电路原理 chapter5(非线性电路).ppt

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1、5.1非线性电阻的伏安特性一、非线性电阻元件+ui电路符号u=f(i)i=g(u)伏安特性第五章非线性电阻电路i=g(u)=a0u+a1u2+a2u3+•••+anun+1,式中n3的奇整数称“压控型”或“N型”例一.隧道二极管+_uiiuu=f(i)称“流控型”或“S型”u=f(i)=a0i+a1i2+a2i3+•••+anin+1,式中n3的奇整数例二.充气二极管ui+_ui例三.整流二极管+_ui-ISui单调增长或单调下降非双向的(伏安特性对原点不对称）伏安特性b>0IS>0与电荷、温度有关反向饱和电流三、非线性电阻的静态电阻Rs和动态电阻Rd静态电阻动态电阻说明：(1)静态电阻

2、与动态电阻都与工作点有关。当P点位置不同时，Rs与Rd均变化。iuP(2)Rs反映了某一点时u与i的关系，而Rd反映了在某一点u的变化与i的变化的关系，即u对i的变化率。(3)对“S”型、“N”型非线性电阻，下倾段Rd为负，因此，动态电阻具有“负电阻”性质。ui0ui0四.线性电阻和非线性电阻的区别例.非线性电阻u=f(i)=50i+0.5i3i1=2Au1=100+0.58=104Vi2=2sin60tAu2=502sin60t+0.58sin360t=100sin60t+3sin60t-sin180t=103sin60t-sin180tA出现3倍频sin3t=3sint-4sin3t

3、i3=10Au3=500+500=1000Vi4=0.010Au4=500.01+0.5(0.01)350i4①非线性电阻能产生与输入信号不同的频率（变频作用）。②非线性电阻工作范围充分小时，可用工作点处的线性电阻来近似。③齐次性和叠加性不适用于非线性。齐次性和叠加性不适用于非线性i1=2A，u1=104Vi3=10A,u3=1000V齐次性不满足迭加性不满足u=50(i1+i2)+0.5(i1+i2)3=50i1+0.5i13+50i2+0.5i23+1.5i1i2(i1+i2)=u1+u2+1.5i1i2(i1+i2)u1+u2当i=i1+i2(迭加)u=f(i)=50i+0.5i

4、3例1+_uiui理想二极管开关例2R+_uLC线性：改变C发生谐振非线性：改变U0使C发生变化产生谐振uq0UC1UC2R+_uLCU0＋－uC5.2非线性电阻的串联、并联电路一、非线性电阻的串联在每一个i下，图解法求u，将一系列u、i值连成曲线即得串联等效电阻(仍为非线性)。i+++uiuo二、非线性电阻的并联同一电压下将电流相加。iuoi+++ui1i2u1u2三、含有一个非线性电阻元件电路的求解P工作点用图解法求解非线性电路uS→P→I0→u1u2uiI0uSu1=iR1u2=f2(i)u=f(i)u1u2+u1_+_u2i+_uSR1R2+_uu1=iR1,u2=f2(i

5、)→u=f(i)两曲线交点坐标即为所求解答。线性含源电阻网络i+u2abai+u2bRi+Us先用戴维南等效电路化简，再用图解法求解uiUsu2=f(i)o得出u,iu6u5曲线曲线将线性部分作戴维南等效，非线性部分用一个非线电阻等效+_ui+_U0R0ºº+_uu(u4)→i4→i5i-i4曲线四.复杂的非线性电路+_US+_USR1R3R2R4R5R6+++___u4u5u6i4i5i一、节点电压方程的列写(非线性电阻为压控电阻)+_2V+_1V+_4VR1R2R3+_u1+_u2+_u3i1i2i3u例1已知i1=u1,i2=u25,i3=u33,求u从基本定律着手i1+i2+i3

6、=0u1+u25+u33=0u-2+(u-1)5+(u-4)3=0u5.3非线性电阻电路的方程G1、G2为线性电导，非线性电阻为压控电阻++++例2则节点方程为++++二、回路电流方程的列写(非线性电阻为流控电阻)i3u3曲线+++R1u1i1R2u2i2i3il1il2例已知u3=20i31/3,求节点电压uu也可以先将线性部分做戴维南等效R1R2R3US+_u3i3RR3U0+_u3i3其中U0=USR2/(R1+R2),R=R1R2/(R1+R2)由此得U0=Ri3+20i31/3i3u3曲线5.4小信号分析方法和折线法列KVL方程：为直流电源为交流小信号电源为线性

7、电阻非线性电阻i=g(u)++iuRSuS(t)US任何时刻US>>

8、uS(t)

9、求u(t)和i(t)。一.信号分析法第一步：不考虑uS(t)即uS(t)=0US=RSi+u(t)用图解法求u(t)和i(t)。RSRUS+_uiP点称为静态工作点,表示电路没有信号时的工作情况。I0U0同时满足i=g(u)US=RSi+uI0=g(U0)US=RSI0+U0即iui=g(u)I0U0USUS/R