ch1.電路及其分析方法

1、第第 1 章電路及其分析方法章電路及其分析方法電路的基本概念及其分析方法是電工技術(shù)和電子技電路的基本概念及其分析方法是電工技術(shù)和電子技術(shù)的基礎(chǔ)。術(shù)的基礎(chǔ)。本章首先討論電路的基本概念和基本定律，如電路本章首先討論電路的基本概念和基本定律，如電路模型、電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電源的模型、電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電源的工作狀態(tài)以及電路中電位的計(jì)算等。這些內(nèi)容是分析與工作狀態(tài)以及電路中電位的計(jì)算等。這些內(nèi)容是分析與計(jì)算電路的基礎(chǔ)。計(jì)算電路的基礎(chǔ)。然后介紹幾種常用的電路分析方法，有支路電流法、然后介紹幾種常用的電路分析方法，有支路電流法、疊加定理、電壓源模型與電流源模型的等效變換

2、和戴維疊加定理、電壓源模型與電流源模型的等效變換和戴維寧定理。寧定理。最后討論電路的暫態(tài)分析。介紹用經(jīng)典法和三要素最后討論電路的暫態(tài)分析。介紹用經(jīng)典法和三要素法分析暫態(tài)過程。法分析暫態(tài)過程。 電路就是電流流通的路徑，它是由一些元件或電路就是電流流通的路徑，它是由一些元件或設(shè)備組成的，是能夠傳輸、轉(zhuǎn)換電能或者能夠采設(shè)備組成的，是能夠傳輸、轉(zhuǎn)換電能或者能夠采集、傳遞和處理電信號(hào)的有機(jī)整體。集、傳遞和處理電信號(hào)的有機(jī)整體。 電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)示意圖擴(kuò)音器示意圖擴(kuò)音器示意圖 電路中電路中電源電源和和信號(hào)源信號(hào)源的的電壓或電流電壓或電流稱為稱為激勵(lì)激勵(lì)，它，它推動(dòng)電路的工作推動(dòng)電路的工作。激勵(lì)激勵(lì)響

3、應(yīng)響應(yīng)由由激勵(lì)激勵(lì)在電路中產(chǎn)生的在電路中產(chǎn)生的電壓和電流電壓和電流稱為稱為響應(yīng)響應(yīng)。 電路分析是在已知電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的條件下，討論電路分析是在已知電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的條件下，討論與與的關(guān)系。的關(guān)系。i 實(shí)際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器實(shí)際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成，如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電池、電阻器件所組成，如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電池、電阻器等，它們的電磁性質(zhì)是很復(fù)雜的。等，它們的電磁性質(zhì)是很復(fù)雜的。R R L 消耗電消耗電能能( (電阻性電阻性) ) 產(chǎn)生產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存磁場(chǎng)能量( (電感性電感性) ) 忽略忽略 L L電源負(fù)載連接導(dǎo)線電路實(shí)

4、體電路實(shí)體電路模型電路模型1.2 1.2 電路模型電路模型 用用理想理想電路元件組成的電路，稱為實(shí)際電路的電路元件組成的電路，稱為實(shí)際電路的電電路模型路模型。SER +R0開關(guān)物理量物理量實(shí)實(shí) 際際 方方 向向電流電流 I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E ( (電位升高的方向電位升高的方向) ) 電壓電壓 U( (電位降低的方向電位降低的方向) )高電位高電位 低電位低電位 單單 位位kA 、A、mA、A低電位低電位 高電位高電位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、Va)b)電流：電流：Uab 雙下雙下 標(biāo)標(biāo)電壓：電壓：IE+_ 在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量

5、任意假定的方向。電量任意假定的方向。Iab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)aRb箭箭 標(biāo)標(biāo)abRI正負(fù)極性正負(fù)極性+abU U+_箭箭 標(biāo)標(biāo)abU實(shí)際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向一致一致，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為正值正值；實(shí)際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向相反相反，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為負(fù)值負(fù)值。注意：注意：在參考方向選定后，電流在參考方向選定后，電流 ( ( 或電壓或電壓 ) ) 值才值才有正負(fù)之分。有正負(fù)之分。 若若 I = 5A，則電流從則電流從 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，則電流從，則電流從 b 流向流向 a 。abRIabRU+若若 U = 5V，則電壓的

6、實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 a 指向指向 b；若若 U= 5V，則電壓的實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 b 指向指向 a 。+_ U = 3( 2 ) = 6 V表達(dá)式表達(dá)式 = RUIU 、I 參考方向相同參考方向相同U = RIU、 I 參考方向相反參考方向相反電流的參考方向電流的參考方向與實(shí)際方向相反與實(shí)際方向相反或或圖圖 (b)圖圖 (a)RUI+IRU+圖圖 (c)RUI電壓與電流參電壓與電流參考方向相反考方向相反圖圖 (b) 中若中若 I = 2 A，R = 3 ，求，求U? EI IU1. 1. 電壓與電流電壓與電流 R0RabcdR + R0I = EER0I電源的外特性曲

7、線電源的外特性曲線當(dāng)當(dāng) R0 R 時(shí)，時(shí)， 則則 U E說明電源帶負(fù)載能力強(qiáng)說明電源帶負(fù)載能力強(qiáng)IUO+_+_UU = RI或或 U = E R0I 1.4.1 1.4.1 電源有載工作電源有載工作 1.1.電壓與電流電壓與電流U = RIU = E R0I UI = EI R0I2 P = PE P 電源產(chǎn)電源產(chǎn)生功率生功率內(nèi)阻消內(nèi)阻消耗功率耗功率電源輸電源輸出功率出功率功率的單位：瓦功率的單位：瓦 特特(W) ) 或千瓦或千瓦( (kW) )電源產(chǎn)電源產(chǎn)生功率生功率=負(fù)載取負(fù)載取用功率用功率+內(nèi)阻消內(nèi)阻消耗功率耗功率功率功率平衡式平衡式EI IUR0Rabcd+_+_2.2.功率與功率平衡

8、功率與功率平衡R + R0I = E1.4.1 1.4.1 電源有載工作電源有載工作電源電源負(fù)載負(fù)載3.3.電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別U、I 參考方向不同，參考方向不同， P = -UI 0，負(fù)載負(fù)載； P =-UI 0，電源電源。U、I 參考方向相同，參考方向相同， P =UI 0，負(fù)載負(fù)載； P = UI 0，電源電源。 1.4.1 1.4.1 電源有載工作電源有載工作3.3.電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別 例例 1 已知：圖中已知：圖中 UAB= 3 V， I = 2 A 解解 P = UI = 3 ( (2) ) = 6 W求：求：N 的功率，并說明它是電源的功率，并說明它是電

9、源還是負(fù)載。還是負(fù)載。 因?yàn)榇死须妷?、電流的參考方向相同因?yàn)榇死须妷骸㈦娏鞯膮⒖挤较蛳嗤?P P 為負(fù)值，所以為負(fù)值，所以 N N 發(fā)出功率，是電源。發(fā)出功率，是電源。NABI額定值是為電氣設(shè)額定值是為電氣設(shè)備在給定條件下正常運(yùn)備在給定條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的允許值。額行而規(guī)定的允許值。額定電壓、額定電流、額定電壓、額定電流、額定功率分別用定功率分別用UN、IN和和PN表示。表示。電氣設(shè)備不在額定條電氣設(shè)備不在額定條件下運(yùn)行的危害：件下運(yùn)行的危害：不能充分利用設(shè)備的能力；不能充分利用設(shè)備的能力；降低設(shè)備的使用壽命甚至損壞設(shè)備。降低設(shè)備的使用壽命甚至損壞設(shè)備。4.4. 額定值與實(shí)際值額定值

10、與實(shí)際值U電電 源源 +IP=UI電源輸出的電流和功電源輸出的電流和功率由負(fù)載的大小決定率由負(fù)載的大小決定S1S2S3 電源開路時(shí)的特征電源開路時(shí)的特征 I = 0U = U0 = E P = 0當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電源則處于開路當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電源則處于開路( (空載空載) )狀態(tài)。狀態(tài)。EI IU0R0Rabcd+_+_1.4.2 1.4.2 電源開路電源開路UIS電流過大，將燒毀電源！電流過大，將燒毀電源！U = 0I = IS = E / R0P = U I= 0 PE = P = R0IS2 ER0Rbcd+_ 電源短路時(shí)的特征電源短路時(shí)的特征 a 當(dāng)電源兩端由于某種原因連在一起時(shí)，電源當(dāng)電

11、源兩端由于某種原因連在一起時(shí)，電源則被短路。則被短路。 為防止事故發(fā)生，需在電路中接入熔斷器或自為防止事故發(fā)生，需在電路中接入熔斷器或自動(dòng)斷路器，用以保護(hù)電路。動(dòng)斷路器，用以保護(hù)電路。1.4.3 1.4.3 電源短路電源短路基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 ( KCL )( KCL )和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( KVL )( KVL )。它反映。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析電路的基本定律。基爾霍夫定律與律，是分析電路的基本定律。基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。元件特性構(gòu)成

12、了電路分析的基礎(chǔ)。如如 acb ab adb如如 abca adba adbca 如如 ab+_R1E1+_E2R2R3I1I2I3cadb在平面電路中，在平面電路中，內(nèi)部不含支路的回路。內(nèi)部不含支路的回路。如如 abca adba(直流電路中直流電路中)(對(duì)任意波形的電流對(duì)任意波形的電流)在任一瞬間，某一結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。在任一瞬間，某一結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。基爾霍夫電流定律是用來確定連接在同一結(jié)點(diǎn)基爾霍夫電流定律是用來確定連接在同一結(jié)點(diǎn)上的各支路電流之間的關(guān)系。上的各支路電流之間的關(guān)系。 根據(jù)電流連續(xù)性原理，電荷在任何一點(diǎn)均不能根據(jù)電流連續(xù)性原理，電荷在任何一點(diǎn)均不能堆積堆積( (

13、包括結(jié)點(diǎn)包括結(jié)點(diǎn)) )。故有。故有數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式為為1.5.1 1.5.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)(KCL)出出入入I II II符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定:當(dāng)當(dāng)I參考方向流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取參考方向流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取“+ +”號(hào)號(hào), ,流出節(jié)點(diǎn)時(shí)取流出節(jié)點(diǎn)時(shí)取“”號(hào)號(hào). .或或1.5.1 1.5.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)(KCL) 若以流入結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，若以流入結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，離開結(jié)點(diǎn)的電流為正，則根據(jù)離開結(jié)點(diǎn)的電流為正，則根據(jù)KCL，結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn) a 可以寫出可以寫出I1I2I3I4aI1 I2 + I3 + I4 = 0 例例 1 上圖中若上圖中若 I1 = 9

14、A， I2 = 2 A，I4 = 8 A，求，求 I3 。9 ( ( 2) ) + I3 + 8 = 0 解解 把已知數(shù)據(jù)代入結(jié)點(diǎn)把已知數(shù)據(jù)代入結(jié)點(diǎn) a 的的KCL方程式，有方程式，有由電流的參考方向與實(shí)際方向是否相同確定由電流的參考方向與實(shí)際方向是否相同確定 I3 電流為負(fù)值，是由于電流電流為負(fù)值，是由于電流參考方向與實(shí)際方向相反所致。參考方向與實(shí)際方向相反所致。 I3 = 19 A I2 = I1 + I3 + I4IAIBIABIBCICA即即 I = 0ICIA + IB + IC = 0 可見，在任一瞬間通過任一封閉面的電流的可見，在任一瞬間通過任一封閉面的電流的代數(shù)和也恒等于零。代

15、數(shù)和也恒等于零。ABC 對(duì)對(duì) A、B、C 三個(gè)結(jié)點(diǎn)三個(gè)結(jié)點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用 KCL 可列出：可列出：IA = IAB ICAIB = IBC IABIC = ICA IBC上列三式相加，便得上列三式相加，便得基爾霍夫電壓定律用來確定回路中各段電壓之間的關(guān)系?；鶢柣舴螂妷憾捎脕泶_定回路中各段電壓之間的關(guān)系。 由于電路中任意一點(diǎn)的瞬時(shí)電位具有單值性，故有由于電路中任意一點(diǎn)的瞬時(shí)電位具有單值性，故有 在任一瞬間，沿任一回路繞行方向在任一瞬間，沿任一回路繞行方向(順時(shí)針或逆時(shí)順時(shí)針或逆時(shí)針針)，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。即即 U U = 0 = 01.5.2 1.5.

16、2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)(KVL)或或 U升升 = U降降 U符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定:當(dāng)當(dāng)U U方向與回路方向一致時(shí)取方向與回路方向一致時(shí)取“+ +”號(hào)號(hào), ,相反時(shí)取相反時(shí)取“”號(hào)號(hào). .1.5.2 1.5.2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)(KVL)I2 左圖中，各電壓參考方左圖中，各電壓參考方向均已標(biāo)出，沿虛線所示循向均已標(biāo)出，沿虛線所示循行方向，列出回路行方向，列出回路 c b d a c KVL 方程式。方程式。U1 U2 + U4 U3 = 0 根據(jù)電壓參考方向，回根據(jù)電壓參考方向，回路路 c b d a c KVL 方程式為方程式為+_R1E1+_E2

17、R2U2I1U1cadb+_U3+U4_U1 + U4 = U2 + U3 或或 U升升 = U降降 E和和I的符號(hào)規(guī)定的符號(hào)規(guī)定:當(dāng)當(dāng)E和和I的方向與回路方向一致時(shí)的方向與回路方向一致時(shí),取取“+”號(hào)號(hào),與與回路方向相反時(shí)取回路方向相反時(shí)取“”號(hào)號(hào)I2+_R1+_E2R2U2I1U1cadb+_U3+U4_上式也可改寫為上式也可改寫為 E2 E1 = I2 R2 I1R1即即 E = IRE1U1 + U4 = U2 + U3 KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路推廣應(yīng)用于假想的閉合回路 E RI U = 0U = E RI或或根據(jù)根據(jù) KVL 可列出可列出EI IUR+_+_UA+_UAB+_

18、UB+_根據(jù)根據(jù) U = 0UAB = UA UB UA UB UAB = 0ABCOU1 + U2 U3 U4 + U5 = 0U4U1U2abcedU5U3R4 例例 2 圖中若圖中若 U1= 2 V，U2 = 8 V，U3 = 5 V，U5 = 3 V， R4 = 2 ，求電阻求電阻 R4 兩端的電壓及流過它的電流。兩端的電壓及流過它的電流。 解解 設(shè)電阻設(shè)電阻 R4 兩端電壓的極性及流過它的電流兩端電壓的極性及流過它的電流 I 的參考方向如圖示。的參考方向如圖示。( (2) )+ 8 5 U4+( (3) )= 0U4 = 2 VI = 0.5 A 沿順時(shí)針方向列寫回路沿順時(shí)針方向列寫

19、回路的的 KVL 方程式，有方程式，有代入數(shù)據(jù)，有代入數(shù)據(jù)，有U4 = IR41.6.1 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)地順序電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相連，并且在這些電阻中通過相連，并且在這些電阻中通過，則這樣，則這樣的連接方法稱為電阻的串聯(lián)。的連接方法稱為電阻的串聯(lián)。分壓公式分壓公式等效電阻等效電阻R = R1 + R2RUI+R1R2UIU2U1+U2 = UR1 + R2R2URRRU2111 1.6 電阻串聯(lián)與并聯(lián)電阻串聯(lián)與并聯(lián)1.6.2 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)分流公式分流公式I1 = IR1 + R2R2 電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的電路中

20、兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間，則這樣的連接法稱為電阻的并聯(lián)。在結(jié)點(diǎn)之間，則這樣的連接法稱為電阻的并聯(lián)。在各個(gè)并聯(lián)支路各個(gè)并聯(lián)支路( (電阻電阻) )上受到上受到I2 = IR1 + R2R1IR2R1I1I2U+UR+I+R = R1R2 R1R2等效電阻等效電阻21111RRR 圖示為變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻圖示為變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻 RL 兩端電壓的兩端電壓的分壓電路。分壓電路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中間環(huán)節(jié)是變阻器，。中間環(huán)節(jié)是變阻器，其規(guī)格是其規(guī)格是 100 、3 A。今把它平分為四段，在圖上用。今把它平分為四段，在圖上用a,b,c,d,e 點(diǎn)標(biāo)出。求滑動(dòng)點(diǎn)分別

21、在點(diǎn)標(biāo)出。求滑動(dòng)點(diǎn)分別在 a,c,d,e 時(shí)，負(fù)載和變時(shí)，負(fù)載和變阻器各段所通過的阻器各段所通過的電流及負(fù)載電壓，并就流過變電流及負(fù)載電壓，并就流過變阻阻器的器的電流與其額定電流比較說明使用時(shí)的安全問題。電流與其額定電流比較說明使用時(shí)的安全問題。 解解 UL = 0 VIL = 0 A( (1) ) 在在 a 點(diǎn)：點(diǎn)：A2 . 2 A100220eaea RUIRLULILU+abcde+ 例例 1 RLULILU+abcde+ 解解 ( (2) )在在 c 點(diǎn)：點(diǎn)：755050505050ecLcaLca RRRRRRA93. 275220ec RUI 等效電阻等效電阻 R 為為Rca與與R

22、L并聯(lián)，并聯(lián)，再與再與 Rec串聯(lián)，即串聯(lián)，即 注意，這時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)雖在變阻器的中點(diǎn)，但是注意，這時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)雖在變阻器的中點(diǎn)，但是輸出電壓不等于電源電壓的一半，而是輸出電壓不等于電源電壓的一半，而是 73.5 V。V5 .7347. 150LLL IRUA47. 1293. 2caL II(因?yàn)橐驗(yàn)?Rca=RL) IecRLULILU+abcde+ 解解 ( (3) ) 在在 d 點(diǎn)：點(diǎn)： 552550755075edLdaLdaRRRRRRA4 . 2 A4507575edLdadaL IRRRIA455220ed RUIA6 . 1 A4507550edLdaLda IRRRIV 1204

23、 . 250LLL IRU注意：因注意：因 Ied = 4 A 3 A，ed 段有被燒毀的可能。段有被燒毀的可能。RLULILU+abcde+ 解解 ( (4) )在在 e 點(diǎn)：點(diǎn)：V220L UUeaea220= 2.2 A100UI=RA4 . 450220LL RUI(1) 應(yīng)用應(yīng)用KCL列列(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程 因支路數(shù)因支路數(shù) b=6，所以要列所以要列6個(gè)方程。個(gè)方程。(2) 應(yīng)用應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程選網(wǎng)孔列回路電壓方程(3) 聯(lián)立解出聯(lián)立解出 IG 對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) a： I1 I2 IG = 0對(duì)網(wǎng)孔對(duì)網(wǎng)孔abda：IG RG I3 R3 +I1 R1 =

24、 0對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) b： I3 I4 +IG = 0對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) c： I2 + I4 I = 0對(duì)網(wǎng)孔對(duì)網(wǎng)孔acba：I2 R2 I4 R4 IG RG = 0 試求檢流計(jì)試求檢流計(jì)中的電流中的電流IG。 OSREI 電壓源電壓源0SRUII 電流源電流源設(shè)設(shè) IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源對(duì)外輸出電壓為：后，恒流源對(duì)外輸出電壓為：RL IUISOIISU+_電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。0SREI 用電源等效變換方法求圖示電路中電流用電源等效變換方法求圖示電路中電流 I3 。+_+I390 V140 V20 5 6 20 7 A5 I36 18 A4 I

25、36 25A 解解 34I = 25*=10 A4+64 例例 1 A1A22228 I解解:+abU2 5V(a)+ +abU5V(c)+ a+-2V5VU+-b2 (c)+ (b)aU 5A2 3 b+ (a)a+5V3 2 U+ a5AbU3 (b)+ 3I_+90 V20 5 6 A. A/ / 390207 22065206I+_140 V20 6 5 3IA. A/ / 314052 8562056I+34I = 25*=10 A4+6+_+I390 V140 V20 5 6 原電路原電路333I = II 疊加原理：疊加原理：對(duì)于對(duì)于線性電路線性電路，任何一條支路的電流，任何一條

26、支路的電流(電壓電壓)，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流(電壓電壓)的的代數(shù)和。代數(shù)和。2121RREII SIRRRI2121 S21221111IRRRRREIII SIRRRI2112 S21121IRRRRRE 疊加原理疊加原理只適用于線性電路只適用于線性電路。 除去電源作用（除源）除去電源作用（除源）的處理：的處理： 除去電壓源：除去電壓源：E = 0，即將即將E E 短路短路； 除去電流源：除去電流源： Is=0，即將即將 I Is s 開路開路 。 線

27、性電路的電流或電壓均可用疊加原理計(jì)算，線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計(jì)算， 但但功率功率P P不能用疊加原理計(jì)算不能用疊加原理計(jì)算。例：。例：12112112111211 ) (RIRIRIIRIP 應(yīng)用疊加原理時(shí)可把電源分組求解應(yīng)用疊加原理時(shí)可把電源分組求解 ，即每個(gè)分電路，即每個(gè)分電路 中的電源個(gè)數(shù)可以多于一個(gè)。中的電源個(gè)數(shù)可以多于一個(gè)。 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。 若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方 向向相反相反時(shí)，疊加時(shí)相應(yīng)項(xiàng)前要時(shí)，疊加時(shí)相應(yīng)項(xiàng)前要帶負(fù)號(hào)帶負(fù)號(hào)。 例例 1

28、求圖示電路中求圖示電路中 5 電阻電阻的電壓的電壓 U 及功率及功率 P。+ 10 A5 15 20 V+ U2 4 解解 先計(jì)算先計(jì)算 20 V 電壓源單獨(dú)作用電壓源單獨(dú)作用在在 5 電阻上所產(chǎn)生的電壓電阻上所產(chǎn)生的電壓 U 。U = 20 5 + 155 = 5 V電流源不作用電流源不作用應(yīng)相當(dāng)于開路應(yīng)相當(dāng)于開路20 V+ 5 15 + U 2 4 例例 1 求圖示電路中求圖示電路中 5 電阻電阻的電壓的電壓 U 及功率及功率 P。+ 10 A5 15 20 V+ U2 4 解解 再計(jì)算再計(jì)算 10 A 電流源單獨(dú)作用在電流源單獨(dú)作用在 5 電阻上所電阻上所產(chǎn)生的電壓產(chǎn)生的電壓 U 。電壓

29、源電壓源不作用不作用應(yīng)相當(dāng)應(yīng)相當(dāng)于短路于短路5 15 + U 2 4 10 AV 5 .3751551510 U 例例 1 求圖示電路中求圖示電路中 5 電阻電阻的電壓的電壓 U 及功率及功率 P。+ 10 A5 15 20 V+ U2 4 U = U + U = 5 37.5 = 32.5 V = 211.25 W 解解 根據(jù)疊加原理，根據(jù)疊加原理，20 V 電壓源和電壓源和 5 A 電流源作用在電流源作用在 5 電阻上所產(chǎn)生的電壓電阻上所產(chǎn)生的電壓為為5 電阻的功率為電阻的功率為 W5)5 .32(2 P(b) E單獨(dú)作用單獨(dú)作用 將將 IS 斷開斷開(c) IS單獨(dú)作用單獨(dú)作用 將將 E

30、 短接短接A1A5510322 RREIV5V5132SRIUA5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 IRRRIV5 . 2V55 . 0)(3233 RIIRIUSSV5 . 72.5V5VSSS UUU3I 無源二端網(wǎng)絡(luò)可無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電源化簡(jiǎn)為一個(gè)電源 任何一個(gè)有源二端任何一個(gè)有源二端線性線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻的理想電壓源和內(nèi)阻 R0 串聯(lián)的電源來等效代替。串聯(lián)的電源來等效代替。 等效電源的內(nèi)阻等效電源的內(nèi)阻R R0 0a a 、

31、b b兩端之間的等效電阻兩端之間的等效電阻等效電源的電動(dòng)勢(shì)等效電源的電動(dòng)勢(shì)E E 就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將即將負(fù)載斷開后負(fù)載斷開后 a a 、b b兩端之間的電壓兩端之間的電壓注意：注意：“等效等效”是指對(duì)端口外等效是指對(duì)端口外等效有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò) 等效電源等效電源 A5 . 2A4420402121 RREEI理想電壓源短路，理想電流源開路理想電壓源短路，理想電流源開路 求內(nèi)阻求內(nèi)阻R R0 0時(shí)，關(guān)鍵要弄清從時(shí)，關(guān)鍵要弄清從a a、b b兩端看進(jìn)去兩端看進(jìn)去時(shí)各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。時(shí)各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。 221210RRRRR，所以所以A2A13230303 RREI 例例 2 用戴維寧定理求圖示電路中電流用戴維寧定理求圖示電路中電流 I 。+_+_I90 V140 V20 5 6 解解 已知電路可用已知電路可用圖圖( (a) )等效代替等效代替E 為除為除 6 支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，見圖支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，見圖 (b) 圖圖(a)圖圖( (b) )E = Uab=140 + 9020+5