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文檔簡介
1、非線性電阻電路的研究論文一、摘要現(xiàn)實生活中所存在的一切電路,嚴(yán)格意義上都是非現(xiàn)性的,非線性電路作為一種客觀存在,已經(jīng)越來越普遍地成為很多現(xiàn)代電子電工技術(shù)的理論基礎(chǔ)?,F(xiàn)實需要我們對非線性電路有較為深刻的理解,在了解常用的非線性電阻元件的伏安特性、凹電阻、凸電阻等基礎(chǔ)上,自行設(shè)計非線性電阻電路進(jìn)行綜合電路設(shè)計,并利用Multisim軟件仿真模擬并加以驗證理論的正確性。二、關(guān)鍵詞二極管,穩(wěn)壓管,穩(wěn)流管,電壓源,電流源,線性電阻.電壓及其對應(yīng)的電流。三、引言元件接入電路中,由于各方面的原因,其性質(zhì)必然會受到一些影響,從而具有非線性的特性,但現(xiàn)實中我們?nèi)パ芯侩娐窌r,常將客觀電路看做是理想電路。近幾年來,
2、隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,我們可以利用一些計算機軟件,如Multisim來快速高效的模擬電路,并解決問題。本文主要介紹非線性電阻的一些基礎(chǔ)運用如凹凸電阻以及一些簡單綜合方法如串并聯(lián)分解法。在電子電工綜合試驗基礎(chǔ)上,設(shè)計非線性電路對非線性元件特性進(jìn)行研究,并利用multisim軟件進(jìn)行仿真實驗。測量所設(shè)計電路的伏安特性,記錄數(shù)據(jù),畫出它的伏安特性曲線并與理論值比較。四、正文非線性電阻電路的研究論文1、實驗材料與設(shè)備裝置1)實驗設(shè)備裝置電壓源、電流源、電阻器、二極管DIODE_VIRTUAL、DC電流表、DC電壓表,Multisim7軟件(綠色免安裝版)2)實驗原理及方法要點串聯(lián)分解法串聯(lián)分解法在
3、伏安特性圖中以電流I軸為界來分解曲線。如下例:對此曲線進(jìn)行分解:-11 u1 i(mA) -4 -3 -2 -1 4 2 3 4 i(mA2 +1 u-2 - (a) (b) 對(a)圖進(jìn)行分析可知其伏安特性曲線電路為一個二極管和一個電阻的并聯(lián),一個二極管和一個電流源的并聯(lián),然后以上二者串聯(lián)。非線性電阻電路的研究論文(b)圖是(a)圖伏安線旋轉(zhuǎn)180,即以上電路的二極管和電流源反接。 并聯(lián)分解法并聯(lián)分解法在伏安特性圖中以電壓U 軸為界來分解曲線。如下例:i(mA)21-2-2-1122分解成以下兩個圖相加:i(mA)21-20-1-21 2u(V)(a) (b)對(b)圖分析,其電路為一個二極
4、管與一個穩(wěn)壓管串聯(lián),一個二極管非線性電阻電路的研究論文與一個電阻串聯(lián),二者并聯(lián)。(a)圖為(b)圖伏安線旋轉(zhuǎn)180,即以上電路的二極管和穩(wěn)壓管反接。2、實驗過程1)了解一些常見的二端電阻元件二極管、穩(wěn)壓管、恒流管、電壓源、電流源及線性電阻的伏安特性如圖所示:a b c d e 凹電阻當(dāng)兩個或兩個以上的元件串聯(lián)時,電路的伏安特性圖上的電壓是各元件電壓之和。非線性電阻電路的研究論文G=1/RUs u如上圖所示,是將ade三元件串聯(lián)而成。伏安特性曲線如上右圖所示。上述電阻的主要參數(shù)是U和G=1/R,改變U和G的值,就可以得到不同參數(shù)的凹電阻,圖中的電壓u也可以用穩(wěn)壓管代替。凸電阻與凹電阻相對應(yīng),凸電
5、阻則是當(dāng)兩個或以上元件并聯(lián)時,電流是各元件電流之和。iG=1/RIsOu如上左圖,是將bde三元件進(jìn)行串聯(lián),伏安特性曲線如上右圖所示。上述電阻的主要參數(shù)是I和R=1/G,改變I和R的值,就可以得到不非線性電阻電路的研究論文同參數(shù)的凸電阻。上圖中的電流源可用一恒流管代替。2)根據(jù)實驗原理、方法和元件的性能按照設(shè)計要求中給出的伏案特性曲線(如下圖所示)設(shè)計電路圖。-4 -3 -2 -1 1 2 3 4伏安特性(一)-20 -15 -12 6 12 15 20 伏安特性(二)伏安特性(一)和伏安特性(二)按照串聯(lián)分解法分解,分別得出如下兩個實驗電路圖非線性電阻電路的研究論文伏安特性(一)電路圖伏安特
6、性(二)電路圖3)判斷結(jié)果的準(zhǔn)確度在誤差允許的范圍內(nèi),準(zhǔn)確度良好。非線性電阻電路的研究論文3、實驗結(jié)果非線性電阻電路的研究論文作伏安特性曲線如下:2.521.510.5-0.5-1-1.5-2-2.5伏安特性(一)曲線15105-5-10-15伏安特性(二)曲線4、結(jié)果的討論實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)存在一定程度的誤差伏安特性(一):E=(2-1.873)/2100%=6.35%伏安特性(二):E=(3.043-3)/3100%=1.43%其主要結(jié)果是因為電流表和導(dǎo)線具有一定的電阻,雖然很小,但電流是mA級,因此或多或少有一些影響。不過在誤差允許的范圍內(nèi),符合要求。說明電路圖是可行的,實驗?zāi)康幕具_(dá)到。非線性電阻電路的研究論文五、結(jié)論由上述非線性電阻電路實驗可知,非線性電阻電路構(gòu)造靈活,運用方便。同時,在電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等方面也存在著豐富的非線性問題,非線性電阻電路具有線性電阻電路無可比擬的性質(zhì)。這就需要我們運用我們學(xué)過的知識去解答它,分析它,從而解決難題。不同學(xué)科,不同領(lǐng)域的非線性問題卻往往可以采用相同的分析解決方法??傊?,非線性電阻的應(yīng)用相當(dāng)?shù)貜V泛,關(guān)系到我們生產(chǎn)和生活的方方面面。由此可見,研究非線
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