《电路定理》PPT课件.ppt
第三章 电路定理,要点：叠加原理、齐次定理 置换定理 戴维宁定律、诺顿定理,在多个电源同时作用的线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。,+,3-1-1叠加定理,3-1 叠加定理和齐次定理,I2,I1,A,I2,I1,+,B,I2,R1,I1,E1,R2,A,E2,I3,R3,+,_,+,_,E1,+,B,_,R1,R2,I3,R3,R1,R2,A,B,E2,I3,R3,+,_,说明：当某一独立源单独作用时，其他独立源置零。,例,用叠加原理求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,求 I,解：应用叠加原理,例,应用叠加原理要注意的问题,1.叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。,4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率。如：,I3,R3,齐次定理是叠加定理的一个推论。齐次定理描述了线性电路的齐次性或比例性。,内容：线性电路中，所有激励（独立源）变为原来的K倍，则电路中响应（电压和电流）也变为原来的K倍。,3-1-2齐次定理,例,采用倒推法：设 i=1A,则,求电流 i,RL=2 R1=1 R2=1 us=51V，,解,1 当激励只有一个时，则响应与激励成正比。2 具有可加性。3 只线性电路,注意,定理内容:,3.2 替代定理,对于给定的任意一个电路，若某一支路电压为uk、电流为ik，那么这条支路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，或用R=uk/ik的电阻来替代，替代后电路中全部电压和电流均保持原有值(解答唯一)。,证毕!,2.定理的证明,例,求电流I1,解,用替代：,替代前后KCL,KVL关系相同，其余支路的u、i关系不变。用uk替代后，其余支路电压不变(KVL)，其余支路电流也不变，故第k条支路ik也不变(KCL)。用ik替代后，其余支路电流不变(KCL)，其余支路电压不变，故第k条支路uk也不变(KVL)。,原因,替代定理既适用于线性电路，也适用于非线性电路。若第K条支路中有受控源或含受控源的控制量时，则该支路不能被替代。,注意,替代后其余支路及参数不能改变。,替代后电路必须有唯一解。,无电压源回路；,无电流源结点(含广义结点)。,注意,3-3 戴维宁定理与诺顿定理,无源二端网络：二端网络中没有电源,有源二端网络：二端网络中含有电源,二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为“二端网络”。,名词：,等效电源定理的概念,有源二端网络相当与一个供电的电源，可以化简成一个等效电源。用电源模型替代，便为等效电源定理。,等效电源方法适合于只需要计算复杂电路中某一支路的电流或电压,注意：“等效”是指对端口外等效,(一)戴维宁定理,等效电压源的内阻（R0）等于有源二端网络除源后相应的无源二端网络的等效电阻。（除源：电压源短路，电流源断路）,等效电压源的电动势（E）等于有源二端网络的开路电压U0；,有源二端网络,R,A,B,E,R0,+,_,R,A,B,例1：,已知：R1=20、R2=30 R3=30、R4=20 E=10V求：当 R5=10 时，I5=?,等效电路,第一步：求开端电压U0,第二步：求输入电阻 R0,第三步：求未知电流 I5,时,例2：,求：U=?,4,4,50,5,33,A,B,1A,RL,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,第一步：求开端电压U0。,_,+,4,4,50,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,U0,1A,5,第二步：求输入电阻 R0。,4,4,50,5,A,B,1A,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U0,等效电路,第三步：求解未知电压,等效电流源 Is 为有源二端网络输出端的短路电流,(二)诺顿定理,例：,等效电路,已知：R1=20、R2=30 R3=30、R4=20 E=10V 求：当 R5=10 时，I5=?,第一步：求短路电流 Is,VA=VBI0=0?,有源二端网络,D,R1,R3,+,_,R2,R4,E,A,C,B,第二步：求输入电阻R0。,R5,I5,R1,R3,+,_,R2,R4,E,等效电路,第三步：求解未知电流 I5。,I5,A,B,Is,24,0.083A,R5,10,R0,(三)等效电源定理中等效电阻的求解方法,求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法即可求出。如前例：,串/并联方法?,不能用简单 串/并联方法 求解，怎么办？,求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：,方法（1）:,求 开端电压 U0 与 短路电流 Is,开路、短路法,负载电阻法,加负载电阻 RL测负载电压 UL,方法（2）:,测开路电压 U0,加压求流法,方法（3）:,则：,加压求流法举例,电路分析方法共讲了以下几种：,两种电源等效互换支路电流法结点电压法叠加定理齐次定理等效电源定理,戴维宁定理诺顿定理,电路分析方法小结:,置换定理,以下电路用什么方法求解最方便,3.1 3.23.53.113.163.183.21,作业,2.8 受控源,独立源和受控源的异同,相同点：两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。,不同点：独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。,受控源分类,VCVS,VCCS,CCVS,CCCS,受控源举例,受控源的电动势或输出电流，受电路中某个电压或电流的控制。它不能独立存在，其大小、方向由控制量决定。,2-9 非线性电阻电路的分析,线性电阻的描述 电阻两端的电压与通过的电流成正比；或电阻值不随电压/电流的变化而变化。,(常数),非线性电阻的描述,非线性电阻：非线性电阻的阻值不是一个常数，电阻阻值随电压或电流的变化而变化。,工作点不同电阻不一样计算时必须指明工作点（电压电流）,非线性电阻电路的表示,静态电阻,动态电阻或微变电阻,适用于外加固定电压的情况,适用于分析微变电压引起微变电流的情况,工作点处电压与电流的比值称为静态电阻或直流电阻R,工作点附近电压变化量U和电流变化量I的比值的极限,非线性电阻电路的分析-静态分析,静态分析(图解法)：电路加上恒定直流电压时，求各处的电压和电流。,线性部分,非线性部分,例：用诺顿定理求图示电路的电流I。,解：(1)将待求支路短路，如图(b)所示。由图可求得短路电流ISC为：,
