电路分析基础教学配套课件卢秉娟第10章.pdfVIP

第10章 非线性电阻电路  10.1 非线性电阻元件  10.2 非线性电阻电路的图解法  10.3 非线性电阻电路的小信号分析法 10.1 非线性电阻元件  从严格意义上说，实际电路都具有非线性特 征，只是非线性的程度不同而已。  非线性电阻电路:含有非线性电阻元件的电 路。非线性电阻元件以下简称为非线性电阻。  因为非线性电阻的电压和电流不成正比，所以 欧姆定律不适用，叠加定律也不适用。  分析非线性电阻电路的基本依据仍然是基尔霍 夫定律和元件的电压电流关系。非线性电阻的 电压电流关系一般用伏安特性曲线表示。 10.1.1 非线性电阻的伏安 特性曲线  线性电阻的电阻值是一个常数，所以线性电阻 的伏安特性曲线在u-i平面上是通过坐标原点的 一条直线.  非线性电阻的电阻值不是一个常数,它的电压 电流关系为某种特定的非线性函数关系，一般 用伏安特性曲线表示。  非线性电阻的图形符号如图10-1所示: 图10-1  非线性电阻分类: 根据非线性电阻的伏安特性曲线与其电压或电 流方向的不同,将非线性电阻分为双向性和单 向性两类.  双向性非线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标 原点，即它的电阻与其两端电压的极性或通过 电流的方向无关。白炽灯中的钨丝就具有这样 的伏安特性。  单向性非线性电阻的伏安特性曲线与其电压或 电流的方向有关，分为电流控制型,电压控制 型和单调型三种非线性电阻。  电流控制型非线性电阻:这种电阻两端电压是 其电流的单值函数。  电压控制型非线性电阻:这种电阻通过的电流 是其两端电压的单值函数。  单调型非线性电阻:这种电阻的伏安特性曲线 是单调增长或单调下降的，它既是电流控制型 又是电压控制型。半导体二极管就具有这种特 性，其伏安特性曲线如图10-4所示。 图10-4 10.1.2 非线性电阻中的概念  因为非线性电阻的伏安特性曲线是非线性的， 电阻不再是一个常数，而是随着电压和电流的 变化而变化，所以引用静态电阻和动态电阻的 概念。 1.静态电阻  非线性电阻的静态电阻R等于工作点处的电压u 与电流i之比，即  如图10-4所示伏安特性曲线中，Q点的静态电 阻正比于 。 2.动态电阻  非线性电阻的动态电阻 等于工作点处的电 压u对电流i的导数，即  如图10-4所示伏安特性曲线中，Q点的动态电 阻正比于 。  静态电阻和动态电阻一般不相等。 10.2 非线性电阻电路的图解法  图解法:依据基尔霍夫定律和元件的电压电流关 系，通过作图求解电路的一种方法。  当非线性电阻的伏安特性以曲线的形式给出 时，用图解法解题比较简便直观，且容易进行 定性判断。  当非线性电阻的伏安特性以函数表达式的形式 给出时，则适用于解析法。  图解法和解析法是分析计算非线性电阻电路的 两类常用方法。  图解法又分曲线相加法和曲线相交法。 10.2.1 曲线相加法  曲线相加法:利用非线性电阻的伏安特性曲线， 通过逐点相加得到等效非线性电阻的伏安特性 曲线的一种图解法.  曲线相加法适用于非线性电阻的串联或并联电 路。 1.非线性电阻的串联  非线性电阻的串联伏安特性曲线用逐点描绘的 方法得到。即将同一电流值下两个非线性电阻 伏安特性曲线上的两个电压值相加，得到等效 非线性电阻伏安特性曲线上一点。这样逐点描 绘得到等效非线性电阻的伏安特性曲线。  当已知外加电压（电流）时，从等效伏安特性 曲线上就可以得到串联电路的电流（电压）， 同时也得到每个电阻的电压和电流。 1.非线性电阻的并联  非线性电阻的并联伏安特性曲线也可用逐点描 绘的方法得到。即将同一电压值下两个非线性 电阻伏安特性曲线上的两个电流