電路分析 疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)06公開課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

第三章疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)3.1線性電路百分比性網(wǎng)絡(luò)函數(shù)3.2疊加原理3.3功率與疊加原理3.4

電阻電路無增益性質(zhì)綱領(lǐng)不要求一.百分比性（齊次性）在單一激勵(lì)線性、時(shí)不變電路中，激勵(lì)增大多少倍，響應(yīng)也增大相同倍數(shù)。例:求圖示電路中標(biāo)出各電壓、電流。3.1線性電路百分比性網(wǎng)絡(luò)函數(shù)12Ω165V+U2+U3+U4+5Ω18Ω6Ω4ΩI1I3I4I5I2+U1此電路可利用電阻串、并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行化簡計(jì)算，屬于簡單電路。I4=10

12/(4+12)=7.5A化簡(1)利用電阻串、并聯(lián)，化簡計(jì)算165V+U2+U3+5Ω18Ω6ΩI1I33ΩI2I1=165/(5+6)=15AI2=159/(18+9)=5AI3=I1

-I2=15-5=10AI5=I3

-

I4=2.5A165V+5Ω6ΩI1解:

U1=75V

U2=90V

U3=60V

U4=30V12Ω165V+U2+U3+U4+5Ω18Ω6Ω4ΩI1I3I4I5I2+U1

則Us=U1+U2=66V

I1=15AI2=5AI3=10A

I4=7.5AI5=2.5AU1=75V

U2=90VU3=60VU4=30V則K=165/66=2.5解:（2）用百分比性求解，設(shè)：I5=1A

，則U4=12V則：I4=12/4=3A

，I3=I4+I5=4A，U3=46=24VU2=U3+U4=12+24=36V，

I2=36/18=2AI1=I2+I3=6A，U1=5

6=30V依據(jù)百分比性，各電壓、電流乘2.5倍即為所求。12Ω165V+U2+U3+U4+5Ω18Ω6Ω4ΩI1I3I4I5I2+U1

而Us=165V二.網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

1.定義：對(duì)單一激勵(lì)線性、時(shí)不變電路，指定響應(yīng)對(duì)激勵(lì)之比稱為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H＝響應(yīng)激勵(lì)

2.策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)：同一端口上響應(yīng)與激勵(lì)之比稱為策動(dòng)點(diǎn)函數(shù),或稱為驅(qū)動(dòng)點(diǎn)函數(shù)。11IUR11=策動(dòng)點(diǎn)電阻策動(dòng)點(diǎn)電導(dǎo)11UIG11=策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)I1N0U1+I1N0U1+網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù)

3.轉(zhuǎn)移函數(shù)：不一樣端口上，響應(yīng)與激勵(lì)之比叫轉(zhuǎn)移函數(shù)。12IURT=轉(zhuǎn)移電阻I1N0RLI212UIGT=轉(zhuǎn)移電導(dǎo)12UUHu=轉(zhuǎn)移電壓比I12IHi=轉(zhuǎn)移電流比I1N0RLU2+I2N0RLU1+N0RLU1+U2+在多個(gè)獨(dú)立電源，線性受控源和線性無源元件共同組成線性電路中，某一支路電壓（或電流）等于每一個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路上所產(chǎn)生電壓（或電流）代數(shù)和。3.2疊加原理當(dāng)電流源不作用時(shí)應(yīng)視其為開路IS=0計(jì)算功率時(shí)不能應(yīng)用疊加原理。注意當(dāng)電壓源不作用時(shí)應(yīng)視其為短路US=0R2IU1IS+-R1+-rI1I1R2I'U1R1+-'I1''+-rI1''+R1R2ISI'I1'+-rI1'I=I

'+I

''y(t)=Σ

Hixi(t)Hi為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)例題：分別用支路電流法和疊加原理求R2上電流。IsUs+R1R2I2I1解:(1)

用支路電流法

I1－I2=－Is

R1I1+R2I2=Us

疊加：

I2=I2'+I2"=Us／(R1+R2)+R1Is／(R1+R2)=(Us+R1Is)／(R2+R1)=Us／(R1+R2)+

R1Is／(R1+R2)-111USR1－ISI2=R1R2②.當(dāng)Is單獨(dú)作用時(shí)，即Us=0（Us短路）時(shí),I2"

=R1

Is／(R1+R2)①.當(dāng)Us單獨(dú)作用時(shí)，即Is=0(Is開路)時(shí),

I2'

=Us／(R1+R2)(2)

用疊加原理所以，求功率不能用疊加!!!所以，R2上電流等于電壓源和電流源分別單獨(dú)作用時(shí)，在R2上產(chǎn)生電流之和。R2上功率：P=I22x

R2

=(I2'+I2")2R2

=(I2'

2+2I2'I2"+I2"2)R2

≠

I2'2R2+I2"2R2=P'2+P"2IsUs+R1R2I2I1例1：在圖示電路中，已知：Us=100V，Is=1A，R2=R3=R4=50Ω求流過R3電流及R3上功率。解：Us單獨(dú)作用時(shí)A1=5050100+=IsUs+R2R3R4I3RRUIs433+=￠R2R3R4Is=0I3'+UsIs單獨(dú)作用時(shí)AIII21211333=-=￠￠+￠=AIRRRIs214343-=+=￠￠WRIP5.12502123233=

???è?==??IsUs+R2R3R4I3I3I3”IsR2R3R4例2：用疊加原理求圖中電路中I1。解：Us單獨(dú)作用時(shí)R2R1R3IsII1aIUs++R2R1R3I'I1'+aI'

-Us+IS

單獨(dú)作用時(shí)R2R1R3IsI"I1"+aI"-0))(()(13121IIaRIRRs=+￠￠-+￠￠+0)(3121IaIRIRR=￠￠-￠￠+￠￠+(R1+R2+R3)I1'－aI1'+US=0

I1'=USa－(R1+R2+R3)I"=

I1"+IS)(3213IRRRaaRs++--=)()(32131IaRRRRaIs-++-=￠￠)()(3213111RRRaIaRUIIIss++--+=￠￠+￠=解方程組2.獨(dú)立源能夠單獨(dú)作用，受控源不能夠單獨(dú)作用，獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)受控源要保留在電路中。

3.電路中響應(yīng)是指每一個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)代數(shù)和，注意電流方向和電壓極性。1.疊加原理只適合用于線性電路，只能用來分析和計(jì)算電流和電壓，不能用來直接疊加計(jì)算功率。應(yīng)用疊加原理注意以下幾點(diǎn)：各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，某一支路電流（或電壓）分量參考方向與疊加后總電流（或總電壓）參考方向要盡可能選取一致。（一致時(shí)，疊加式前面取正號(hào)，不一致時(shí)前面取負(fù)號(hào)）例3試用疊加原理求圖示電路中經(jīng)過電壓源電流I5和電流源兩端電壓U6。解：（1）電壓源單獨(dú)作用時(shí),應(yīng)將電流源開路。+–2A4110V+U653–I5I1I3I4I2I5'I2'I4'=+=10V4+1+10V5+3=3.25AU'6=1×I'2－

3×

I'4=－1.75V+–4110V53

U6'+–I5'''I2I4解：（2）電流源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)將電壓源短路。變形2A41+U653–I1I3I4I2I5''''''''''abcd''2A1345

I5I2I1I3I4''''''''''abcd+U6–''I''5=I''2－I''4U''6=1×I''2+

3×

I''4變形I5''I2''I4''=－=4+14×2A－5+35×2A=0.35A2A1345

I2I1I3I4''''''''ab+U6–''I5I5'I5''=+=(3.25+0.35)A=3.6AU6U6'U6''=+=(－1.75+5.35)V=3.6V

最終疊加:2A1345

I5I2I1I3I4''''''''''abcd+U6–''U''6=1×I''2+

3×

I''4=5.35V2A例：已知E=12V，R1=R2=R3=R4，Uab=10V，若將理想電壓源E除去，這時(shí)Uab等于多少？解：E單獨(dú)作用時(shí)Uab'ER1R4IIabR3R2–+R1R4IIabR3R2ER1R4abR3R2–+除E后Uab=10–3=7VIER0A

U0O–+59301030例5一直流發(fā)電機(jī)E=300V，R0=1作用在下列圖所表示電阻電路中。因?yàn)槟撤N原因,E突然升高到330V，求電壓U0改變量。解：發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢由300V升高到330V，相當(dāng)于有一個(gè)30V電源作用于電路,U0改變量正是它作用所產(chǎn)生。故電路可改畫為30V

=VA

17.14+6017.1430V=6.67V

=5VVU0=

+3010×306.67V+－

=RAO

30+4030×40=17.14例4求圖示電路中5電阻電壓U及功率P。+–10A51520V+–U+–51520V24+–U'24解：1、先計(jì)算20V恒壓源單獨(dú)作用在5電阻上所產(chǎn)生電壓U'U'=20×5+155=5V恒流源不作用應(yīng)相當(dāng)于開路+–10A5