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1、電工電子綜合實驗1報告——非線性電阻電路——非線性電阻電路班級：姓名：學號：指導老師：電工電子綜合實驗報告一、摘要現(xiàn)實生活中存在的電阻嚴格意義上都是非線性的，電阻的阻值可能會隨著光強、溫度、外加電壓等條件的變化而變化。我們需要了解電阻的非線性，并合理的應(yīng)用這一特性。本文著重研究外加電壓對電阻阻值的影響，在對非線性電阻有了一定理解后，本文在分析非線性電阻伏安特性的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計對應(yīng)的非線性電阻，并對其實際伏安特性進行測定，此外還根據(jù)二極管具有管壓降的事實，對電路進行了電壓補償，使其伏安特性十分接近理論值。二、關(guān)鍵字16
2、關(guān)鍵字電壓源、電流源、二極管、線性電阻、凹電阻、凸電阻三、引言引言現(xiàn)實中，由于各方面的原因，當元件接入電路中，其性質(zhì)不可避免地會受到一些影響，從而性質(zhì)與理想情況有一定的區(qū)別。像線性電阻，受到影響后，其性質(zhì)可能變?yōu)榉蔷€性的。所以，我們有必要去了解電阻的非線性，從而使對電路的研究更為合理、符合實際。從前，研究電阻的非線性需要實際連接電路，通過測量一組組數(shù)據(jù)進行分析而得出電阻具體的非線性情況，這種方法比較繁瑣。近幾年，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種仿真軟件應(yīng)運而生，我們可以選擇在軟件（如：Multisim）上進行仿真，從而大
3、大減少了測算的工作量。本文主要介紹非線性電阻的一些基本應(yīng)用（如：凹、凸電阻）以及一些簡單的綜合方法（如：串、并聯(lián)分解法），并運用這些設(shè)計非線性電阻電路進行關(guān)于非線性元件特性的研究，并利用Multisim軟件進行仿真，測量、記錄數(shù)據(jù)，進而畫出伏安特性曲線、分析數(shù)據(jù)，與理論值比較；通過分析也可以根據(jù)出現(xiàn)的較大誤差推得二極管并非理想元件，從而對電路進行電壓補償，最終得到滿足要求的非線性電阻電路。四、正文正文1.16實驗材料與設(shè)備裝置Multisim7軟件，使用其中的電壓源、電流源、二極管、電阻器、DC電流表2.設(shè)計要求1）用
4、二極管、穩(wěn)壓管、穩(wěn)流管等元器件設(shè)計如圖1、圖2所示伏安特性的非線性電阻電路。圖1圖22）測量所設(shè)計電路的伏安特性并作曲線，與圖1、圖2比較。3.設(shè)計參考⑴非線性電阻電路的伏安特性1）常用元件對于一個二端口網(wǎng)絡(luò)，不管內(nèi)部組成，其端口電壓與電流的關(guān)系可以用u-i平面的曲線稱為伏安特性。電壓源、電流源、理想二極管和線性電阻的伏安特性如圖3所示。16Usuuuu電流源i=is線性電阻i=Gs電壓源U=Us理想二極管圖3常見的二端電阻元件及伏安特性2）凹電阻當兩個或兩個以上元件串聯(lián)時，電路的伏安特性圖上的電壓是各元件電壓之和，圖
5、4(a)所示是將電壓源、理想二極管、線性電阻三個元件串聯(lián)組成，其伏安特性曲線如圖4(b)所示。它是由這三個元件的伏安特性在i相等情況下的相加而成。具有上述伏安特性的電阻，稱為凹電阻。上述電阻的主要參數(shù)是Us和G=1/R，改變Us和G的值，就可以得到不同參數(shù)的凹電阻。(b)圖4凹電阻(a)3）凸電阻與凹電阻相對應(yīng)，凸電阻則是當兩個或兩個以上元件并聯(lián)時，電流是各元件電流之和。如圖5（a）所示，是將電流源、理想二極管、線性電阻三個元件并聯(lián)組成，其伏安特性曲線如圖516（b）所示，它是由這三個元件的伏安特性在u相等情況下的相加
6、而成。具有上述伏安特性的電阻，稱為凸電阻。上述電阻的主要參數(shù)是Is和R=1/G，改變Is和R的值，就可以得到不同參數(shù)的凸電阻。(a)(b)圖5凸電阻⑵非線性元件電路的綜合各種單調(diào)分段線性的非線性元件電路的伏安特性可以用凹電阻和凸電阻作基本積木塊，綜合出各種所需的新元件。常用串聯(lián)分解法或并聯(lián)分解法進行綜合。4.伏安特性曲線分析、電路設(shè)計、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及繪制曲線（（1）可以以電流I軸為界來分解曲線，為下面兩圖之組合：為下面兩圖之組合：u/V=+16又可以分解為以下兩圖的串聯(lián)組合：又可以分解為以下兩圖的串聯(lián)組合：=+Ω+要合并為
7、伏安特性曲線：u/V有如下兩種方法：①串聯(lián)合并法：測得的數(shù)據(jù)如下：電壓u/V電流i/mA電壓u/V電流i/mA電壓u/V電流i/mA-2-1.8-1-0.8-2-2-1.837-1.499-0.6-0.40.40.6-1.133-0.7590.7591.1330.811.821.4991.83722其伏安特性曲線為：可以看出該曲線與所要求的伏安特性曲線比較接近，因為對應(yīng)每一個外加電壓值，電流的誤差并不完全相同，因而難以求出該曲線與要求的曲線的誤差，因而省去誤差的求解。②并聯(lián)合并法：16測得的數(shù)據(jù)如下：電壓u/V電流i/
8、mA電壓u/V電流i/mA電壓u/V電流i/mA-2-2-0.6-1.1810.81.538-1-1.8640.40.8191.82其伏安特性曲線為：該曲線也與所要求的伏安特性曲線比較接近。（（2①對上圖進行曲線分解：+進而對兩圖中的左圖進行分解，有a)、b)兩種分解方法：a)分為三段曲線的并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)++對應(yīng)三個電路支路的并聯(lián)合
