电路第三版第四章解析.ppt

* 第四章 电路定理(Circuit Theorems) 4.1 叠加定理 (Superposition Theorem) 4.2 替代定理 (Substitution Theorem) 4.3 戴维宁定理和诺顿定理 (Thevenin-Norton Theorem) 重点 掌握叠加定理和戴维宁定理 下 页 1. 叠加定理 在线性电阻电路中，任一支路的电流（或电压）都是电路中各个独立电源单独作用于电路时，在该支路上分别产生的电流（或电压）的叠加(代数和）。 4.1 叠加定理 (Superposition Theorem) 下 页 上 页 电压和电流均为各电源的一次函数，均可看成各独立电源单独作用所产生的分量的代数和。 3. 几点说明 1. 叠加定理只适用于线性电路。 2. 分电路中不作用的独立源要置零 电压源为零 — 短路。 电流源为零 — 开路。 = + + uS3 G1 iS1 G2 uS2 G3 i2 i3 + – + – iS1 G1 G2 G3 us2 + – G1 G2 G3 us3 + – G3 G2 G1 下 页 上 页 3. 计算功率时，不可以在各分电路中求出每个元件的功率，然后利用叠加定理进行叠加（功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数）。 4. u , i 叠加时要注意各分电路中电压、电流的参考方向。 5. 含受控源（线性）电路亦可用叠加定理，但只能画出独立源单独作用的分电路，受控源应保留在每个分电路中。 注意 （1）不作用的电源如何置零； （2）受控源不能单独作用。 下 页 上 页 4. 叠加定理的应用 例1 求电压U. 6? 8? 12V 3A + – 3? 2? + － U 8? 3A 6? 3? 2? + － U(2) 画出分电路图 ＋ 12V电源作用： 3A电源作用： 解 8? 12V + – 6? 3? 2? + － U(1) 下 页 上 页 例2 ＋ － 10V 2A ＋ － u 2? 3? 3? 2? 求电流源的电压和发出的功率 ＋ － 10V ＋ － u（1） 2? 3? 3? 2? 画出分电路图 10V电源作用： 2A电源作用： 解 下 页 上 页 2A ＋ － u（2） 2? 3? 3? 2? 例3 u ＋ － 12V 2A ＋ － 1? 3A 3? 6? 6V ＋ － 计算电压u。 画出分电路图 1? 3A 3? 6? ＋ － u(1) 说明：叠加方式是任意的，可以一次一个独立源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用，取决于使分析计算简便。 3A电流源作用： 其余电源作用： ＋ － 12V 2A ＋ － 1? 3? 6? 6V ＋ － u (2) i (2) 解 下 页 上 页 例4 计算电压u 和电流 i。 u (1) ＋ － 10V 2i (1) ＋ － 1? 2? ＋ － i (1) u ＋ － 10V 2i ＋ － 1? i 2? ＋ － 5A u(2) 2i (2) ＋ － 1? i (2) 2? ＋ － 5A 受控源始终保留 10V电源作用： 5A电源作用： 解 下 页 上 页 例6. 采用倒推法：设i=1A。 则 求电流 i 。 RL=2? R1=1 ? R2=1 ? us=51V + – 2V 2A + – 3V + – 8V + – 21V + – us=34V 3A 8A 21A 5A 13A i R1 R1 R1 R2 RL + – us R2 R2 i =1A 解 5. 齐性原理（Homogeneity Property) 线性电路中，所有激励(独立源)都增大(或减小)同样的倍数，则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样的倍数。 当激励只有一个时，则响应与激励成正比。 下 页 上 页 例5 无源 线性 网络 uS i － ＋ iS 封装好的电路如图，已知下列实验数据： 解 根据齐性和叠加定理，有： 代入实验数据，得： 下 页 上 页 4. 2 替代定理 (Substitution Theorem) 对于给定的任意一个电路，若某一端口电压为uk、电流为ik，那么这二端网络就可以用一个电压等于uk的独立电压源，或者用一个电流等于ik的独立电流源替代（等效），替代后电路中其它部分电压和电流均保持原有值(解答唯一)。 ik 1.替代定理 二端网络 k ik + – uk + – uk 下 页 上 页 例 求图示电路的支路电压和电流。 ＋ － i3 10? 5? 5? 110V 10? i2 i1 ＋ － u 解 替代 ＋ － i3 10? 5? 5? 110V i2 i1 ＋ － 60V 替代以后