Расчет электрической цепи при наличии в ней нелинейных резисторов (НР) вызывает определенные затруднения. Наиболее простыми являются графические методы.
Пусть два НР соединены последовательно (рис. 1а) и известны их ВАХ
и
(рис. 1 б). Для
определения ВАХ всего соединения
нужно суммировать
абсциссы обеих ВАХ, т.к. в резисторах протекает одинаковый ток, падение
напряжения на соединении равно сумме напряжений
.
После
построения характеристики можно определить
значение тока при известном напряжении на входе, например, при
(точка
на рис. 1 б).
Если
требуется найти значение тока в соединении при каком-либо определенном значении
напряжения на входе , то можно воспользоваться тем, что в соответствии с законом
Кирхгофа
. Поэтому можно построить зеркальную ВАХ
, а затем сместить ее по оси абсцисс на величину
. Тогда ордината точки пересечения будет соответствовать
значению тока в соединении.
Эту
методику можно использовать и в том случае, если сопротивление линейно. В этом
случае через точку
на оси абсцисс и
точку
на оси ординат проводят
прямую линию и точка ее пересечения с ВАХ
определит режим
электрической цепи.
При
параллельном соединении НР (рис .2 а) также используются описанные выше
графические способы. Различие заключается только в том, что при построении результирующей
ВАХ
(рис. 2. б) суммируются
ординаты точек характеристик
и
в соответствии с законом Кирхгофа для узла соединения. Затем
по известному напряжению на входе
находят рабочую точку
и соответствующий ей
ток
.
Если
известно точное или приближенное математическое выражение для ВАХ, то для
анализа можно использовать итерационные численные методы. В простейшем случае
последовательного соединения линейного и нелинейного резисторов (рис. 3 а) эта
задача решается следующим образом.
Графически
рабочая точка определяется
пересечением ВАХ
с линией
эквивалентного источника
(рис. 3 б). Для
расчета сначала задают какое-либо значение напряжения на
, например,
и по характеристике
находят значение тока
. Затем из уравнения Кирхгофа для источника
находят новое
значение напряжения на
при токе
. Далее процесс повторяется по схеме
пока
расхождение между соседними значениями тока или напряжения не достигнет
заданной величины или
.
Графически
это соответствует построению ломаной спирали, сходящейся в точку рис. 3 б.