При расчете нелинейных электрических цепей так же, как и для линейных, используются законы Ома и Кирхгофа. Однако, вследствие того, что нелинейные элементы обладают нелинейными характеристиками, которые в некоторых случаях сложно выразить аналитически, для расчета нелинейных цепей обычно применяют графические методы.
Последовательное соединение элементов в нелинейной электрической цепи постоянного тока
 |
Рассмотрим два нелинейных резистивных элемента, соединенных последовательно (рис. 15.8). Пусть заданы их вольт-амперные характеристики Н.Э. 1 и Н.Э. 2 (рис. 15.9), требуется найти эквивалентное сопротивление схемы.
При последовательном соединении через оба нелинейных элемента протекает один и тот же ток I, а напряжение согласно второму закону Кирхгофа суммируется, то есть
.
 |
Эквивалентное сопротивление данной цепи определяется эквивалентной вольт-амперной характеристикой. Для построения эквивалентной ВАХ следует задаться несколькими значениями тока, например, I 1, I 2,…, In и при этих токах просуммировать напряжения. Соединив полученные точки, найдем искомую эквивалентную ВАХ (Н.Э. 1+ Н.Э. 2). На рис. 15.9 проиллюстрирован порядок построения эквивалентной ВАХ.
Параллельное соединение элементов в нелинейной
Электрической цепи постоянного тока
 |
Рассмотрим схему, содержащую два параллельно соединенных нелинейных элемента (рис. 15.10), сопротивления которых заданы вольт-амперными характеристиками Н.Э. 1 и Н.Э. 2 (рис. 15.11).
В этой цепи напряжение на обоих элементах одинаковое и равно напряжению на входе цепи
.
Поскольку цепь разветвленная, для нее справедлив первый закон Кирхгофа
.
Определение эквивалентного сопротивления показано на рис. 15.11.
 |
Для того чтобы найти эквивалентное сопротивление данной цепи, необходимо задаться несколькими значениями напряжения U 1, U 2, …, Un и при этих значениях напряжения просуммировать токи. Отложив полученные значения на графике и соединив точки, получим искомую эквивалентную ВАХ (Н.Э. 1+ Н.Э. 2), обозначенную на рис. 15.11 жирной линией.
Последовательное соединение линейного и
Нелинейного элементов
 |
Рассмотрим схему, содержащую как линейный, так и нелинейный элементы (рис. 15.12).
Сопротивление нелинейного элемента задается вольт-амперной характеристикой (рис. 15.13), сопротивление линейного элемента задается числом, например, R = 20 Ом. Для того чтобы найти эквивалентную ВАХ цепи, необходимо сначала построить ВАХ линейного элемента.
 |
Вольт-амперная характеристика линейного элемента представляет собой прямую линию, поэтому для ее построения достаточно двух точек. Первой точкой является начало координат, вторую находим, задавшись произвольно любым значением напряжения и определив по закону Ома ток при выбранном напряжении.
Например, возьмем напряжение U= 50 B, при этом напряжении ток равен 
. Строим точку 1 с координатами (U= 50 B; I= 2,5A) и проводим из начала координат в эту точку прямую, которая представляет собой ВАХ линейного элемента. Эквивалентную вольт-амперную характеристику цепи далее строим так же, как и при последовательном соединении двух нелинейных элементов, то есть, задаемся несколькими значениями напряжения и при этих напряжениях суммируем токи.
