電路理論6-1ppt課件

1、電路基礎電路基礎電路定理電路定理(Circuit Theorems)4.1 疊加定理疊加定理4.2 替代定理替代定理4.3 戴維寧定理和諾頓定理戴維寧定理和諾頓定理4.4 最大功率傳輸最大功率傳輸電路基礎電路基礎10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210 III哪哪個個答答案案對對?+-10V+-4V2 變換時變換時, 不能將待不能將待求解量變換掉求解量變換掉!?!abSUIcdcdUSSUI據據KCLAISU325 怎樣求出兩個電源各自對電路作出了多大的貢獻？怎樣求出兩個電源各自對電路作出了多大的貢獻？ 4.1 疊加定理疊加定理在多個獨立電源同時作用的線性電路在多

2、個獨立電源同時作用的線性電路(電路參數不隨電壓、電流的變化而改變電路參數不隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數和中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數和(即即在該處產生的電壓或電流的疊加在該處產生的電壓或電流的疊加)。表述表述:電路基礎電路基礎4.1 疊加定理疊加定理(Superposition Theorem)在多個獨立電源同時作用的線性電路在多個獨立電源同時作用的線性電路(電路參數不隨電壓、電流的變化而改變電路參數不隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源

3、單獨作用時所得結果的代數和中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數和(即即在該處產生的電壓或電流的疊加在該處產生的電壓或電流的疊加)。表述表述:+ iii uuu)2(2)1(22)2(1)1(11 電路中只有一個電源單獨作用，就是假設將其余的電源去除：即電路中只有一個電源單獨作用，就是假設將其余的電源去除：即將恒壓源短接令其將恒壓源短接令其電動勢為零；將恒流源開路令其電動勢為零；將恒流源開路令其 電電 流流 為零。為零。原線性電路原線性電路將將uS短接短接將將 iS開路開路R1uSi2R2+_iSu1+_uS單獨作用單獨作用R1uSR2+_+_)1(1u)1

4、(2iiS單獨作用單獨作用R1R2iS+_)2(1u)2(2i電路基礎電路基礎+原線性電路原線性電路iS單獨作用單獨作用將將uS短接短接uS單獨作用單獨作用將將 iS開路開路R1uSi2R2+_iSu1+_R1uSR2+_+_)1(1u)1(2iR1R2iS+_)2(1u)2(2ii1 iii uuu)2(2)1(22)2(1)1(11 將恒壓源短接令其電動勢為零；將恒壓源短接令其電動勢為零；將恒流源開路令其將恒流源開路令其 電電 流流 為零。為零。2221)(iRiiRuSS 證明：證明：對原電路圖對原電路圖, 據據KCL, KVL有有整理得：整理得：211212RRiRRRuiSS Sii

5、i 21SSiRuRRi1212)( SSSiRRiRRRui 211211Siii 21212211RRiRRRuiSS 將將 代入整理得：代入整理得：SSiRRRRuRRRu21212111 將將 代入整理得：代入整理得：111Rui uS單獨作用時單獨作用時21)1(2RRuiS SuRRRu211)1(1 據據KVL及分壓公式有及分壓公式有SiRRRi211)2(2 iS單獨作用時單獨作用時SiRRRRu2121)2(1 據分流公式及據分流公式及VCR有有)2(1)1(1uu 令令證畢證畢電路基礎電路基礎例例10 I4A20V10 10 以疊加定理用求：以疊加定理用求：I = ?I=4

6、 / 2=2AI= -20/(10+10)= -1AI = I+ I= 2-1 =1A+10 I 4A10 10 10 I 20V10 10 解：解：短接短接開路開路4A2A2A據分流公式據分流公式:AI24101010 10 I4A20V10 10 =電路基礎電路基礎解：解：例例4-1（1）單個電源單獨作用時的電路圖）單個電源單獨作用時的電路圖(b)與與(c).（2）由圖）由圖(b)，據，據KVL，并由電阻串并聯化簡得：，并由電阻串并聯化簡得：)A(158120)42(3)42(36120)42/(36120)1( I)V(20454423315)1( U據分流公式及據分流公式及VCR得：得

7、：(a)U-+I+-12A120V6324試用疊加定理求電流試用疊加定理求電流 I 電壓電壓 U 。(b)-+-120V6324)1(I)1(U（3）由圖）由圖(c)，據分流公式，并由電阻串并聯化簡得：，據分流公式，并由電阻串并聯化簡得：)A(26336633426/3412)2( I)V(242124/)22(124/)23/6(12)2( U（4）將各分量疊加：）將各分量疊加：)A(17215)2()1( III)V(42420)2()1( UUU據據VCR，并由電阻串并聯化簡得：，并由電阻串并聯化簡得：(c)+-12A6324) 2(I) 2(U電路基礎電路基礎應用疊加定理要注意的問題應

8、用疊加定理要注意的問題1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數不隨電壓、疊加定理只適用于線性電路（電路參數不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。 暫時不予考慮的恒壓源應予以短路，即令暫時不予考慮的恒壓源應予以短路，即令E=0； 暫時不予考慮的恒流源應予以開路，即令暫時不予考慮的恒流源應予以開路，即令 Is=0。3. 解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電 路中各電壓、電流的最后結果是各路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代

9、數和。分電壓、分電流的代數和。=+4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能直接用來求功率疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能直接用來求功率(不能將分功率疊加不能將分功率疊加)。如：。如： 333 I II 設：設：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP則：則：I3R3電路基礎電路基礎應用疊加定理要注意的問題應用疊加定理要注意的問題1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數不隨電壓、疊加定理只適用于線性電路（電路參數不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。 暫

10、時不予考慮的恒壓源應予以短路，即令暫時不予考慮的恒壓源應予以短路，即令E=0； 暫時不予考慮的恒流源應予以開路，即令暫時不予考慮的恒流源應予以開路，即令 Is=0。3. 解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電 路中各電壓、電流的最后結果是各路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代數和。分電壓、分電流的代數和。疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能直接用來求功率疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能直接用來求功率(不能將分功率疊加不能將分功率疊加)。5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分

11、 電路的電源個數可能不止一個。電路的電源個數可能不止一個。=+等效電阻等效電阻疊加定理適合將多電源復雜電路化為幾個單電源電路來計算。疊加定理適合將多電源復雜電路化為幾個單電源電路來計算。電路基礎電路基礎解：解：例例4-2（1）電壓源和單個電流源分別作用時的電路圖）電壓源和單個電流源分別作用時的電路圖(b)與與(c).（2）由圖）由圖(b)，據，據KVL得：得：)A( 14610)1(2)1(1 ii)V(6410)1(2)1(1)1(3 iiu試用疊加定理求電流試用疊加定理求電流 i1電壓電壓 u3 。（3）由圖）由圖(c)，據分流公式得：，據分流公式得：)V(6 .256 . 916410)

12、2(2)2(1)2(3 iiu（4）將各分量疊加：）將各分量疊加：)A(6 . 06 . 11)2(1)1(11 iii)V(6 .196 .256)2(3)1(33 uuu)A(6 . 110164464)2(1 i)2(3u)2(1i(c)+-4A64+-10i1)2(2i)1(1i(b)-+-10V64+-10i1)1(3u)1(2i據據KCL得得)A(4 . 26 . 144)2(1)2(2 ii據據KVL得得(a)u3-+-4A10V64i1+-10i1i2電路基礎電路基礎解：解：例例4-3（1）雙電壓源和單個電流源分別作用時的電路圖）雙電壓源和單個電流源分別作用時的電路圖(b)與與

13、(c).（2）由圖）由圖(b)，據，據KVL得：得：)A(4 . 010446610)1(2)1(1 ii)V(6 . 34 . 01046)1(2)1(3 iu試用疊加定理求電流試用疊加定理求電流 i1 電壓電壓 u3 。（3）由圖）由圖(c)，據分流公式得：，據分流公式得：)V(6 .256 . 916410)2(2)2(1)2(3 iiu（4）將各分量疊加：）將各分量疊加：)A(2 . 16 . 14 . 0)2(1)1(11 iii)V(2 .296 .256 . 3)2(3)1(33 uuu(a)u3-+-4A10V64-+6Vi1+-10i1)A(6 . 110164464)2(1

14、 i)2(3u)2(1i(c)+-4A64+-10i1)2(2i)1(1i(b)-+-10V64-+6V+-10i1)1(3u)1(2i據據KCL得得)A(4 . 26 . 144)2(1)2(2 ii據據KVL得得在上例圖中增加一個恒壓源，在上例圖中增加一個恒壓源，電路基礎電路基礎解：解：例例4-3（1）10V電壓源和單個電流源作一組，電路圖電壓源和單個電流源作一組，電路圖(b )， 6V電壓源作電壓源作一組，圖一組，圖(c).（2）由圖）由圖(b)，據例，據例4-2得：得：)A(6 . 0)1(1 i)V(6 .19)1(3 u試用疊加定理求電流試用疊加定理求電流 i1 電壓電壓 u3 。

15、（3）由圖）由圖(c)，據，據KVL得：得：)V(6 . 964 . 266410)2(2)2(1)2(3 iiu（4）疊加：）疊加：)A(2 . 16 . 06 . 0)2(1)1(11 iii)V(2 .296 . 96 .19)2(3)1(33 uuu)A(6 . 0106466)2(2)2(1 ii)1(1i(c)+-64-+6V+-10i1)1(3u)1(2i在上例圖中增加一個恒壓源，在上例圖中增加一個恒壓源，(b)u3-+-4A10V64i1+-10i1i2齊性定理：齊性定理：(a)u3-+-4A10V64-+6Vi1+-10i1i2 在線性電路中，當所有的激勵在線性電路中，當所有

16、的激勵(恒壓源和恒流源恒壓源和恒流源)都同時增大或都同時增大或縮小縮小k倍時，響應倍時，響應(電壓與電流電壓與電流)也將增大或縮小也將增大或縮小k倍。倍。本例本例: 若將若將6V電源增大至電源增大至8V，則，則6V電源單獨作用使電源單獨作用使)V(8 .12686 . 9)2(3 u則則)V(4 .328 .126 .19)2(3)1(33 uuu電路基礎電路基礎解：解：例例4-4先從離電源最遠端的支路計算（倒退法）先從離電源最遠端的支路計算（倒退法）設設 則：則： )V(22)(565 iRRuBC)V(2 .262221 . 233 BCADuiRu試用疊加定理求梯形電路中各支路電流試用疊

17、加定理求梯形電路中各支路電流 。據齊次定理，各支路電流亦增至據齊次定理，各支路電流亦增至K倍：倍：)A( 1 . 1202244 RuiBCAuS-+120V2i1i2R2i4i3i5R5R1R4R3R622022020BDCA155 ii)A( 1 . 211 . 1543 iii)A(31. 1202 .2622 RuiAD)A(41. 31 . 231. 1321 iii)V(02.332 .26241. 311 ADSuiRu現給定現給定V120 Su相當于將激勵相當于將激勵 增至增至 倍，即倍，即Su02.3312063. 302.33120 K)A(38.1241. 363. 31

18、1 Kii)A(76. 431. 163. 322 Kii)A(62. 71 . 263. 333 Kii)A(99. 31 . 163. 344 Kii)A(63. 3163. 355 Kii電路基礎電路基礎10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210 III哪哪個個答答案案對對?+-10V+-4V2 變換時變換時, 不能將待不能將待求解量變換掉求解量變換掉!?!abSUIcdcdUSSUI據據KCLAISU325 怎樣求出兩個電源各自對電路作出了多大的貢獻？怎樣求出兩個電源各自對電路作出了多大的貢獻？2A2 I2A=02 I”10V+-A5210 AIII5210

19、0 作業(yè)作業(yè)P104習題：習題：4-2，4-3， 4-5，電路基礎電路基礎給定任意一個線性電阻電路，其中第給定任意一個線性電阻電路，其中第k k條支路的電壓條支路的電壓u uk k和電流和電流i ik k已知，那么這條支路就可已知，那么這條支路就可以用一個具有電壓等于以用一個具有電壓等于u uk k的獨立電壓源，或者用一個具有電流等于的獨立電壓源，或者用一個具有電流等于i ik k的獨立電流源來替的獨立電流源來替代，替代后電路中全部電壓和電流均將保持原值。代，替代后電路中全部電壓和電流均將保持原值。A+ukikA=Aik+uk支支路路 k 電路基礎電路基礎(a)Nuk-+ik+-RkuSkNuk-+-uSNikiS-+4V-+20V-(a)u3i3+48i16i2V83 uuSA13 iiSiS88444/86203 uA14483 iV15. 6 KSuu (b)(c)KSii 例：例：先據疊加定理求出先據疊加定理求出88666/844 V85. 1 V8 對右網孔據對右網孔據KVL, 有有-+uS-+4V4據替代定理據替代定理,有有u3(b)+-+20V8i16i2-+4V4(c)i3-+20V8i16i2將右支路用將右支路用uS和和iS替代替代.電路基礎電路基礎(a)u3-+i3+-44V-+20V8i16i2uS(b)u3-+i3+-+20