非线性直流电路方程

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1.电路中只含有一个非线性电阻

非线性直流电路方程

  (1) 利用戴维南/诺顿定理对线性部分化简,得图(b)所示的简单非线性电路。
  (2) 列写图(b)电路方程。
  i流控型:U=U(I),以I为变量列KVL: 非线性直流电路方程
  ii压控型:I=I(U),以U为变量列KVL: 非线性直流电路方程
  iii解得非线性电阻的解答(U,I)。
  (3)可根据上述解答,用电压源/电流源置换非线性电阻,得图(c)直流电路,求解便得到欲求线性部分的解答。
  例题4.1图4.6所示电路,非线性电阻特性为非线性直流电路方程(单位:V,A)。试求电压UU1的值。

非线性直流电路方程

  解:(1) 将a,b左边含源一端口网络等效成戴维南电路,如图(b)。对图(a)电路,当a,b断开时求得开路电压

非线性直流电路方程

  等效电阻  非线性直流电路方程
  (2) 对图(b)列KVL方程:

非线性直流电路方程

  代入非线性电阻特性得

非线性直流电路方程 (单位A)

  解得非线性电阻电流的两个解答:

非线性直流电路方程  非线性直流电路方程

  代入特性方程得到电压的两个解答:

非线性直流电路方程非线性直流电路方程

  (3) 用电压源置换非线性电阻得图(c)所示线性直流电路。由节点分析法得

非线性直流电路方程

  求解得到U1与U的关系:

非线性直流电路方程

  U分别等于U’和U”时,由上式求得电压U1的两个值:

非线性直流电路方程
非线性直流电路方程

  例题4.2:图4.7所示电路中非线性电阻特性为非线性直流电路方程(单位:A,V),电阻非线性直流电路方程。求US分别为2V、10V和12V时的电压U

非线性直流电路方程

  解:对图中电路列KVL方程:

非线性直流电路方程

  R及非线性电阻特性代入式(1)得

非线性直流电路方程

  求解方程(2),略去复根,得

  (1) 当非线性直流电路方程时,非线性直流电路方程
  (2) 当非线性直流电路方程时,非线性直流电路方程
  (3) 当非线性直流电路方程时,非线性直流电路方程
  2.电路中含有多个非线性电阻
  1) 非线性直流电路方程非线性直流电路方程都是压控的
  以图4.8桥形电路为例。图中含有两个非线性电阻非线性直流电路方程非线性直流电路方程-其它电阻元件都是线性的。首先设非线性直流电路方程非线性直流电路方程-都是压控的,即

非线性直流电路方程
图4.8 非线性直流电路的节点电压法

非线性直流电路方程
非线性直流电路方程

  要点:此时用节点分析法

非线性直流电路方程
非线性直流电路方程

  i将非线性电阻电流列入方程
  ii用节点电压表示压控非线性电阻自变量
  2) 非线性直流电路方程非线性直流电路方程一个压控,一个流控

非线性直流电路方程非线性直流电路方程

  要点:此时仍然可用节点分析法

非线性直流电路方程

  i将非线性电阻电流列入方程
  ii用节点电压表示压控非线性电阻自变量;对于流控电阻补充其特性方程
  3) 非线性直流电路方程非线性直流电路方程都是流控的

U1=U1(I1),U2=U2(I2)

  要点:此时用回路电流分析法

非线性直流电路方程
图4.9 非线性直流电路的回路电流法

非线性直流电路方程
非线性直流电路方程

  i将非线性电阻电压列入方程
  ii用回路电流表示流控非线性电阻自变量;(对于压控电阻补充其特性方程)
  例题4.3图4.10电路含一个压控电阻和一个流控电阻。试列写关于控制量非线性直流电路方程非线性直流电路方程的联立方程。

非线性直流电路方程
图4.10 例题4.3

  解:对节点①列KCL方程:

非线性直流电路方程

  

非线性直流电路方程非线性直流电路方程

  代入式(1)得

非线性直流电路方程

  再对左边回路列KVL方程得

非线性直流电路方程

  上面两式便是本题关于非线性直流电路方程非线性直流电路方程的联立方程。
  i含压控电阻节点列KCL方程
  ii含流控电阻用回路列KVL方程(对于压控电阻补充其特性方程)

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