Рабочая точка нелинейного элемента

Свернём линейную часть цепи

Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление, поэтому его ветвь не проводит ток. Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление. Между верхним и нижним центральными узлами остаются две параллельные ветви: нелинейный элемент с амперметром и последовательная пара $R_2+R_3=50\,\text{Ом}$. Снаружи стоят последовательные $R_1+R_4=50\,\text{Ом}$.

Выразим ток через напряжение

Пусть $U$ — напряжение между центральными узлами, $I$ — ток нелинейного элемента. По линейной параллельной ветви идёт $\frac{U}{50}$, значит, общий ток источника равен $I+\frac{U}{50}$. Падение напряжения на внешних резисторах:

Поэтому нагрузочная прямая имеет уравнение

если ток выражен в амперах, напряжение — в вольтах.

Найдём пересечение с ВАХ

На исходном графике нелинейная характеристика проходит через точку $U=50\,\text{В}$, $I=1\,\text{А}$. Эта точка лежит и на нагрузочной прямой: $3-0{,}04\cdot50=1$. Характеристика возрастает, а нагрузочная прямая убывает, поэтому пересечение единственно.

Проверим баланс: через линейную ветвь идёт $\frac{50}{50}=1\,\text{А}$, общий ток равен $2\,\text{А}$, внешние резисторы дают падение $2\cdot50=100\,\text{В}$. Вместе с $50\,\text{В}$ на параллельных ветвях получается $150\,\text{В}$ источника.