(完整word)电路(第五版). 邱关源原著 电路教案,第4章

1、（完整亚（完整亚04）电路（第五版）.邱关源原著电路教案，第4章.(完整亚(完整亚04)电路(第五版).邱关源原著电路教案，第4章.第4章电路定理本章重点1、叠加定理的应用及注意事项；2、替代定理的含义；3、应用戴维南、诺顿定理分析电路；4、最大功率传输定理Maximumpowertransfertheorem的内容。本章难点1、含有受控源电路应用叠加定理；2、求解含有受控源电路的戴维南、诺顿等效电路。教学方法本章讲述了电路理论的一些重要定理，共用6课时。采用讲授为主，自学为辅的教学方法。为使学生能理解定理内容,并应用定理来分析问题和解决问题。在课堂上讲述了大量例题,课下布置一定的作业，使学生

2、能学会学懂,由于课时量偏紧，对于定理的证明要求自学。授课内容4.1叠加定理线性函数f(x)：f(x+x)=f(x)+f(x)-可加性Additivity1212f(ax)=af(x)一齐次性Homogeneityf(ax+bx)=af(x)+bf(x)一叠加性Superposition(:、b为任意常数Arb2itraryConstant)一、定理对于任一线性网络，若同时受到多个独立电源的作用，则这些共同作用的电源在某条支路上所产生的电压或电流等于每个独立电源各自单独作用时，在该支路上所产生的电压或电流分量的代数和.例1：试用叠加定理计算图41(a)电路中3Q电阻支路的电流I。2Q4VOTOC

3、 o 1-5 h z6Q2Q4VO3QT+T06V图41（a）2Q4V+5/6A6Q6Q2Q2Q4V+5/6A6Q6Q2Q+6V1r=_a3二、注意事项（1）只适用于线性电路中求电压、电流，不适用于求功率；也不适用非线性电路；（2）某个独立电源单独作用时，其余独立电源全为零值,电压源用“短路替代，电流源用“断路”替代；（3）受控源不可以单独作用，当每个独立源作用时均予以保留；（4）“代数和指分量参考方向与原方向一致取正，不一致取负。例2：电路如图42匕），试用叠加法求u和I。解：第一步10V电压源单独作用时如图42（b）.I图解：第一步10V电压源单独作用时如图42（b）.I图4-2（b）+1

4、0V+2I_x3I+2I=10nI=2A(受控源须跟控制量作相应改变)xxxU=3I=6VxI第二步3AI第二步3A电流源单独作用时如图42（c）。2Ix+图4-2(c)U=1.2VI=0.6Ax（受控源须跟控制量作相应改变）(1+1)U=1.2VI=0.6Ax（受控源须跟控制量作相应改变）2xuUI=x2第三步10V电压源和3A电流源共同作用时如图4-2（a）。U=U+U=7.2VI=I-1=1.4Axxx例3:电路如图4-4（a）,已知，当3A电流源移去时，2A电流源所产生的功率为28W,U=8V,当2A电流源移去时，3A电流源产生的功率为54W,u=12V,求当两个电流源共同作用时各自产

5、生的功率。2解：由问题出发，若要求出各电源发出的功率Thepowertogiveout时，最关键的是要求得两个电流源共同作用时，电流源各自的端电压。如何求得端电压？显然,所给的电路与以前涉及的电路存在明显差别，它不再有具体结构，也即无法列写明确的电路方程组进行求解。而电路定理此时便提供了分析途径。利用叠加定理Superpositiontheorem和所提供的已知条件可以得知:当2A电流源单独作用时，电路如图440）。图44图44(b)28U1=二14V,U=8V223当3A电流源单独作用时，电路如图4一4（。）。图4一图4一4(c)U“354U”=18VTOC o 1-5 h z33当两个电流

6、源共同作用时，U=26V,U=26V23贝P=52W,P=78W2A3A例4：电路如图45所示。（1）n中仅含线性电阻Linearresistor,若I=8A,I=12A时，S1S2U=80V;若I=8A,I=4A时，U=0V。当I=I=20A时，U=?xS1S2xS1S2x若N中含一个独立源，I=I=0时，U=-40V;（1）中数S1S2xS2S2据仍有效，求当I=I=20A时，U=?图45图45解：（1）由题意可知”应该是1sl和1力共同作用所引起的响应，所以“可以表示为:U=aI+bIxs1s2xxS1S2其中：aI可看作为是I单独作用时引起的分量U（注：a=UXI田不变）；而bI可看作

7、是Is1s1xIIs2Rs2s2S1单独作用引起的分量Ux.根据已知条件即可得到一个二元一次方程组Binarylinearequati0ngr0upJ80=8a+12ba=2.50=-8a+4bIb=5U=2.51+51xS1S2.当I=I=20A时，U=5x20+2。5x20=150V(2)由于此时N中含有一个电源，则根据叠加定理Superpositiontheorem有U=aI+bI+UxU=aI+bI+UxS1S2x当I=I=0时，U=U=-40VS1S2U=aI+bI-40 xS1S2将（）中条件代入nxa=0b=10U=101-40 xS2IS1=I=20A时，U=160VS2x4。

8、2替代定理SubstitutionTheorem一、定理在任意的线性或非线性网络Linearornonlinearnetwork中，若已知第K条支路的电压和电流为UK和1K，则不论该支路是什么元件组成的，总可以用下列的任何一个元件去替代。即:1）电压值为U/勺理想电压源；2）电流值为1的理想电流源；3）电阻值为u/l的线性电阻元件R。K替代后电路中全部电压和电流都将保持原值不变。，例：如图48（a）所示U=0V，例：如图48（a）所示U=0V,I=2A时，I=0.5A,I=0.4A；ss13若将图（2）换以8Q电阻，在图（b）电路中U=10V,I=4A时，I=4A,I=2.8Ass13中求I=

9、10A时，I=?I=?s13I3解：图（a）中，根据叠加定理得I=kU+kI,1s2s4=10K+4K120.5=0+2K2K=0.51K=0.252:.I=0.5U0.251I=kU+kI33s4s2.8=10K+4K434I0.4=0+2K4K=0.24IK3=0.24I=0.2U+0.2ITOC o 1-5 h z1ss3ss（b）中将8Q电阻用电压源（一811）替代如图（。）则I=0.5x(81)0.25x10I=0.5AiiniI=0.2x(8I)+0.2x10II=2.8A3134.3戴维南定理和诺顿定理TheveninstheoremandNortonstheorem一、定理对于任一含源线性二端网络，就其两个端钮而言，都可以用一条最简单支路对外部等效.以一条实际电压源支路对外部等效，其中电压源的电压值等于该含源线性二端网络端钮处开路时的开路电压U，其串联电阻值等于该含源线性二端网络中所有独立源令为零OC（完整word）电路（第五版）.邱关源原著电路教案，第4章.时，由端钮处看进去的等效电阻R，此即戴维南定理。2.以一条实际电流源支路对外部进行等效，其中电流源的电流值等于该含源线性二端网络端钮处短接时的短路电流/其并联电阻的确定同1,此即诺顿定理。这里I这里IUoc。上述定理可用图