电路电路定律教学ppt课件

1、1. 1. 叠加定理叠加定理 在线性电路中，任一支路的在线性电路中，任一支路的电流电流( (或电压或电压) )可以看成是电路中每一个独立电源可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流单独作用于电路时，在该支路产生的电流( (或电压或电压) )的代数和。的代数和。4.1 叠加定理叠加定理2 .2 .定理的证明定理的证明运用结点法：运用结点法：(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1下 页上 页返 回G1is1G2us2G3us3i2i3+1321323332221GGiGGuGGGuGuSSSn或表示为：或表示为：)3(1)2(1)1(13322111 nnn

2、SsSnuuuuauaiau支路电流为：支路电流为：)3(3)2(3) 1 (33213333232232233313 )()()(iiiGGiGuGGGGuGGGGGuuiSSSSn)3(2)2(2)1(23322113212323232232232212 )()(iiiububibGGiGGGuGGuGGGGGuuiSSSSSSSn下 页上 页G1is1G2us2G3us3i2i3+1返 回结点电压和支路电流均为各电源的一次结点电压和支路电流均为各电源的一次函数，均可看成各独立电源单独作用时，函数，均可看成各独立电源单独作用时，产生的呼应之叠加。产生的呼应之叠加。 3. 3. 几点阐明几点

3、阐明 叠加定理只适用于线性电路。叠加定理只适用于线性电路。 一个电源作用，其他电源为零一个电源作用，其他电源为零电压源为零电压源为零 短路。短路。电流源为零电流源为零 开路。开路。下 页上 页结论返 回三个电源共同作用三个电源共同作用is1单独作用= =下 页上 页+us2单独作用us3单独作用+G1G3us3+)3(2i)3(3iG1G3)2(3i)2(2ius2+G1is1G2us2G3us3i2i3+) 1(2i) 1 (3iG1is1G2G3返 回 功率不能叠加功率不能叠加( (功率为电压和电流的乘积，为功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数电源的二次函数) )。 u, i叠加时要留

4、意各分量的参考方向。叠加时要留意各分量的参考方向。 含受控源含受控源( (线性线性) )电路亦可用叠加，但受控源应电路亦可用叠加，但受控源应一直保管。一直保管。下 页上 页4. 4. 叠加定理的运用叠加定理的运用求电压源的电流及功率求电压源的电流及功率例例142A70V1052+I解解画出分电路图画出分电路图返 回2A电流源作用，电桥平衡：0)1(I70V电压源作用：A157/7014/70)2(IA15)2()1(III下 页上 页I (1)42A1052470V1052+I (2两个简单电路两个简单电路1050W1570P运用叠加定理使计算简化运用叠加定理使计算简化返 回例例2计算电压计算

5、电压u u3A电流源作用：下 页上 页解解u12V2A13A366V画出分电路图画出分电路图u(2)i (2)12V2A1366V13A36u(1)V93) 13/6()1(u其他电源作用：其他电源作用：A2)36/()126()2(iV81266)2()2( iuV1789)2() 1 (uuu返 回 叠加方式是恣意的，可以一次一个独立叠加方式是恣意的，可以一次一个独立源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用，源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用，取决于使分析计算简便。取决于使分析计算简便。下 页上 页留意例例3计算电压计算电压u u、电流、电流i i。解解画出分电路图画出分电路图u11

6、0V2i(1)12i1受控源一直保管受控源一直保管u10V2i1i25Au(2)2i (2)i (2)125A返 回 ) 12/()210()1()1(iiV6321)1()1()1()1(iiiuA2)1(i10V电源作用：下 页上 页u110V2i(1)12i15A电源作用： 02)5(12)2()2()2(iiiA1)2(iV2) 1(22)2()2(iuV826uA1) 1(2iu(2)2i (2)i (2)125A返 回例例4封装好的电路如图，知以下实验数据：封装好的电路如图，知以下实验数据：A2 A 1 ,V1 iiuSS响响应应时时当当，？，iiuSS A 5 ,V3 响响应应时

7、时求求下 页上 页研讨鼓研讨鼓励和呼励和呼应关系应关系的实验的实验方法方法1A 2A ,V1 iiuSS响响应应时时当当，解解根据叠加定理根据叠加定理SSukiki21代入实验数据：代入实验数据：221 kk1221kk1121kkA253SSiui无源无源线性线性网络网络uSiiS返 回例例下 页上 页1010+20V+Uocab+10V1A52A+Uocab515VabReqUoc+-运用电源等效变换运用电源等效变换返 回I例例(1) 求开路电压Uoc(2) 求输入电阻ReqA5 . 0201020 I510/10 eqRV1510105 . 0 ocU下 页上 页1010+20V+Uoc

8、ab+10V515VabReqUoc+-运用电戴维宁定理运用电戴维宁定理 两种解法结果一致，戴两种解法结果一致，戴维宁定理更具普遍性。维宁定理更具普遍性。留意返 回2.2.定理的证明定理的证明+替代替代叠加叠加A中独立源置零下 页上 页abi+uNAuab+Aocuu iRueq abi+uNuabi+AReq返 回iRuuuueqoc 下 页上 页i+uNabReqUoc+-返 回3.3.定理的运用定理的运用1 1开路电压开路电压Uoc Uoc 的计算的计算 等效电阻为将一端口网络内部独立电源全等效电阻为将一端口网络内部独立电源全部置零部置零( (电压源短路，电流源开路电压源短路，电流源开路

9、) )后，所得无源后，所得无源一端口网络的输入电阻。常用以下方法计算：一端口网络的输入电阻。常用以下方法计算：2 2等效电阻的计算等效电阻的计算 戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压路断开时的开路电压UocUoc，电压源方向与所求开，电压源方向与所求开路电压方向有关。计算路电压方向有关。计算UocUoc的方法视电路方式选的方法视电路方式选择前面学过的恣意方法，使易于计算。择前面学过的恣意方法，使易于计算。下 页上 页返 回2 23 3方法更有普通性。方法更有普通性。 当网络内部不含有受控源时可采用电阻串并联当网络内部不含有受控源时可采用电阻

10、串并联和和Y Y互换的方法计算等效电阻；互换的方法计算等效电阻； 开路电压，短路电流法。开路电压，短路电流法。 外加电源法加电压求电流或加电流求电压；外加电源法加电压求电流或加电流求电压；iuReq scoceqiuR 下 页上 页uabi+NReqiabReqUoc+-u+-abui+NReq返 回外电路可以是恣意的线性或非线性电路，外电路外电路可以是恣意的线性或非线性电路，外电路发生改动时，含源一端口网络的等效电路不变发生改动时，含源一端口网络的等效电路不变( (伏伏- -安特性等效安特性等效) )。当一端口内部含有受控源时，控制电路与受控当一端口内部含有受控源时，控制电路与受控源必需包含

11、在被化简的同一部分电路中。源必需包含在被化简的同一部分电路中。下 页上 页留意例例1 1 计算计算RxRx分别为分别为1.21.2 、5.25.2 时的电流时的电流I IIRxab+10V4664解解断开断开RxRx支路，将剩余支路，将剩余一端口网络化为戴维一端口网络化为戴维宁等效电路：宁等效电路：返 回 求等效电阻求等效电阻ReqReqReq=4/6+6/4=4.8 Rx =1.2 时，时，I= Uoc /(Req + Rx) =0.333ARx =5.2时，I= Uoc /(Req + Rx) =0.2A下 页上 页Uoc = U1 - U2 = -104/(4+6)+10 6/(4+6)

12、 = 6-4=2V 求开路电压求开路电压b+10V4664+-UocIabUoc+RxReq+ U1 -+ U2-b4664+-Uoc返 回求电压求电压Uo例例2解解 求开路电压求开路电压UocUoc=6I+3II=9/9=1AUoc=9V 求等效电阻求等效电阻ReqReq方法方法1 1：加压求流：加压求流下 页上 页336I+9V+U0+6I36I+9V+U0C+6I36I+U+6IIo独立源置零独立源置零U=6I+3I=9II=Io6/(6+3)=(2/3)IoU =9 (2/3)I0=6IoReq = U /Io=6 返 回方法方法2 2：开路电压、短路电流：开路电压、短路电流(Uoc=

13、9V)6 I1 +3I=96I+3I=0I=0Isc=I1=9/6=1.5AReq = Uoc / Isc =9/1.5=6 独立源保管独立源保管下 页上 页36I+9V+6IIscI1U0+-+-69V3 等效电路等效电路V333690U返 回 计算含受控源电路的等效电阻是用外加计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法，要详细问题详细分析，电源法还是开路、短路法，要详细问题详细分析，以计算简便为好。以计算简便为好。求负载求负载RLRL耗费的功率耗费的功率例例3解解 求开路电压求开路电压UocUoc下 页上 页留意10050+40VRL+50VI14I150510050+40V

14、I14I150返 回A1 . 01IV101001ocIU 求等效电阻求等效电阻ReqReq用开路电压、短路电流法用开路电压、短路电流法A4 . 0100/40scI254 . 0/10scoceqIUR下 页上 页10050+40VI150200I1+Uoc+Isc10050+40VI150200I1+40100200100111IIIIsc50+40V50返 回知开关知开关S例例41 A 2A2 V 4V 求开关求开关S S打向打向3 3，电压，电压U U等于多少。等于多少。解解V4A 2ocScUi2eqRV1141)52(U下 页上 页UocReq550VIL+10V25A230605

15、2550ocLUIW204552LLIPAV5U+S1321A线性线性含源含源网络网络+-5U+1A24V+返 回4.4 4.4 最大功率传输定理最大功率传输定理一个含源线性一端口电路，当所接负载不同时，一个含源线性一端口电路，当所接负载不同时，一端口电路传输给负载的功率就不同，讨论负载一端口电路传输给负载的功率就不同，讨论负载为何值时能从电路获取最大功率，及最大功率的为何值时能从电路获取最大功率，及最大功率的值是多少的问题是有工程意义的。值是多少的问题是有工程意义的。下 页上 页i+uA负负载载运用戴维宁定理运用戴维宁定理iUoc+ReqRL返 回2)( LeqocLRRuRPRL P0P max0)()(2)( 422LeqLeqLLeqocRRRRRRRuPeqLRR eqocRuP4 2max最大功率匹配条件最大功率匹配条件对对P求导：求导：下 页上 页返 回例例RL为何值时能获得最大功率，并求最大功率 求开路电压求开路电压Uo