电路学课件：第六章 非线性电路.ppt

非线性电路是电路学中的一个重要章节，它涵盖了那些元件特性不再遵循线性关系的电路。线性元件的伏安特性、库伏特性和韦安特性通常表现为通过原点的直线，而非线性元件则表现出更为复杂的特性曲线。本节主要介绍了非线性电阻、电容和电感元件，并探讨了如何分析非线性电阻电路。 非线性电阻（VAR）是指电阻的伏安特性不再符合欧姆定律，即电压与电流的关系不再是简单的比例关系。它们可以分为流控型电阻（CCR）、压控型电阻（VCR）以及单调型电阻。流控型电阻的电压由电流决定，而压控型电阻的电流由电压决定。单调型电阻同时具有流控和压控特性，其伏安特性曲线单调递增或递减。非线性电阻具有方向性，静态电阻和动态电阻的概念用于描述其在特定工作状态下的电压-电流关系。 非线性电容（VAR）的库伏特性不遵循简单的线性关系，如伏控型电容（VCC）的电荷由电压决定，荷控型电容（QCC）的电压由电荷决定。类似地，单调型电容同时具备伏控和荷控特性。静态电容和动态电容分别表示电容在特定工作点和状态下的电荷-电压关系，动态电容定义为电荷增量与电压增量的比值的极限。 再者，非线性电感（VAR）的韦安特性也非线性，包括流控型电感（CCL）和磁控型电感（FCL）。单调型电感具有单一的增减趋势，且同时表现为伏控和荷控电感。静态电感和动态电感同样定义为在特定工作点或状态下的磁链-电流关系。 在非线性电阻电路的分析中，尽管元件特性非线性，但基尔霍夫的电压定律（KVL）和电流定律（KCL）依然适用。分析非线性电阻的串联和并联时，可以采用图解法，即通过绘制各个元件的伏安特性曲线并进行相应操作来得到等效的非线性电阻特性。例如，串联时，同一电流下的电压相加；并联时，同一电压下的电流相加。 理想二极管作为开关元件在非线性电路中扮演重要角色。当二极管正向偏置时，其导通相当于短路，反向偏置时截止相当于开路。这使得二极管成为控制电路通断的有效工具。 总结起来，非线性电路的研究涉及电阻、电容和电感元件的非线性特性，以及这些元件在电路中的串联、并联处理方法。理解和掌握这些知识对于设计和分析包含非线性元件的复杂电路至关重要。通过图解法和基本电路定律，我们可以有效地分析非线性电阻电路的行为，这对于电子工程、信号处理和其他相关领域的工作都非常重要。