[工学]第十七章演示稿.pptVIP

2. 图解法：分别作出上述方程组中的两条曲线，交点(UQ, IQ)即所求。又称电路的静态工作点。 在电子电路中，直流电压源一般表示偏值电压，R0表示负载，故直线AB有时称为负载线。 例1： (a) 线性电阻R，理想二极管和直流电压源串联电路 (b) 线性电阻R，理想二极管和直流电流源并联电路 画出(a), (b)电路的伏安特性。 解：(a)串联时电流相同，在同一个电流值下累加电压。 ＋ – ud ＋ ＋ – – U0 R u i (a) i u 0 二极管 G=1/R0 U0 u 0 G=1/R U0 A B C i (b) 并联时电压相同，在同一个电压值下累加电流。 u0: AB段 u0: 短路，OC 段 BO段理解为连续变化的过渡。 (b) ＋ – I0 R u i A C u 0 G=1/R I0 B i 二极管 例2. 下面以隧道二极管为例，进一步讨论分段线性化。 将原图分解成三条折线AOB, EU1C,和EU2D，并视为三个并联的非线性电阻的伏安特性，其等效电阻的伏安关系即为折线GaGbGc. u 0 i Gc Gb Ga U1 U2 1 2 3 三区段斜率分别为Ga，Gb，Gc u 0 i Gc Gb Ga U1 U2 E D G3 G2 C B A 原图视为三个并联的非线性电阻（折线）得到。 G1 u 0 i Gc Gb Ga U1 U2 E D G3 G2 C B A G1 在三个区段分别有： 联立求解上述三个方程，有关直线的斜率为： G1u= Gau G1u＋ G2u = Gbu G1u＋ G2u＋ G3u = Gcu ? Ga，Gb，Gc在原图中易得，分解成三折线利用上式求得G1，G2，G3 , 则直线BO, CU1和DU2的方程为： i = G1u， i = G2(u-u1) i = G3(u-u2) G1= Ga ， G2 = –Ga＋Gb ， G3 = –Gb＋Gc 例3. 电路如图(a), 非线性电阻的伏安特性如图(b). + uc ? i i=g(u) (a) A P1 P2 O I1 I2 i u B C U1 U2 (b) 电路的方程: 方程的解在u~i 平面用点(u, i)表示,并称为动态点，它将随时间沿非线性电阻的u~i 关系移动，动态点移动的路径称为动态路径。 A P1 P2 O I1 I2 i u B C U1 U2 P0 uc(0+) 求电压u(t): 当i 0 时，应有 即电压随t 增大而减小，动态点沿曲线向右移动。 设初始点为P0(uc(0+))点 i) 动态点在AB段, 等效电路为 + uc ? i (c) R1 + Us1 ? Us1 其中, A P1 P2 O I1 I2 i u B C U1 U2 P0 uc(0+) ii) 动态点在AO段, 等效电路为 + uc ? i (d) R2 其中, R2 =U1/I1， 由三要素法，得到 Us1 P0 P1 t1 0 t (e) uc 非线性电阻电路的分段线性迭代法 1. 分段线性的基本思想 分段迭代法是一个较一般的方法，它可以分析复杂电路，且电路可以含受控源。但这种方法要求网络中的非线性元件都是二端元件，且非线性电阻的u~i 特性可以用折线表示( 即分段线性化 )，所以它又是一种近似方法。至于元件的u~i 特性要用多少段折线来表示，这取决于对计算精度的要求。自然，分的段数越多, 计算精度就越高，但工作量也越大。作出元件的分段线性化u~i 特性后，对应于每一段折线，元件可用戴维南等效电路或诺顿等效电路来代替。 例1：某一非线性电阻分段线性化后的u~i 特性如图(a) I3 E3 3段 i u (a) + u ? i E3 R3 (b) 考察第三段，该段的方程可写为： 由图(a)中的参数,有 等效电路 非线性电阻在第三段的工作范围分别为( , )、( , ) * 第 十七 章 非线性电阻电路简介 §17.1 非线性电阻元件 一. 非线性电阻 伏安关系不满足欧姆定律而遵循某种特定的非线性函数关系，元件参数随电压或电流变化。 含有非线性元件的电路称为非线性电路。 电路符号： + u – i 如 u=f(i) i u 0 1. 电流控制电阻：电阻两端电压是其电流的单值函数。 伏安关系：u = f (i ) 对于同一电压，电流可能多值。例如:某些充气二极管 2. 电压控制电阻：电阻中的电流是其两端电压的单值函数。 伏安关系：i = f (u ) 对于同一电流，电压可能多值。例如:隧道二极管。 i u 下倾段 0 “S”形特性曲线 i u 下倾段 0 “N”形特性曲线 二. 非线性