电工电子学课件(非电专业)课件3

11.8叠加定理1.9

电压源与电流源及其等效变换2已知：US=1V、IS=1A时，Uo=0V;US=10V、IS=0A时，Uo=1V;求：US=0V、IS=10A时，Uo=?US线性无源网络UoIS+–+-例73R1R2IE1IS+–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=?41.8

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定理。注意I=I'I+''R2E1R1+–R1R2IE1IS+–IR1R2ISI''=线性5

电路如图，已知

E=10V、IS=1A，R1=10

R2=R3=5，试用叠加定理求流过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66

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67线性电路的特点注意：(a)+–ER3R2R1ISI2+–US8已知：US=1V、IS=1A时，Uo=0VUS=10V、IS=0A时，Uo=1V求：US=0V、IS=10A时，Uo=?解：电路中有两个电源作用，根据叠加定理可设

Uo=K1US+K2IS当

US=10V、IS=0A时，当

US=1V、IS=1A时，US线性无源网络UoIS+–+-

得0

=K11+K21

得1

=K110+K20联立两式解得：K1=0.1、K2=–0.1所以

Uo=K1US+K2IS=0.10+(–0.1)10

=–1V

例79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8go10+–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+P=5(–37.5)2552=286.25W若用叠加定理计算功率将有，求图示电路中5电阻的电压U及功率P。例811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。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。124.叠加定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.运用叠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。=+13

常用的干电池和可充电电池1.9电压源与电流源及其等效变换一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。141.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15恒压源中的电流由外电路决定IU+_abUab2R1R22162.实际电压源模型伏安特性IUUSUIR0+-USRLU=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

R0越小，斜率越小，接近理想电压源171.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18恒流源两端电压由外电路决定IUIsRUS+_19ISR0abUabIIsUabI外特性

2.实际的电流源模型R0I=IS–Uab/R0由理想电流源并联一个电阻组成Uab

=ISR0R0越大特性越陡，接近理想电流源2010V+-2A2I讨论题哪个答案对21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9b221.9.3

电压源与电流源的等效变换IR0+-UsbaUabISabUab'I'R0'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。23等效互换公式：IR0+-UsbaUab()'RI''RI'RI'I'U00s0sab-=-=Uab=Us–IR0

Us=ISR0´R0=R0´Uab'ISabI'R0'24电压源与电流源的等效互换举例I2+-10VbaUab5AabI'10V/2=5A25A2=10VUs=ISR0´R0=R0´IS=Us/R0例1025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)IsaR0'bUab'I'RLaUS+-bIUabR0RL例：当RL=时，电压源的内阻R0

中不损耗功率，而电流源的内阻R0

中则损耗功率。I=I'Uab

=Uab'26注意转换前后US

与Is

的方向(2)aUS+-bIRSUS+-bIRSaIsaRS'bI'aIsRS'bI'27(3)恒压源和恒流源不能等效互换abI'Uab'IsaUS+-bI(4)

进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流源并电阻两者之间均可等效变换。RS和RS'不一定是电源内阻。28111RUI=333RUI=R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3例11go29(接上页)IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I30454RRRUUIdd++-=+RdUd+R4U4R5I--(接上页)ISR5R4IR1//R2//R3I1+I3()()4432132131////////RIURRRRRRRIIUSdd==+=31-+IsR1U1+