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.