《电路下-汪晶慧》第十七章.ppt

第17章 非线性电路,17-1 非线性电阻元件17-2 非线性电感和电容元件（自学）17-3 非线性电阻电路的方程17-4 小信号分析方法和折线法,重点：,电气学院学习部资料库,17-1 非线性电阻元件,一、电路符号,二、非线性电阻的类型,充气二极管u=f(i),1、电流控制型,u=f(i),伏安特性,电气学院学习部资料库,2、电压控制型,i=f(u),隧道二极管,伏安特性,3、单调型,整流二极管,伏安特性,电气学院学习部资料库,三、双向性和单向性,单向性：电阻两端电压方向不同时，流过它的电流完全不同，特性曲线不对称原点,四、静态电阻 R 和动态电阻 Rd,静态电阻,动态电阻,说明：,静态电阻与动态电阻都与工作点有关。当P点位置不同时，R 与 Rd 均变化。R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。,电气学院学习部资料库,例.非线性电阻 u=f(i)=50 i+0.5 i3,sin3t=3 sint-4 sin3t,非线性电阻能产生与输入信号不同的频率（变频作用）。,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。,齐次性和叠加性不适用于非线性。,电气学院学习部资料库,五、非线性电阻的串并联,1、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)。,o,电气学院学习部资料库,2、非线性电阻的并联,同一电压下将电流相加。即得并联等效电阻（非线性）,电气学院学习部资料库,两曲线交点坐标 即为所求解答。,先用戴维南等效电路化简，再用图解法求解,3、含有一个非线性电阻元件电路的求解,电气学院学习部资料库,例：,假设：u2i2，求10V电压源上的功率,电气学院学习部资料库,17.3 非线性电阻电路的方程,一、节点电压方程的列写(非线性电阻为压控电阻),例 已知i1=u1,i2=u25,i3=u33,求 u,从基本定律(KCL,KVL)着手,i1+i2+i3=0,u1+u25+u33=0,u-2+(u-1)5+(u-4)3=0,u=？,电气学院学习部资料库,二、回路电流方程的列写(非线性电阻为流控电阻),电气学院学习部资料库,为直流电源,为交流小信号电源,为线性电阻,非线性电阻 i=g(u),任何时刻U0|uS(t)|,求 u(t)和 i(t)。,17.4 小信号分析方法,小信号分析方法,为直流电源,电气学院学习部资料库,1、不考虑 uS(t)即 uS(t)=0,IQ=g(UQ),U0=RS IQ+UQ,即,P点称为静态工作点,表示电路没有信号时的工作情况。,电气学院学习部资料库,2、考虑 uS(t)即 uS(t)0,画出t=t1时的负载线,i,u,若uS(t)很小，两线靠得很近，则PP可近似认为是一条直线,则有：,3、用泰勒级数展开：,电气学院学习部资料库,又：,得：,又：,任何时刻U0|uS(t)|,所以：,U0=RS IQ+UQ,电气学院学习部资料库,4、画出相对应电路图,得：,得：,电气学院学习部资料库,小信号分析方法解题步骤,2、求动态电阻Rd,1、求静态工作点,3、画出小信号电路图,4、求出,5、得出,电气学院学习部资料库,例：,已知：U020V，uS(t)=sint V,求：i和u,电气学院学习部资料库,17.5 分段线性化方法,一、定义,把非线性的求解过程分成几个线性区段，就每个线性区段来说，又可以应用线性电路的计算方法,二、应用,1、理想二极管,u,i,0,电气学院学习部资料库,2、实际二极管,u,i,电气学院学习部资料库,3、例子,U0,电气学院学习部资料库,I0,电气学院学习部资料库,