《电路分析》课件2.6.ppt

1、 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分章节分“重计算重计算”及及“重概念重概念”两类区别对待，两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于于

2、应用型本科应用型本科及及高职高高职高专电力类、自动化类、机电类、专电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。第第1章直流电路的计算章直流电路的计算2.1电阻元件的连接及分流、分压公式电阻元件的连接及分流、分压公式2.2实际电源间的等效变换实际电源间的等效变换2.3支路电流法与网孔电流法支路电流法与网孔电流法2.4节点电压法节点电压法2.5戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理2.6齐次定理、叠加定理、替代定理齐次定理、叠加定理、替代定理2.7受控源的原型及其含受控源电路的计算受控源的原型及其含受控源电路的计算2.6齐性定

3、理、叠加定理、替代定理齐性定理、叠加定理、替代定理2.6齐性定理、叠加定理、替代定理齐性定理、叠加定理、替代定理 2.6.1 齐次定理齐次定理 齐性定理仅适用于线性电路，反映了线性电路的重要齐性定理仅适用于线性电路，反映了线性电路的重要特征，可表述为：特征，可表述为：当线性电路中只有一个激励电源（电压当线性电路中只有一个激励电源（电压源或电流源）作用时，所有响应（其它支路中的电流或电源或电流源）作用时，所有响应（其它支路中的电流或电压）与该激励成正比。还可以推论：在多个电源激励的线压）与该激励成正比。还可以推论：在多个电源激励的线性电路中，所有激励电源若同时增大或缩小性电路中，所有激励电源若同

4、时增大或缩小K倍，那么所有倍，那么所有响应也将同样增大或缩小响应也将同样增大或缩小K倍。倍。用齐性定理对梯形电路进行计算，采用倒推法十分方用齐性定理对梯形电路进行计算，采用倒推法十分方便，即在离梯形电路输入端口最远处设一个数值简单的电便，即在离梯形电路输入端口最远处设一个数值简单的电流或电压值，应用流或电压值，应用KCL、KVL定律逐一向前推算各中间环定律逐一向前推算各中间环节上的电流、电压直至激励源节上的电流、电压直至激励源,再应用齐性定理，求梯形电再应用齐性定理，求梯形电路在指定激励下的响应。路在指定激励下的响应。P51 例例224解解 该线性电路只有一个激励源，则响应与成正比。假设响该线

5、性电路只有一个激励源，则响应与成正比。假设响应为应为1A，倒推法推算过程如下：，倒推法推算过程如下：00012011220034233443 3556456654 11A0.5A1 0.51.5A 84 1.54 11.25A 1.5 1.252.75A84 2.758 1.252.625A82.752.6255.375ASR IIIIIIRR IR IIIIIRR IR IIRIIIUR IR I 50S0SSS4 5.3758 2.62542.5V118H=8VH0.188A42.542.542.5IUIUUU，那么时的响应：2.6.2 叠加定理叠加定理 与齐性定理一样，叠加定理仅适用于线

6、性电路，可表与齐性定理一样，叠加定理仅适用于线性电路，可表述为：述为：在有多个电源共同作用的线性电路中，任一支路中在有多个电源共同作用的线性电路中，任一支路中的电流或电压的电流或电压(称为响应称为响应)等于各个电源（称为激励）分别单等于各个电源（称为激励）分别单独作用时在该支路中产生的电流或电压的代数和。独作用时在该支路中产生的电流或电压的代数和。某个电某个电源单独作用是指：其它电源置零源单独作用是指：其它电源置零(即不起作用即不起作用)，理想电压源，理想电压源置零用短路替代，理想电流源置零用开路替代。置零用短路替代，理想电流源置零用开路替代。P51 例例225解解（1）用叠加定理解题，先要画

7、出每个电源单独作用时用叠加定理解题，先要画出每个电源单独作用时的分图，的分图，如图如图(b)和图和图(c)。1122221212221212222122122111122101A4 14V646 449.6V649.69.6(b)2.4A1.6A4(611.0 A)6.6cSSSSUIIUR IRRR RUIRRRUUIIIIIRRRRIIIIII ，（）利用图，得：利用图，得：两个分量相加，得：222212.43.4A49.613.6VUUU，（2）对图（）对图（a）设下侧节点为参考点，列写）设下侧节点为参考点，列写a点的节点点的节点方程计算方程计算I2。121212211222212112

8、122212121SaSaSSSSUUIRRRUR IURRR IIR RRRIUIIIRRRR()因为所以整理后21111212222121 2-272-28SSSSSSIUUURRRIIIIRR 上式中，与成正比，就是单独作用的结果，与式（）一致；，与成正比，就是单独作用的结果，与式（）一致，验证了叠加定理的正确性。用叠加定理进行计算，关键要正确画出每个电源单独作用叠加定理进行计算，关键要正确画出每个电源单独作用时的分图。图用时的分图。图248（a）所示电路要求计算）所示电路要求计算R4上的电压上的电压U，用节点法计算需联立三个方程，用网孔法计算需联立四个方用节点法计算需联立三个方程，用网

9、孔法计算需联立四个方程，用叠加定理可计算如下：程，用叠加定理可计算如下：41424242441424SSSSUURRRR RUIRRUR RUUURIRRRR 电压源单独作用时电流源单独作用时则P53 例例226解解设设US1或或US2单独作用时，在单独作用时，在R上产生的电压响应分别上产生的电压响应分别为为U和和U，则有，则有U=K1US1，U=K2US2；K1、K2为比例常数。为比例常数。由叠加定理可得由叠加定理可得11221212055486SSUUUK UK UKKKK 1222KK 2121122 32 423V4VVSSSSUKUUKUU 当，时，P53 例例227解解开关开关S在

10、位置在位置1时，是电流源时，是电流源Is对对I的单独贡的单独贡献。开关献。开关S在位置在位置2时，是电流源时，是电流源Is和电压源和电压源US1对对I的共同贡献，那么应该是的共同贡献，那么应该是US1对对I的单的单独贡献，其响应与激励之间的比例系数为独贡献，其响应与激励之间的比例系数为40mAI60mAI 6040100mAII 100mAmAH10()10VV 2122H(10)15150mA40 1501S90mA3SssssUUUIIIUII 开关 打在位置 时，与位置相同、单位相同、方向相反，那么对 的单独贡献为：这时电流源 仍作用着，所以毫安表的读数为应用叠加定理应注意以下几点：应用

11、叠加定理应注意以下几点：（1）电源不作用时，）电源不作用时，理想电压源代以短路，理想电压源代以短路，理想电流源代以开路。理想电流源代以开路。（2）叠加定理不适用于非线性电路，因为在）叠加定理不适用于非线性电路，因为在不同电流、电压下非线性电路的电阻值会发生变化。不同电流、电压下非线性电路的电阻值会发生变化。（3）同一电流、电压响应在各个分图中的分）同一电流、电压响应在各个分图中的分量应与原电路图中的参考方向一致。量应与原电路图中的参考方向一致。（4）不能用叠加定理计算功率，用分图计算）不能用叠加定理计算功率，用分图计算功率无效。功率无效。（5）叠加定理在电路理论上十分重要，但计）叠加定理在电路

12、理论上十分重要，但计算过程分步骤较多，只有在电路结构简单、电源数算过程分步骤较多，只有在电路结构简单、电源数目较少的情况下用于计算会方便一些，不可泛用于目较少的情况下用于计算会方便一些，不可泛用于计算。计算。2.6.3 替代定理替代定理 替代定理可表述为：替代定理可表述为：在给定的电路中，若第在给定的电路中，若第K条支路的电条支路的电压压UK和电流和电流IK为已知，那么此支路可以用一个电压等于的为已知，那么此支路可以用一个电压等于的UK电压源电压源US或一个电流等于或一个电流等于IK的电流源的电流源IS替代，替代后不会影响替代，替代后不会影响电路中其它部分的电流和电压。电路中其它部分的电流和电

13、压。上述的第上述的第K条支路可以是电阻，条支路可以是电阻，也可以是电压源与电阻的串联组合，或电流源与电阻的并联也可以是电压源与电阻的串联组合，或电流源与电阻的并联组合。替代定理可以应用于线性及非线性电路，如图所示。组合。替代定理可以应用于线性及非线性电路，如图所示。这种替代的前后，被替代处电路的工作条件没有变化，所以这种替代的前后，被替代处电路的工作条件没有变化，所以不会影响电路其它部分的工作。不会影响电路其它部分的工作。例如，在图（例如，在图（a）中，设）中，设12电阻支路为第电阻支路为第K条支路，已知条支路，已知12电阻上的电压电阻上的电压UK=8.1V，那么，那么IK=UK/12=8.1/12=0.675A，图（，图（b）用）用8.1 V的电的电压源替代了压源替代了12电阻；图（电阻；图（c）用）用0.675A的电流的电流源替代了源替代了12电阻；这种替代不影响其它支路上电阻；这种替代不影响其它支路上的电流、电压分配。的电流、电压分配。