一文讲述线性电路和非线性电路的概念和区别差异
电气设备是在线性和非线性组件的帮助下构建而成的。因此,如果要想了解这些设备的基本设计,需要对线性电路和非线性电路有基本的了解。
在本文中,小编将简单介绍线性电路和非线性电路的基本概念,以及二者之间的区别,同时也包括线性和非线性电路的一些典型示例整理。
基本概念
简单的说,线性电路就是一个电路,这个电路的参数是电阻、电容、电感等。或者也可以说电路的参数相对于电压和电流不变,称为线性电路。
非线性电路也是一种电路,该电路的参数相对于电流和电压是有所不同的。或者在电路中,波形、电阻、电感等参数不是常数的称为非线性电路。
主要区别
通常情况下,线性一词是指看起来像对角线的直线,它讲述了电压和电流之间的线性特性。即电路中的电流与电压成正比。如果电压增加,则电路中的电流也会增加,反之亦然。线性电路的输出特性介于图中的电流和电压之间,如下图所示:
在线性电路中,输出响应与输入成正比。在电路中,施加的频率为“f”的正弦波和输出意味着两点之间的电压也具有正弦频率“f”。
不过,在非线性电路中,输出特性就像一条介于电压和电流之间的曲线,如下图所示:
线性和非线性电路之间的另一个区别是求解电路。在线性电路中,电路的求解很简单,用简单的技巧,用计算器求解,与非线性电路比较,线性电路容易求解。
但是,非线性电路的求解比线性电路复杂,求解非线性电路需要大量的数据、信息。随着科学技术的不断发展,现在可以借助Multisim、Matlab、PSpice等电路仿真工具对线性和非线性电路的输出曲线进行仿真和分析。
通过使用线性和非线性方程,可以找到线性电路和非线性电路之间的区别。其等式如下:
Y=x+2 .......①
Y=x2 .......②
上述两个方程的图形表示如下图所示。如果任何方程是图中表示的直线,则它是线性的。如果方程是一条曲线,那么它是非线性的。
分段线性由下式表示,分段线性的xy轴图也如下所示。该方程被称为非线性方程,因为不能将方程写成如下形式:
Y=ax +b
线性和非线性电路元件
在非线性电路中,非线性元件是一种电气元件,它在电流和电压之间不存在任何线性关系。非线性元件的例子是二极管,电路中不存在的一些非线性元件称为线性电路。非线性元件的一些其他示例是晶体管、真空管、其他半导体器件、铁芯电感器和变压器。
如果在非线性曲线中存在线性曲线,则称为分段线性。
在线性电路中,线性元件也是一种电气元件,电压和电流之间会存在线性关系。线性元件最常见的元件例子是电阻器,同时还包括电容器和空芯电感器。
电路示例
- 线性电路的例子有电阻和电阻电路、电感器和电感电路以及电容器和电容电路。
- 非线性元件的非线性电路的一些例子是二极管、变压器、铁芯、电感器、晶体管。
主要应用
- 电路中会使用线性电路和非线性电路
- 通过使用这些电路,可以找到电压降和电流
总结
以上就是关于线性和非线性电路的概念介绍,同时包括二者之间的主要区别。希望通过阅读以上内容,能够帮助大家更好的了解关于线性和非线性电路的一些基本知识。