电路分析基础第五版第4章
中产生的电流;
产生的电流。
即:由两个激励产生的响应可表示为每一个激 励单独作用时产生的响应之和。这就是电路理 论中的“叠加性”。
叠加定理:在线性电路中,求某支路(元件)的电压 或电流(响应)等于每个独立源(激励)分别单独作用 时,在该支路产生电压或电流的代数和。
适用范围:多电源激励线性电路。
分析方法: (1)设电压、电流的参考方向。 (2)画子图:每个独立源单独作用时的电路图。 电压源不作用视为短路,电流源不作用视为开路, 其它线性元件照搬。
6
先求出ab支路( 电流ix 所流经的支路)以外电
a ix
b
18V 20
路其余部分就端口ab而
6
3
言的戴维宁等效电路。
c
o (a)
3
6
+
a + uoc - b
18V
6
3
(1)求开路电压uoc, 即断开ab支路后,求 ab之间的电压,如图 (b)所示。
o (b)
uoc = uab=uao- ubo
设想音频放大器(功放)提供恒定功率,
思考
若同时外接多个扬声器,那么以不同的方
式连接,会有什么样的音响效果?
另外,当人们在收听音乐时,偶尔会发生
生失真现象.这又是什么引起的,该如何遭
免呢?
§4-1 叠加定理
线性电路— 由线性元件和独立源构成的电路。
1、线性电路的齐次性 齐次定理:线性电路中所有激励(独立源) 都增大或缩小K倍(K为实常数),响应也将 同样增大或缩小K倍。
利用叠加定理分别求出 1
电压源和电流源单独作
用时的短路电流 isc和isc
如图(b)、(c)所示。
a
1 1
2
1
2 0.2V
i sc
b
1 1
(b)
1A 2
1
(a)
i1
1A i2 2
1
(c)
a
2 isc 0.2V b
a
2 isc
b
图(b)中
isc
0.2 2
若Req 为无限大,则NS不存在戴维宁(南)等效电路。
ia
NS
+
u-
外 电 路
b
(a)
a
N0
Req
b
(c)
a
NS
uoc
b
(b)
ia
Req
+
uoc
u
-
外 电 路
b
(d)
三、诺顿定理(并联型等效电路定理) :
线性含源单口网络NS,对于外电路而言,可 等效为一个电流源并联电阻。电流源的电流等于 该网络NS的短路电流isc ;并联电阻等于该网络中 所有独立源不作用时(即电压源短路,电流源断 路)所得无源网络N0的等效电阻Req。
任何一个二端网络也可以根据该网络端 口电压u和电流i ,用电压源 u 或电流源 i 或 电阻 u/i 来代替。
例1、电路如图所示,求ix 解: 受控源端电压为u,所以
其等效电阻为:
u/2u=0.5
受控源可以用一个0.5电阻 的代替,如图。
分流公式求得:
ix
0.5 3 0.5 1
1A
a
1 10
A
图(c)中
isc
i1
i2
(1 1
1
1
1 1
2
1)
1 6
A
所以:isc
isc
isc
1 10
1 6
4 15
A
(2)再求Req,把图(a)中电流源断开,电压源短
路,如图(d)
a
1
111 4
2 2
Req
Geq 2 3 2 3 S 1 1
6
U
U
(a)
图 2.10 例 2.5 图
(b)
(c)
解:电压源单独作用如图(b)
U 6 9 6V 36
电流源单独作用如图(c) U 6 ( 3 3) 6V
36
所求电压 U U U 12V
例4、电路如图(a)所示,求电压U。
解:电压源单独作用如图(a)
(2)网络N0为含有受控源网络时,可采用外施激励 法;
(3)短路开路法:分别求得原网络短路电流isc和开
路电压uoc, 则
Re q
uoc i sc
3、应用
(1)戴维宁定理和诺顿定理适用于求某一支 路(元件)的电压、电流。
(2)方法:将待求支路当成外电路,其余均视 为含源单口网络化为戴维宁等效电路或诺顿等 效电路。
根据电阻分压公式:
c
6 uao 3 6 18 12V
3 ubo 3 6 18 6V uoc uab uao ubo 12 6 6V
(2)求Req。
3
6
+
a + uoc - b
18V
6
3
o (b)
c
3
6
电压源用短路代替,如图(c)。 a
U1=(0.5/2)2=0.5V
§4-3 戴维宁定理和诺顿定理 一、线性含源单口网络参数 (1) 开路电压:uoc (2)短路电流:isc (3) 等效电阻:Req 含源单口网络内所有独立源为零时,即电压源短 路,电流源开路,由端口处得到的等效电阻。
Req = uoc / isc
+
uoc
isc
Req
3i
2
ia
3
+
u
2
u 13i
(2) b
Req
u i
13
+
3V i
+
u
13
戴维宁等效电路图如图(3)所示。 (3)
例4、电路如图所示,当R = 4 时,I = 2 A,求
当R = 9 时,I =?
2
解:用戴维南宁理求解。
2 2
I
Is
+
U1
-
-R
U2
2 +
求Req。
Req 2 // 2 1
3A
ix
1
+
u
2u
3A 0.5
ix +
1 u
例2、在图示电路中,已知U=1.5V,试用替代定
理求U1。 解: 由于U=1.5V 故:
I=1.5/3=0.5A
+U -
+
3 I
+
2
U1
-
2 -
因此3电阻可以用一
个0.5A的电流源代替,
如图,而不必考虑左
N
侧未知元件。
0.5A +
2
U1
2 -
-
二、戴维宁(南)定理(串联型等效电路定理)
线性含源单口网络NS,对于外电路而言,可 等效为一个电压源串联电阻支路。电压源的电压 等于该网络NS的开路电压uoc;串联电阻等于该网 络中所有独立源不作用时(即电压源短路,电流 源断路)所得无源网络N0的等效电阻Req。
这一电压源串联电阻支路称为线性含源单口 网络NS的戴维宁(南)等效电路。
6
8 5A
2
(a)
(b)
总结: 1、叠加定理适用于线性电路,求支路的电压或电 流响应,但求功率不适用,功率需要用总图响应 求之。
2、在应用叠加定理时,受控源不能作为独立源 (等同于电阻处理) 。
3、总图响应应为子图响应的代数和。
§4-2 替代定理
当电路中的响应为唯一确定值时,电路中 任意支路(网络)电压响应为 u , 电流响应为 i, 则该支路可用电压源 u 或电流源 i 或电阻 u/i 来 代替,不影响电路中其它支路的响应。
U 2 10 8 10 25 V
62
48
6
电流源单独作用如图(a)
U 4 8 6 2 5 125 V
48 62
6
4
8
U 6
5A 2
10V
U U U 25V
4
8
U
6
2
10V
4
U
G
5Ω I L 10Ω
20Ω 20A
G
例2、2Ω求Ix 1Ω
2Ω 1Ω
2Ω a 1Ω I
+ Ix
3A I + + I x
+
I x 3A
+
10V 2I x
2 I x
10V
2Ix
m1
G
G´
G´´
解: 画出子图,受控源视为电阻处理
G : KVL (2 1)Ix 2Ix 10 Ix 2A
特别地,在单激励的线性电路中,任何一个响 应(电压或电流)对激励都存在比例关系。
2、线性电路的叠加性
例:图示电路,求i2 利用KCL和KVL可求得
i2
R1
1
R2
us
R1 R1 R2
is
i1 + R1 uS
a
is i2 R2
(1)第一项是该电路is=0 (2)第二项是该电路us=0
时,us单独作用时在R2 时,is单独作用时在R2中
原电路等效为:
2 2 2
2
Req
uoc ( R Req )I
由R = 4,I = 2 A
+
uoc
I
R
Req
uoc (4 1) 2 10V