电工电子综合实验论文
——非线性电阻电路的研究
班级：09042202 学号：0904220206 姓名：刘雪莲
一：摘要
当电阻两端的电压与流过的电阻的电流不成比例关系时，伏安特性是曲线，电阻不是一个常数，随电压、电流变动，称之为非线性电阻。
在电工技术应用中，会遇到一类元件，其参数不是常数，而是电流、电压、电荷或磁链等量值的函数。这类元件称为非线性电路元件。含有非线性电路元件的电路称为非线性电阻电路。
此实验主要要求为，利用基本元件、凹凸电阻特性，串并联分解法，设计出符合伏安特性曲线的非线性电阻电路。然后使用Multisim软件进行仿真，记录数据，模拟出数据图形，与要求的图形进行对比，进行误差分析，得出结论。
二：关键字
非线性电阻电路 二极管 伏安特性曲线 凹电阻 凸电阻
三：引言
本实验是将电压源、电流源、二极管等常用元件，串联或并联成呈不同形状的伏安特性曲线的凹凸电阻。并将凹凸电阻用串联分解法及并联分解法连入电路，从而完成非线性电阻电路的设计。
四：正文
（一）实验元件及对应伏安特性曲线
常见二段电阻元件有电压源、电流源、二极管、线性电阻等，如下图。
（二）实验要求：
1、 用二极管 稳压管 稳流管等元器件设计如图所示的伏安特性曲线的非线性电阻电路。
图一 图二 2、测量缩设计电路的伏安特性并做曲线，与原图对比。
（三）实验设计参考
1、凹电阻：当两个或两个以上元件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和。
2、凸电阻：与凹电阻对应，凸电阻则是当两个或以上元件并联时，电流是各元件电流之和。
如图
i
Us
凹电阻
u
凸电阻
3、非线性元件电路的综合
u
各种单调的分段线性的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻做基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。 1)串联分解法。串联分解法在伏安特性图中以电流I轴为界来分解曲线。 2)并联分解法。并联分解法在伏安特性图中以电压U轴为界来分解曲线。
（四）实验内容和详细步骤
实验一：实现如图所示的伏安特性曲线的非线性电阻电路
分解为
应用串联分解法得出如下图一所示，化简为下图二
图一
图二
则对应电路图为
实验二： 实现如图所示的伏安特性曲线的非线性电阻电路
首先分析第一象限的图像
分解为
区间（0，12）的图像用Us=6V， R=2千欧的凹电阻来实现；
区间（12，15）的图像用Us=12V，R=2千欧的凹电阻来实现；
区间（15，20）的图像用Is=6mA，G=1/R=0.0006（R=667欧）的凸电阻实现，与上述电路串联；
第三象限的图像与第一象限图像对称，电路也与第一象限对应的电路对称。 所以总体的设计图为
使用Multisim对两个实验的电路图进行仿真，得出以下数据。用Excel对数据进行处理。
实验一：表格如下
与原图进行比较
实验二：表格如下
与原图进行比较
（五）结论
由图象对比可得，两个实验在图形上大致吻合，但存在一定误差，在转折点处及附近误差较大，实验二中，随着电压的增大，误差越来越大。主要是因为理想二极管在实际操作中，并非理想导通或者截止。且实验仿真所用的电表中存在一定的内阻。
五、致谢
感谢电工电子综合实验老师对实验要求、论文书写方面的指导与要求，感谢老师在仿
真过程中的答疑及提供帮助。
六、参考文
献
《非线性电路理论及应用》（西安交通大学出版社 刘崇新 编） 《电工仪表与电路实验技术》（机械工业出版社 马金鑫 编） 《电路（第2版）》（机械工业出版社 黄锦安 编）