电工电子学第1章-电路及其分析方法

1.8

叠加定理1.9

电压源与电流源及其等效变换第1页，共26页。R1R2IE1IS+–aI1对节点a：I1=I+IS—（1）对左边的回路列方程：R1I1+R2I-E1=0—（2）I’是将IS开路后R2上的电流I’’是将E1短路后R2上的电流1.8

叠加定理求电流I=?第2页，共26页。1.8

叠加定理'在多个电源共同作用的线性(电路参数不随电压、电流的变化而改变)电路中，某一支路的电压（电流）等于每个电源单独作用，在该支路上所产生的电压（电流）的代数和。+当电压源不作用时应视其短路，而电流源不作用时则应视其开路。计算功率时不能应用叠加原理。注意I=I'I+''R2E1R1+–R1R2IE1IS+–IR1R2ISI''=第3页，共26页。

电路如图，已知

E=10V、IS=1A，R1=10

R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。

(b)

E单独作用将IS

断开(c)IS单独作用

将E短接解：由图(b)

(a)+–ER3R2R1ISI2+–US+–ER3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–US例6第4页，共26页。

电路如图，已知

E=10V、IS=1A，R1=10

R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2

和理想电流源IS两端的电压US。

(b)

E单独作用(c)IS单独作用(a)+–ER3R2R1ISI2+–US+–ER3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–US解：由图(c)

例6第5页，共26页。求图示电路中5电阻的电压U及功率P。+–10A51520V+–U20V+–51524+–U'24解：先计算20V电压源单独作用在

5电阻上所产生的电压U'U'=20×5+155=5V电流源不作用应相当于开路10A例7第6页，共26页。+–10A51520V+–U2410A515+U''–24再计算10A电流源单独作用在5电阻上所产生的电压U''

–10×5+1515×5=–37.5VU''=U=U'U+''=5–37.5=–32.5V电压源不作用应相当于短路解：P=5(–32.5)2=221.25W求图示电路中5电阻的电压U及功率P。例7第7页，共26页。应用叠加定理要注意的问题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）。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。第8页，共26页。4.迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率，即功率不能叠加。5.运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分电路的电源个数可能不止一个。=+第9页，共26页。电源有两种模型：电压源和电流源。1.理想电压源（恒压源）IUS+_abUab伏安特性IUabUS特点：(1）无论负载电阻如何变化，输出电压不变（2）电源中的电流由外电路决定。1.9.1

电压源1.9

电压源与电流源及其等效变换第10页，共26页。恒压源中的电流由外电路决定IU+_abUab2R1R22第11页，共26页。R0越小，斜率越小，接近理想电压源2.实际电压源模型伏安特性IUUSUIR0+-USRL输出U/I的关系：U=US–IR0由理想电压源串联一个电阻组成R0称为电源的内阻或输出电阻I=R0US

第12页，共26页。1.理想电流源（恒流源)特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）输出电压由外电路决定。1.9.2

电流源第13页，共26页。恒流源两端电压由外电路决定IUIsRUS+_第14页，共26页。ISR0abUIIsUI外特性

2.实际的电流源模型R0R0越大特性越陡，接近理想电流源输出U/I的关系：I=IS–U

/R0由理想电流源并联一个电阻组成Uab

=ISR0第15页，共26页。10V+-2A2I讨论题哪个答案对第16页，共26页。求下列各电路的ab端等效电路解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例9b第17页，共26页。

电压源与电流源的等效变换等效互换的条件：当接有同样的负载时，对外的电压电流相等。IR0+-UsbaUabISabUab'I'R0'第18页，共26页。等效互换公式：IR0+-UsbaUab()'RI''RI'RI'I'U00s0sab-=-=Uab=Us–IR0

Us=ISR0´R0=R0´Uab'ISabI'R0'第19页，共26页。电压源与电流源的等效互换举例I2+-10VbaUab5AabI'10V/2=5A2Us=ISR0´R0=R0´例10第20页，共26页。等效变换的注意事项“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安特性一致），对内不等效。(1)注意转换前后US

与Is

的方向(2)US+-bIRSaaIsRS'bI'(3)恒压源和恒流源不能等效互换第21页，共26页。111RUI=333RUI=R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3例11第22页，共26页。(接上页)IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I第23页，共26页。454RRRUUIdd++-=+RdUd+R4U4R5I--(接上页)ISR5R4IR1//R2//R3I1+I3()()4432132131////////RIURRRRRRRIIUSdd==+=第24页，共26页。第P43-47页页习题：A：、、B：、1.9.6第25页，共26页。内容梗概1.8叠加定理。1.8叠加定理。1.9电压源与电流源及其等效变换。对节点a：I1=I+IS—（1）。R1I1+R2I-E1=0—（2）。I’’是将E1短路后R2上的电流。的变化而改变)电路中，某一支路的电压（电流）等于。电路如图，已知E=10V、IS=1A，R1=10。电路如图，已知E=10V、IS=1A，R1=10。R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。将E短接。R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2。和理想电流源IS两端的电压US。+–。+–。+