Глава IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ВЫПРЯМИТЕЛИ
4.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ
Нелинейными электрическими цепями называют цепи, параметры которых Я, L и С зависят от тока и напряжения. В нелинейных цепях характеристики 
нелинейны. Строго говоря, все реальные электрические цепи в какой-то мере нелинейны. Так, сопротивление R резистора изменяется хотя бы потому, что при изменениях тока изменяется его температура. Если магнитная проницаемость вещества сердечника катушки зависит от напряженности магнитного поля, то индуктивность L этой катушки также зависит от тока. Наконец, емкость С конденсатора зависит от напряжения, если диэлектрическая проницаемость его диэлектрика зависит от напряженности электрического поля. Однако во многих практических задачах зависимость параметров цепи от тока и напряжения столь незначительна, что ею пренебрегают, и такие цепи считают линейными, описывая их линейными дифференциальными уравнениями. Вместе с тем существуют такие цепи, нелинейность которых проявляется весьма резко. Это приводит к тому, что при подведении к такой цепи синусоидального напряжения ток в ней при установившемся режиме изменяется периодически, но не синусоидально. В такой цепи помимо основной составляющей в токе появляются дополнительные составляющие (§ 3.3).
Особенности нелинейных электрических цепей позволяют осуществлять целый ряд весьма важных для практики процессов: выпрямление переменного тока, преобразование постоянного тока в переменный, преобразование частоты переменного тока, стабилизацию тока и напряжения и др. Нелинейные цепи широко используют в современных электрических устройствах (автоматическое управление и регулирование), в электроизмерительной технике, в радиоэлектронике.
Процессы, протекающие в нелинейных цепях постоянного и особенно переменного тока, весьма сложны. Так, в случае переменных токов они могут быть описаны лишь нелинейными дифференциальными уравнениями, общих методов решения которых, как известно, не существует. Для расчета нелинейных цепей широко используют приближенные методы решения конкретных задач. К нелинейным элементам нелинейных электрических цепей, широко используемым на практике, относятся, в частности, лампы накаливания, полупроводниковые
Рис. 4-1
Рис. 4-2
и вакуумные диоды, тиристоры и триоды, ионные приборы (неоновые лампы, барретеры, стабилитроны, тиратроны и ртутные вентили).
Характеристики нелинейных элементов 
делят на симметричные и несимметричные. У элементов с симметричными характеристиками сопротивление зависит от тока одинаково для обоих направлений (на рисунке 4-1 приведены характеристики лампы накаливания с вольфрамовой нитью 
термосопротивления 2, электрической дуги с одинаковыми электродами 5). У элементов с несимметричными характеристиками (рис. 4-2) последние несимметричны относительно осей. У них сопротивления по-разному зависят от направления тока (характеристика 1 — полупроводникового термосопротивления, 2 — тиритового (керамического) элемента, 3 — электронного прибора, 4 — ионного прибора).
Нелинейные элементы с несимметричными характеристиками — диоды и тиристоры — широко используют, в частности, в качестве вентилей для выпрямления переменного тока.
