方程，并且，线性电阻元件（无源或有源）的伏安特性是clairaut方程通解，而非线性电阻元件的伏安特性是clairaut方程的奇解。文章分析了两种形式的非线性电路功率匹配条件，并说明了它的重要特点。关键词：非线性电阻；伏安特性；clairaut 方程；功率匹配条件 0 引言线性电路的研究已经形成十分完整的理论体系，而非线性电路的理论也在日渐完善。但是，鉴于非线性问题的复杂性，可能尚需考虑一些在线性电路中不存在的问题。由于任何电路元件都可用一个非线性电阻与另一线性元件连接后的模型来描述，本文仅就非线性电路的基本特性提出若干定理作为注记。 1 任意伏安特性电阻元件的等效电路及其基本微分方程若元件 A 的电压或电流或电阻或功率受其它元件B的电压或电流或电阻或功率的控制则称 A 为受控元件。电压受控的称受控电压源；电流受控的称受控电流源；电阻受控的称受控机械工程电阻；功率受控的称功率受控元件。一般，电源（Source）用S 表示；元件（ Element）用 E 表示；电压、电流、电阻、功率、控制等分别用V、C、R、P、C 表示，则受控元件大致有如下16 类：CCCS、CCVS、CCRE、CCPE、VCCS、VCVS、VCRE、VCPE、RCCS、RCVS、RCRE、RCPE、 PCCS、PCVS、PCRE、PCPE 等。需要说明的是，“电阻控制”的受控元件其实是受其他元件的“电压电流的比值”控制或受“电压对电流的微商” 控制的元件；“功率控制”的受控元件其实是受其他元件的“电压电流的乘积”控制或受“电压对电流的积分”控制的元件。在线性电路中元件的比值电阻与微商电阻都是常数，不随电路状态的变化而变化，在非线性电路中比值电阻与微商电阻都是i 或u 的函数，而“电阻控制”的受控元件的模型可能十分复杂。电阻控制的受控元件电路的基本分析电阻控制元件电路分析图中 R 是一电阻元件，它的“比值电阻”也用R 表示，而且R 之值与整个支路的“微商电阻”相同，即元件R 是一电阻控制的电阻元件（RCRE）。而电压源V 的电压之值是R的函数F(R)，它是电阻控制的电压源（RCVS）运用KVL 可列出下面微分方程：应该说明的是，从量纲方面考虑，非线性的F 函数中的R 及算式中的i、u 等都是电阻、电流、电压与相应的特征常数的比值，它们都是无量纲的。方程中的函数与非线性元件伏安特性u=f(i)的关系满足（5）式；线性元件的伏安特性是clairaut 方程通解和特解，而非线性元件的伏安特性则是clairaut方程的奇解。即一个非线性电子工程元件的伏安特性曲线是一族线性元件的伏安特性直线族的包络[1]。任意电阻元件（包括有源的和无源的）等效于所表示的电阻控制的电阻元件（RCRE）和电阻控制的电压源（RCVS）相串联的模拟电路。其等效电路可以通过模拟的运算放大器实现。 2 含非线性电阻电路功率匹配问题的几个定理含非线性电阻的电路中非线性电阻阻值随线性电阻变化的基本关系最基本的含非线性元件的电路，表示电动势为E的“定压源”，Is 表示输出电流为Is的“定流源”；R是一个线性电阻（也表示它的电阻值）。Ro表示一个非线性电阻，同时它也表示这个非线性元件的“比值电阻”，而这个非线性元件的“微商电阻”用R i 表示。图2.1 是E、Ro、R 串联的闭合电路，并联后与Is 连接的闭合电路。E、R、Is 都是独立常数，但Ro 与R i 不是常数，而是E、R 或R、Is 的函数。 3 几点说明 3.1 对定理将元件的伏安特性与Clairaut 方程联系了起来。特别是指出了微分方程的奇解与非线性理论有重要的关联，并揭示了一个非线性元件的伏安特性曲线是一族线性元件的伏安特性直线族的包络。这个结果在电路分析中的重要意义，值得更深入地研究。引入了电阻控制的电阻元件（RCRE）和电阻控制

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线一、实验目的：1．测绘电阻的伏安特性曲线 2.学会用图线表示实验结果 3．了解晶体二极管的单向导电特性二、实验仪器：毫安表、微安表、伏特计各一块，金属膜100K 电阻，锗二极管，电位器，限流电阻各一支，直流电源一台。三、实验原理：1、当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。2、若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图）。从图上看出，直线通过一、三象限。它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数I V R 。常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。 3、晶体二极管的结构和导电特性晶体二极管又叫半导体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体（也叫n 型半导体）；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴（空位），这种半导体叫空穴型半导体（也叫p 型半导体）。晶体二极管是由具有不同导电性能的n 型半导体和p 型半导体结合形成的p- 结所构成的。它有正、负两个电极，正极由p 型半导体引出，负极由n 型半导体引出，如图（a ）所示。p-n 结具有单向导电的特性，常用图（b ）所示的符号表示。关于p-n 结的形成和导电性能可作如下解释。

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