线性电路6

A. 什么是线性电路什么是非线性电路怎么理解线性能不能

所谓线性电路指的是电路中所用元器件是线性电子元件，非线性电路的输出回和输入成某个算式关系答，如积分电路、微分电路以及对数电路等，是以电路的功能需要而设计的。

完全由线性元件、独立源或线性受控源构成的电路。电路元件的元件特性有两个物理量表征。如果表征元件特性的代数关系是一个线性关系，则该元件为线性元件，如果表征元件特性的代数关系是一个非线性关系，则该元件为非线性元件。

(1)线性电路6扩展阅读

正弦激励作用于非线性电路且电路有周期响应时，响应的波形一般为非正弦的，含有高次谐波分量或次谐波分量。例如，整流电路中的电流常会有高次谐波分量。

非线性电路中，参数（电阻、电感、振幅、频率等）改变到分岔值时响应会突变，出现跳跃现象。铁磁谐振电路中就会发生电流跳跃现象。

B. 什么是线性电路

简单地讲，就是输入与输出的关系是“直线性”的，如同高中学过的“线性方程”一样的。专
如y=2x，当输入，就是属x变化时，输出y与x相对应地变化，此变化为线性。例，x=1，y=2；x=2，y=4，x=3，y=6等
再如y=x^2，这就不是“线性”而是“非线性”的。例，x=1，y=1；x=2，y=4，x=3，y=9等
解释清楚了么？

C. 怎样用实验数据 验证线性电路的叠加原理

叠加原理的验证

一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明
叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或
其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的
代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应
（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
三、实验设备

四、实验内容
实验线路如图3-1 所示，用挂箱上的“基尔夫定律/叠加原理”线路。

1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和6V，接入U1 和U2 处。
2. 令U1 电源单独作用（将开关K1 投向U1 侧，开关K2 投向短路侧）。用直流数字电压
表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表3-1。

3. 令U2 电源单独作用（将开关K1 投向短路侧，开关K2 投向U2 侧），重复实验步骤2
的测量和记录，数据记入表3-1。
4. 令U1 和U2 共同作用（开关K1 和K2 分别投向U1 和U2 侧）， 重复上述的测量和记
录，数据记入表3-1。
5. 将U2 的数值调至＋12V，重复上述第3 项的测量并记录，数据记入表3-1。
6. 将R5（330Ω）换成二极管 1N4007（即将开关K3 投向二极管IN4007 侧），重复1～
5 的测量过程，数据记入表3-2。
7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4 的测量和记录，再根据测量结果判断
出故障的性质。
表 3-2

五、实验注意事项
1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，
正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。
2. 注意仪表量程的及时更换。
六、预习思考题
1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2 分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用
的电源（U1 或U2）短接置零？
2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成
立吗？为什么？
七、实验报告

1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠
加性与齐次性。
2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用上述实验数据，进行计算
并作结论。
3. 通过实验步骤6 及分析表格3-2 的数据，你能得出什么样的结论？
4. 心得体会及其他。

D. 线性电路的基本性质

线性电路的基本性质包括：槐斗

• 可叠加性：当电路中有多个信号同时存在时，输出信号等于每个输入信号对应输出信号之和。即当输入量发生线性变化时，输出量也相应地发生线性变化。

• 时不变性：电路的输出响应只取决于当前输入的瞬时值，而与之前的输入信号或输出信号无关。滑明哗

• 可控制性：输入量和输出量之间存在一定的线性关系，可以通过选择合适的参数或元件来调整电路的功能或响应。

E. 什么是线性电路

线性电路老明型是指完全由线性元件、独立源或线性受控源构成的电路，线性就是指输入和输侍猜出之间关系可以用线性函数表示，齐次，非齐次是指方程中有没有常数项，即所有激励同时乘以常数k时，所有响应也将乘以k。

非线性电路含有非线性元件的电路。这里的非线性元件不包括独立电源。

正弦激励作用于非线性电路且电路有周期响应时，响应的波形一般为非正弦的，含有高次谐波分量或次谐波分量。例如，整流电路中的电流常会有高次谐波分量。

非线性电路中，参数（电阻、电感、振幅、频率等）改变到分岔值时响应会突变，出现跳跃现象。铁磁谐振槐槐电路中就会发生电流跳跃现象。

F. 什么是线性电路什么是非线性电路

线性电路是完全由线性元件、独立源或线性受控源构成的电路。线性就是指输入和输出之间关系可以用线性函数表示。非线性电路，含有非线性元件的电路。这里的非线性元件不包括独立电源。

非线性元器件在电工中得到广泛应用。非线性电路的研究和其他学科的非线性问题的研究相互促。判断线性和非线性：非线性电路是含有除独立电源之外的非线性元件的电路。电工中常利用某些元器件的非线性。

电子电路注意事项

集成电路：认清方向，找准第一脚，不要倒插，所有IC的插入方向一般应保持一致，管脚不能弯曲折断。

元器件的装插：去除元件管脚上的氧化层，根据电路图确定器件的位置，并按信号的流向依次将元器件顺序连接。

导线直径应与过孔（或插孔）相当，过大过细均不好；为检查电路方便，要根据不同用途，选择不同颜色的导线，一般习惯是正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其它颜色的线；连接用的导线要求紧贴板上，焊接或接触良好，连接线不允许跨越IC或其他器件。

G. 电路分析，一阶线性电路的暂态过程

解：t<0时，电路处于稳态，电容相当于开路。

此时，Is=2A电流源与R1=30Ω、R2=10Ω串联构成回路，所以R2两端电压为：U=Is×R2=2×10=20（V）。即电容串联电压源Us的电压为U=20V。

所以：Uc（0-）=U-Us=20-10=10（V）。

根据换路定理，Uc（0-）=Uc（0+）=10V，即t=0+时，电容相当于一个10V的电压源。t=0+时的等效电路如下：

t=∞时，电流源外部总电阻为：R=R3∥（R1+R2）=10∥（30+10）=8（Ω），因而电流源两端电压为：U=Is×R=2×8=16（V），所以：i（∞）=U/（R1+R2）=16/（30+10）=0.4（A）。

R2两端电压为：U2=i（∞）×R2=0.4×10=4（V），因而Uc（∞）=U2-Us=4-10=-6（V）。

再将电路中的电压源短路、电流源开路，从电容断开处，可以得到电路的等效电阻为：Req=R2∥（R1+R3）=10∥（30+10）=8（Ω）。所以电路的时间常数为：τ=RC（因为没有给出电容C的值，无法计算时间常数τ，在下面的式子中只能用τ来表示）。

根据三要素法：f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e^(-t/τ)，有：

Uc（t）=-6+（10+6）e^（-t/τ）=-6+16e^（-t/τ） V；

I（t）=0.4+（2-0.4）e^（-t/τ）=0.4+1.6e^（-t/τ） A。