非线性电路nonlinear circuit至少包含一个非线性元件的电路。非线性元件的数学模型(即表征其特性的有关端部变量间的关系式)为非线性方程,元件的参数(为非线性电阻元件的电阻,非线性电感元件的电感等)与元件上电压或电流有关。非线性元件的响应和激励关系不满足齐次性和可加性,且不适用叠加定理。 一切实际电路都具有某种程度的非线性,在工程计算中,对非线性程度比较微弱的器件,可认为它们是线性元件。对于许多本质上为非线性的器件(如隧道二极管、气体放电管、铁心线圈等),如忽略其非线性特征,就无法解释电路中所发生的现象,或者使计算产生较大误差,因而必须将它们作为非线性元件对待,于是形成各种非线性电路问题。如弛张振荡电路、稳压电路、铁磁谐振电路及含有晶体管器件的电子电路的分析,均属非线性电路问题。 非线性电路分析 对于简单非线性电路,如分析的精确度要求不高,可采用图解法:由表征电路元件特性的实验数据或函数式作出相应曲线;然后,根据基尔荷夫定理作图求解。对于较复杂的或分析精确度要求稍高的非线性电路,采用解析法,它包括:元件特性的数学描述方法、建立非线性电路方程并求解的方法。解析法所得结果的可信度和精确度,在很大程度上取决于非线性器件数学模型(即非线性元件)描述的优劣程度;通常,将非线性的电阻、电容、电感元件,分别用伏安特性函数式u=f(i)或i=g(u)、库伏特性函数式q=f(u)或u=h(q)、和韦安特性函数式=h(i)或i=h()来表示。非线性电路方程的建立分两种情况:对于非线性电阻性电路,一般建立改进节点方程;对非线性动态电路,一般建立状态方程。非线性电路方程的求解常采用分段线性化法、数值法(如牛顿-拉夫逊法)和小信号分析法等。由于非线性电路分析比较复杂,常以计算机辅助求解。 |