電路理論6-1ppt課件

1、電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)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(chǔ)電路基礎(chǔ)10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210 III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 變換時(shí)變換時(shí), 不能將待不能將待求解量變換掉求解量變換掉!?!abSUIcdcdUSSUI據(jù)據(jù)KCLAISU325 怎樣求出兩個(gè)電源各自對(duì)電路作出了多大的貢獻(xiàn)？怎樣求出兩個(gè)電源各自對(duì)電路作出了多大的貢獻(xiàn)？ 4.1 疊加定理疊加定理在多個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)作用的線性電路在多

2、個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變電路參數(shù)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(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和(即即在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加)。表述表述:電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)4.1 疊加定理疊加定理(Superposition Theorem)在多個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)作用的線性電路在多個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變電路參數(shù)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(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源

3、單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和(即即在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加在該處產(chǎn)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(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)將其余的電源去除：即電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)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(dòng)勢(shì)為零；將恒流源開路令其電動(dòng)勢(shì)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(dú)作用單獨(dú)作用R1uSR2+_+_)1(1u)1

4、(2iiS單獨(dú)作用單獨(dú)作用R1R2iS+_)2(1u)2(2i電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)+原線性電路原線性電路iS單獨(dú)作用單獨(dú)作用將將uS短接短接uS單獨(dú)作用單獨(dú)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(dòng)勢(shì)為零；將恒壓源短接令其電動(dòng)勢(shì)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(duì)原電路圖對(duì)原電路圖, 據(jù)據(jù)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(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí)21)1(2RRuiS SuRRRu211)1(1 據(jù)據(jù)KVL及分壓公式有及分壓公式有SiRRRi211)2(2 iS單獨(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí)SiRRRRu2121)2(1 據(jù)分流公式及據(jù)分流公式及VCR有有)2(1)1(1uu 令令證畢證畢電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)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(jù)分流公式據(jù)分流公式:AI24101010 10 I4A20V10 10 =電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)解：解：例例4-1（1）單個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電路圖）單個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電路圖(b)與與(c).（2）由圖）由圖(b)，據(jù)，據(jù)KVL，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)得：，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)得：)A(158120)42(3)42(36120)42/(36120)1( I)V(20454423315)1( U據(jù)分流公式及據(jù)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(jù)分流公式，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)得：，據(jù)分流公式，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)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(jù)據(jù)VCR，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)得：，并由電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)得：(c)+-12A6324) 2(I) 2(U電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)應(yīng)用疊加定理要注意的問題應(yīng)

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(shù)不隨電壓、疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令E=0； 暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令 Is=0。3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電解題時(shí)要標(biāo)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(jié)果是各路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代

9、數(shù)和。分電壓、分電流的代數(shù)和。=+4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計(jì)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(jì)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(shè)：設(shè)：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP則：則：I3R3電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)應(yīng)用疊加定理要注意的問題應(yīng)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(shù)不隨電壓、疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 暫

10、時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令E=0； 暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令 Is=0。3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電解題時(shí)要標(biāo)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(jié)果是各路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。分電壓、分電流的代數(shù)和。疊加定理只能用于電壓或電流的計(jì)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(jì)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(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分

11、 電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。=+等效電阻等效電阻疊加定理適合將多電源復(fù)雜電路化為幾個(gè)單電源電路來計(jì)算。疊加定理適合將多電源復(fù)雜電路化為幾個(gè)單電源電路來計(jì)算。電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)解：解：例例4-2（1）電壓源和單個(gè)電流源分別作用時(shí)的電路圖）電壓源和單個(gè)電流源分別作用時(shí)的電路圖(b)與與(c).（2）由圖）由圖(b)，據(jù)，據(jù)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(jù)分流公式得：，據(jù)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(jù)據(jù)KCL得得)A(4 . 26 . 144)2(1)2(2 ii據(jù)據(jù)KVL得得(a)u3-+-4A10V64i1+-10i1i2電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)解：解：例例4-3（1）雙電壓源和單個(gè)電流源分別作用時(shí)的電路圖）雙電壓源和單個(gè)電流源分別作用時(shí)的電路圖(b)與與

13、(c).（2）由圖）由圖(b)，據(jù)，據(jù)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(jù)分流公式得：，據(jù)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(jù)據(jù)KCL得得)A(4 . 26 . 144)2(1)2(2 ii據(jù)據(jù)KVL得得在上例圖中增加一個(gè)恒壓源，在上例圖中增加一個(gè)恒壓源，電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)解：解：例例4-3（1）10V電壓源和單個(gè)電流源作一組，電路圖電壓源和單個(gè)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(jù)例，據(jù)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(jù)，據(jù)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(gè)恒壓源，在上例圖中增加一個(gè)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(dāng)所有的激勵(lì)在線性電路中，當(dāng)所有

16、的激勵(lì)(恒壓源和恒流源恒壓源和恒流源)都同時(shí)增大或都同時(shí)增大或縮小縮小k倍時(shí)，響應(yīng)倍時(shí)，響應(yīng)(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(dú)作用使電源單獨(dú)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(chǔ)電路基礎(chǔ)解：解：例例4-4先從離電源最遠(yuǎn)端的支路計(jì)算（倒退法）先從離電源最遠(yuǎn)端的支路計(jì)算（倒退法）設(shè)設(shè) 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(jù)齊次定理，各支路電流亦增至據(jù)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(xiàn)給定現(xiàn)給定V120 Su相當(dāng)于將激勵(lì)相當(dāng)于將激勵(lì) 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(chǔ)電路基礎(chǔ)10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210 III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 變換時(shí)變換時(shí), 不能將待不能將待求解量變換掉求解量變換掉!?!abSUIcdcdUSSUI據(jù)據(jù)KCLAISU325 怎樣求出兩個(gè)電源各自對(duì)電路作出了多大的貢獻(xiàn)？怎樣求出兩個(gè)電源各自對(duì)電路作出了多大的貢獻(xiàn)？2A2 I2A=02 I”10V+-A5210 AIII5210

19、0 作業(yè)作業(yè)P104習(xí)題：習(xí)題：4-2，4-3， 4-5，電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)給定任意一個(gè)線性電阻電路，其中第給定任意一個(gè)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(gè)具有電壓等于以用一個(gè)具有電壓等于u uk k的獨(dú)立電壓源，或者用一個(gè)具有電流等于的獨(dú)立電壓源，或者用一個(gè)具有電流等于i ik k的獨(dú)立電流源來替的獨(dú)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(chǔ)電路基礎(chǔ)(a)Nuk-+ik+-RkuSkNuk-+-uSNikiS-+4V-+20V-(a)u3i3+48i16i2V83 uuSA13 iiSiS88444/86203 uA14483 iV15. 6 KSuu (b)(c)KSii 例：例：先據(jù)疊加定理求出先據(jù)疊加定理求出88666/844 V85. 1 V8 對(duì)右網(wǎng)孔據(jù)對(duì)右網(wǎng)孔據(jù)KVL, 有有-+uS-+4V4據(jù)替代定理據(jù)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(chǔ)電路基礎(chǔ)(a)u3-+i3+-44V-+20V8i16i2uS(b)u3-+i3+-+20