叠加定理、戴维南定理和诺顿定理ppt.ppt

课前回顾 一 基尔霍夫定律二 电压源和电流源 掌握叠加原理 戴维南定理和诺顿定律 学习目标 3 五 叠加原理 叠加原理 对于线性电路 任何一条支路的电流或某个元件两端的电压 都可以看成是由电路中各个电源 电压源或电流源 分别作用时 在此支路中所产生的电流或电压的代数和 4 E2单独作用时 c 图 E1单独作用时 b 图 5 同理 6 叠加原理只适用于线性电路 不用电源的处理 E 0 即将E短路 Is 0 即将Is开路 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算 但功率P不能用叠加原理计算 例 解题时要标明各支路电流 电压的参考方向 若分电流 分电压与原电路中电流 电压的参考方向相反时 叠加时相应项前要带负号 注意事项 l 已知I5 1A 求各支路电流和电压源电压US 解 由后向前推算 1A 3A 4A 4A 8A 80V 2 若已知US 120V 再求各支路电流 1A 3A 4A 4A 8A 80V 解 当US 120V时 它是原来电压80V的1 5倍 根据线性电路齐次性可以断言 该电路中各电压和电流均增加到1 5倍 即 120V 12A 6A 6A 4 5A 1 5A 3 电路如图所示 若已知 图2 3 试用叠加定理计算电压u 解 画出uS1和uS2单独作用的电路 如图 b 和 c 所示 分别求出 根据叠加定理 代入uS1和uS2数据 分别得到 练习1 求电压U 12V电源作用 3A电源作用 解 练习2 求电流源的电压和发出的功率 为两个简单电路 10V电源作用 2A电源作用 六 戴维南定理和诺顿定理 工程实际中 常常碰到只需研究某一支路的电压 电流或功率的问题 对所研究的支路来说 电路的其余部分就成为一个有源二端网络 可等效变换为较简单的含源支路 电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路 使分析和计算简化 戴维南定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路及其计算方法 16 二端网络的概念 无源二端网络 二端网络中没有电源 二端网络 具有两个出线端的部分电路 无源二端网络 17 有源二端网络 二端网络中含有电源 有源二端网络 18 电压源 戴维南定理 电流源 诺顿定理 无源二端网络可化简为一个电阻 有源二端网络可化简为一个电源 1 戴维南定理 任何一个线性含源一端口网络 对外电路来说 总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换 此电压源的电压等于外电路断开时端口处的开路电压E 而电阻等于一端口的输入电阻 或等效电阻R0 20 等效电源的电动势E是有源二端网络的开路电压U0 即将负载断开后a b两端之间的电压 等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去 理想电压源短路 理想电流源开路 后所得到的无源二端网络a b两端之间的等效电阻 例 1 求开路电压Uoc 2 求等效电阻Req 22 例1 2用戴维南定理求解例题1 1即图1 4的电路中流过R3的电流 解 将图l 4的电路重画于图1 9 a 23 24 设该电路中的电流为 则 式中负号说明方向与假设方向相反 根据图1 7 d 等效电压源的内阻R 为该电路a b两点之间的等效电阻Rab 即 25 据图1 7 b 可以很容易求得电阻R3的电流为 26 2 诺顿定理 任何一个含源线性二端网络都可以等效成为一个理想电流源和内阻并联的电源 2 诺顿定理 27 图中等效电源的电流 S等于该含源二端网络的短路电流 内阻R0则等于该二端网络中所有电源都为零时的两个输出端点之间的等效电阻 称为诺顿电阻 28 以图1 10的等效电路为例 其电流为 从上面的讨论可看出 一个含源线性二端网络既可用戴维南定理化为等效电压源 也可以用诺顿定理化为等效电流源 它们对外电路是等效的 其关系为 例 求电流I 1 求短路电流Isc I1 12 2 6A I2 24 12 10 3 6A Is I1 I2 3 6 6 9 6A 解 2 求等效电阻Req R0 10 2 1 67 3 诺顿等效电路 应用分流公式 I 2 83A 例 求图中二端网络的诺顿等效电路 解 为求isc 将二端网络从外部短路 并标明短路电流isc的参考方向