09非线性电阻电路分析

第五章 简单非线性电阻电路的分析5-1 含一个非线性元件的电阻电路的分析一、含一个非线性元件的电阻电路都可用电源等效定理来等效N 为含源线性网络。

二、非线性电路的一般分析方法1、图解法2、代数法3、分段分析法4、假定状态分析法 1、图解法设非线性电阻的V AR 为 在如上图所示u 和i 的参考方向如下，线形部分的V AR 为将 代入上式得通常，用图解法求解u 和i 如图5-2两曲线的交点Q 是所求解答。

直线称为负载线在求出端口电压 u Q 和 i Q 后。

就 可用置换定理求出线性单口网络内部的电)(u f i =iR u u oc 0-=)(uf i =ococ u u u f R u f R u u =+-=)()(00压电流。

例5-1 电路如图5-3（a）所示，二极管特性曲线如图（d）所示，输入电压随时间变化。

（1）试求所示电路输出电压u0对输入电压u i的曲线，即u0－u i转移特性；（2）若输入电压的波形如图（e）所示，试求输出电压u0的波形。

解戴维南等效电路由电路可知2iocuu=iuu30 0+=若u i 变化时（交流），戴维南等效电压源也是时变的。

但Ro 是定值，所以线性网络的负载线具有不变的斜率 -1/Ro ，在u-i平面上作平行移动，每一时刻负载线在电压轴的截距总是等于等效电压源在该时刻的瞬时值，负载线与二极管特性曲线的交点也在移动，即二极管的电压、电流都随时间而变。

求u 0-u i 转移特性曲线 由图（a ）可得当 时，0u 由 确定。

当 时,0i =，可得转移特性曲线如图5-4所示2、代数法若i=f(u)中的f(u)可用初等函数表示，那么可利用节点法或回路法求解。

例5-2 如图5-5所示电路中，已知非线性电阻的V AR 为试求电流i 。

030u u i=+0>i u i u u o 30+=0<i u io u u u 21==20.13i u u =+解 对节点1有 将 代入上式得解得 因此有两种解答5—2 理想二极管为了便于分析非线性电阻电路,常用分段线性法。

教学活动和过程
非线性电阻电路的分析
如果电阻两端的电压与通过的电流成正比，这说明电阻时一个常数，不随电压或电流而变动，这种电阻称为线性电阻。

线性电阻两端的电压与其中电流的关系遵循欧姆定律。

如果电阻不是一个常数，而是随着电压或者电流变动，那么，这种电阻就称为非线性电阻。

非线性电阻两端的电压与其中电流的关系不遵循欧姆定律，一般不能用数学式表示，而是用电压与电流的关系曲线U＝f（I）或者式I＝f（U）来表示。

这种曲线就是伏安特性曲线，一般是通过实验作出的。

非线性电阻元件的电阻有两种表示方式。

一种称为静态电阻（或称为直流电阻），它等于工作点Q的电压U与I之比即
Q点的静态电阻正比于tanα。

另一种称为动态电阻（或称为交流电阻），它等于工作点Q附近的电压微变量ΔU与电流微变量ΔI之比的极限，即
动态电阻用小写字母表示，Q点的动态电阻正比于tanα，β是Q点的切线与纵轴的夹角。

第六章简单非线性电阻电路分析由电压源、电流源和电阻元件构成的电路，称为电阻电路。

由独立电源和线性电阻构成的电阻电路，称为线性电阻电路，否则称为非线性电阻电路。

分析非线性电阻电路的基本依据仍然是KCL、KVL和元件的VCR。

非线性电阻电路的一般分析方法已超出本课程的范围。

本书只讨论简单非线性电阻电路的分析，为学习电子电路打下基础。

§6 - 1非线性电阻元件电压电流特性曲线通过u-i平面坐标原点直线的二端电阻，称为线性电阻；否则称为非线性电阻。

按照非线性电阻特性曲线的特点可以将它们进行分类。

其电压是电流的单值函数的电阻，称为流控电阻，用u=f(i)表示；其电流是电压的单值函数的电阻，称为压控电阻，用i=g(u)表示。

图6-1图(a)所示隧道二极管是压控电阻。

图(b)所示氖灯是流控电阻。

图(c)所示普通二极管既是压控电阻，又是流控电阻。

图(d)所示理想二极管既不是流控电阻，又不是压控电阻。

其特性曲线对称于原点的电阻，称为双向电阻；否则称为单向电阻。

图(b)所示氖灯是双向电阻，图(a)、(c)、(d)所示隧道二极管、普通二极管和理想二极管都是单向电阻。

单向性的电阻器件在使用时必须注意它的正负极性，不能任意交换使用。

理想二极管是开关电路中常用的非线性电阻元件。

其参考方向如图-1(d)所示时，其电压电流关系为：当u「0当「0 -图6-2§6- 2非线性电阻的串联与并联由线性电阻串联和并联组成的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性电阻，其电阻值可用串联和并联等效电阻的公式(2 - I)、(2 - 2)求得。

u HR R k (2 -1)i k 土nG」'G k (2 -2)u k 土由非线性电阻(也可包含线性电阻)串联和并联组成的单口网络，就端口特性而言，等效于一个非线性电阻，其VCR特性曲线可用图解法求得。

一、非线性电阻的串联图6 —3(a)表示两个流控非线性电阻的串联，它们的VCR特性曲线u1=f1(i1)和u2=f2(i2)如(b)中曲线①、②所示。

线性电阻和非线性电阻实验报告线性电阻和非线性电阻实验报告引言：电阻是电路中常见的元件之一，它的作用是限制电流的流动。

在实际应用中，电阻可以分为线性电阻和非线性电阻两种类型。

本实验旨在通过实际测量和分析，探讨线性电阻和非线性电阻的特性和应用。

实验一：线性电阻特性测量1. 实验目的本实验旨在测量线性电阻的电流-电压特性曲线，并分析其特性。

2. 实验步骤（1）搭建线性电阻电路，将电流表和电压表连接到电路中。

（2）通过改变电源电压，记录不同电压下的电流值。

（3）根据测得的电流和电压值，绘制电流-电压特性曲线。

3. 实验结果与分析根据实验测量结果，我们绘制了线性电阻的电流-电压特性曲线。

从曲线可以看出，电流和电压之间呈现线性关系，符合欧姆定律。

线性电阻的电阻值可以通过曲线的斜率计算得出。

实验二：非线性电阻特性测量1. 实验目的本实验旨在测量非线性电阻的电流-电压特性曲线，并分析其特性。

2. 实验步骤（1）搭建非线性电阻电路，将电流表和电压表连接到电路中。

（2）通过改变电源电压，记录不同电压下的电流值。

（3）根据测得的电流和电压值，绘制电流-电压特性曲线。

3. 实验结果与分析根据实验测量结果，我们绘制了非线性电阻的电流-电压特性曲线。

与线性电阻不同，非线性电阻的电流-电压关系不是简单的线性关系。

在低电压范围内，电流随电压的增加而迅速增加，但随后增长速度逐渐减慢，形成曲线的饱和区域。

这是由于非线性电阻的电阻值随电压的改变而变化，导致电流-电压关系不再是线性的。

结论：通过本实验的测量和分析，我们深入了解了线性电阻和非线性电阻的特性和应用。

线性电阻的电流-电压关系呈现线性，符合欧姆定律；而非线性电阻的电流-电压关系则不是简单的线性关系，其电阻值随电压的改变而变化。

这些特性使得非线性电阻在电路设计和电子器件中具有广泛的应用，如温度传感器、光敏电阻等。

总结：通过本实验，我们不仅学习了线性电阻和非线性电阻的特性，还掌握了测量和分析电流-电压特性曲线的方法。

非线性电阻的伏安特性实验报告非线性电阻的伏安特性实验报告引言电阻是电路中常见的基本元件之一，它对电流的流动产生一定的阻碍作用。

根据欧姆定律，电阻的伏安特性是线性的，即电阻值与电流成正比。

然而，在某些特殊情况下，电阻的伏安特性并非线性，这就是非线性电阻。

本实验旨在通过测量非线性电阻的伏安特性曲线，探究其特点和应用。

实验原理非线性电阻是指其电阻值与电流之间呈非线性关系的电阻元件。

一般情况下，非线性电阻的电阻值会随着电流的增大而减小，或者随着电流的增大而增大。

这种非线性关系可以通过绘制伏安特性曲线来展示。

实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括非线性电阻元件、电流表、电压表和电源等。

2. 搭建电路，将非线性电阻元件连接到电流表和电压表之间，电流表和电压表分别连接到电源的正负极。

3. 逐渐调节电源的电压，记录下电流表和电压表的读数。

4. 根据记录的数据，绘制伏安特性曲线。

实验结果与分析根据实验记录的数据，我们绘制出了非线性电阻的伏安特性曲线。

从曲线可以看出，随着电流的增大，电阻的值呈现出递减的趋势。

这与非线性电阻的特性相符合。

此外，曲线上还存在一些异常点，这可能是由于测量误差或电路中其他因素的影响所致。

非线性电阻的应用非线性电阻在实际应用中具有广泛的用途。

以下是几个常见的应用领域：1. 电子器件：非线性电阻常用于电子器件中，如变阻器、热敏电阻等。

通过调节电阻的值，可以实现对电路的控制和调节。

2. 光电子学：非线性电阻在光电子学中也有重要应用。

例如，光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而发生变化，从而实现对光信号的检测和测量。

3. 功率控制：非线性电阻可以用于功率控制电路中，通过调节电阻的值来实现对电路功率的调节，保护电路和设备的安全运行。

实验总结通过本次实验，我们了解了非线性电阻的伏安特性及其应用。

非线性电阻的伏安特性曲线呈现出非线性关系，电阻值随电流的变化而变化。

非线性电阻在电子器件、光电子学和功率控制等领域具有广泛的应用前景。

电阻电路的非线性特性分析电阻电路是电子电路中最基础、最常见的元件之一。

通常情况下，我们在电路中使用电阻元件时，都基于它的线性特性来进行电路设计和计算。

然而，在某些情况下，电阻电路会表现出非线性特性，这对电路的性能和稳定性会带来一定的影响。

本文将对电阻电路的非线性特性进行分析和探讨。

一、电阻电路的线性特性在正常的工作条件下，电阻元件的电压和电流之间存在线性关系，即满足欧姆定律。

这是由于电阻元件的阻性特性决定的。

根据欧姆定律，电阻元件的电流与其两端的电压成正比，比例关系由元件的电阻值决定。

因此，在线性电阻电路中，我们可以利用欧姆定律轻松求解电路中的电流和电压。

二、非线性电阻电路的产生原因电阻电路的非线性特性通常由以下原因引起：1. 电阻元件在不同的工作条件下，其电阻值可能发生变化。

例如，热敏电阻（NTC）和光敏电阻（LDR）根据环境温度和光照强度的变化，其电阻值也会相应地发生变化。

2. 电阻元件在工作时可能出现漏电效应、烧结效应等非理想特性，导致电路的整体阻抗发生变化。

3. 当电阻元件中的电流较大时，可能会出现热效应，导致电阻值随温度变化而变化。

三、电阻电路的非线性特性分析与处理在实际的电路设计中，为了减小非线性特性的影响，我们可以采取以下一些措施：1. 选择合适的电阻元件：在设计电路时，应根据实际需求选择合适的电阻元件。

例如，如果对电阻值的变化敏感度较大，可以选择具有较小温度系数的电阻元件。

2. 温度补偿：对于在温度较高的环境中工作的电路，可以通过采用温度传感器进行温度测量，并根据测量结果对电阻元件的电阻值进行补偿，以保持电路的稳定性。

3. 使用反馈控制：通过采用反馈控制的方法，使得电路中的非线性特性对整体性能的影响降到最低。

例如，使用运放对电路进行放大和稳定控制。

4. 精确的电流和电压测量：对于需要精确测量的电路，应选用高精度的测量仪器，以减小非线性特性对测量结果的影响。

总结：电阻电路的非线性特性是电子电路设计中需要考虑的一个重要因素。

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。