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非线性元件

线性元件和非线性元件 :在金属导体中 ,电流跟电压成正比 ,伏安特性曲线是通过坐标原点的直线 ,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件 .对欧姆定律不适用的导体和器件 ,电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。  ---查看全文 >>

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非线性元件

非线性元件


什么是非线性元件

线性元件和非线性元件 :在金属导体中 ,电流跟电压成正比 ,伏安特性曲线是通过坐标原点的直线 ,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件 .对欧姆定律不适用的导体和器件 ,电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料,即它的阻值随外界情况的变化而改变.求解含有非线性元件的电路问题通常要借助U-I图像:在定性分析中,重点是掌握理论上的分析方法;而在定量计算中,一般求出的都只能是近似结果.

非线性元件

线性元件

线性元件:在电子电路中,线性元件是一种电子元件,与电流和电压有线性的关系。电阻是最普遍的线性元件范例,其他的例子如电容,电感,变压器和运算放大器。线性元件是指输出量和输入量具有正比关系的元件。例如在温度不变的情况下金属电阻元件的两端电压同电流的关系就可以认为是线性的。电子元器件具有这种关系的很多。质量差的元器件会出现“线性失真”。非线性元件其输入输出不呈“线性”关系。当信号通过一个元器件后,信号的波形没有改变,我们就称之为线性器件;比如电阻,电容。当信号通过一个元器件后,信号的波形被改变了,我们就称之为非线性器件;比如二极管,交流信号通过它以后,只剩下半边了。线性电路与非线性电路也是这样;当信号通过一个电路后,信号的波形没有改变,我们就称之为线性电路;当信号通过一个电路后,信号的波形被改变了,我们就称之为非线性电路。即输入值与输出值的函数曲线为直线,就是我们所说的线性;否则就是非线性。(注:这里说的“输入值与输出值的函数”其实就是“输入值与输出值的一个比例k”,一般元件的k=1,功放元件不等于1,但是是一个常数。也就是说,k为固定常数的时候,电路时线性电路,k不固定的时候为非线性元件。)

变压器是非线性器件吗

变压器是正宗的线性器件,如电力(电源)变压器,在其初级绕组输入是50Hz的正弦交流电流,那么在其次级绕组输出也是50Hz的正弦交流电流。波形没变,只是幅度改变。如果变压器的铁芯在磁饱和状态,变压器也进入非线性区。

非线性元件

非线性电阻元件的伏安特性

非线性电阻元件的电压、电流关系,不能用欧姆定律来描述,它们的伏安特性一般为曲线,在下图中分别给出了白炽灯和半导体二极管的伏安特性曲线。

白炽灯的伏安特性如图1中的曲线b-b所示。白炽灯的伏安特性曲线对坐标原点是对称的,因而具有双向特性。白炽灯在工作时灯丝处于高温状态,灯丝电阻值随着温度的升高而增大,通过白织灯的电流越大,其温度越高,阻值也越大。另外,白炽灯的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至几十倍,所以白炽灯是非线性元件。

非线性元件

半导体二极管也是非线性电阻元件,其伏安特性如图1中的曲线c-c所示。二极管的正向压降很小(锗材料二极管一般约为o.2~0.3 v,硅材料二极管一般约为0.5~0.7 v),正向电流随正向压降的升高而急剧上升,而反向电压从零一直增加到十几或几十伏时,其反向电流增加很小,几乎为零。因此,半导体二极管的伏安特性曲线对原点是不对称的,它具有明显的方向性。

稳压二极管也属于非线性元件,其正向特性与二极管相似,但反向特性却比较特别。当反向电压开始增加时,反向电流几乎为零,但当反向电压增加到某一数值时(称为稳压管的稳压值,电子有各种不同稳压值的稳压管),电流将忽然增大,以后稳压管的端电压将基本维持恒定。当外加的反向电压继续升高时,其端电压仅有少量增加。


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