《电路分析基础 教学课件 ppt 作者 王丽娟 2-4-9》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路分析基础 教学课件 ppt 作者 王丽娟 2-4-9（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、线性电路,线性性质包括齐次性(或比例性)和可加性(或叠加性)。 齐次性：是指函数的自变量与因变量之间为正比关系，即当自变量乘以任一常数K，则因变量也将乘以同一个常数K。 可加性：是指当自变量为两个值的和时，所得到的因变量的值为相应的两个因变量的和。,（一）线性性质,线性电路,齐次性和叠加性是线性电路的基本性质，齐次定理和叠加定理是反映线性电路特性的重要的定理，是线性网络电路分析中普遍适用的重要原理，在电路理论中占有重要的地位。,（二）线性电路,若一个基本电路元件的伏安关系既满足齐次性又满足可加性，则称其为线性元件。,由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路。,线性电路,二、齐次定理,（一）
2、定义,对于具有惟一解的线性电路，当只有一个激励源(独立电压源或独立电流源)作用时，其响应(电路任一处的电压或电流)与激励成正比。,齐次定理,若激励是电压源us，响应是某支路电流i，则有i=KuS，式中K为常数，它只与电路结构和元件参数有关，而与激励源无关。,（二）齐次定理的验证,齐次定理,例 如图所示电路中只有一个电源激励，试用齐次定理计算I1。若电压源US=-4V，则I1=？,（三）齐次定理的应用,齐次定理,思路及答案：,三、叠加定理,（一）叠加定理的提出,问题：电路如图所示，试求I1。,叠加定理,（二）叠加定理的定义,对于具有惟一解的线性电路，多个激励源共同作用时引起的全部响应(电路中各处
3、的电压与电流)等于各个激励源单独作用时(其它激励源置为零)所引起的单独响应的和。,基本思想：化整为零，各个击破。,所谓激励源单独作用，是指一个或一组独立源作用时，其它独立源均为零值(即其它独立电压源用短路代替，独立电流源用开路代替)，而电路的结构及所有其它元件(包括非独立源)均不得变动。,叠加定理,例 求如图所示电路的支路电流。,解：, 120V电压源单独作用时电路如图所示：,I1=120(6+3/(2+4) =15A,I2=6159=10A,I3=I4=I1-I2=5A,叠加定理,叠加定理, 12A电流源单独作用时电路如图所示：,I4= -12(2+6/3) (2+6/3+4)= -6A,I
4、3=12+I4=6A,I2= -I36(6+3)= -4A,I1=I2+I3=2A, 两个独立源共同作用时：,I1=I1+I1= 15 + 2= 17A,I4=I4+I4= 5 + (-6)= -1A,I3=I3+I3= 5 + 6= 11A,I2=I2+I2= 10 + (-4)= 6A,叠加定理,叠加定理,（三）注意事项,叠加定理仅适用于线性电路。,叠加定理只适用于计算电压和电流，而不能用于计算功率。,当电路中含有非独立源时，必须保留下来，不能当零值处理。,应用叠加定理时，可以分别计算各个独立电源单独作用下的电流或电压，也可以将电路中的所有独立源分为几组，按组计算各组电源单独作用下的电流或
5、电压。,叠加定理,例 求电压Us。,(1) 10V电压源单独作用：,(2) 4A电流源单独作用：,Us= -10I1+4I1= -6V,Us= -10I1+(6/4)4 = 25.6V,(3)共同作用时：,Us= Us +Us“= -6+25.6=19.6V,（四）叠加定理与受控源,解：,I1= 10/(6+4) = 1A,I1 = -44/(4+6) = -1.6A,叠加定理,例 N为含有独立源的线性电阻电路， 当uS=0，iS =4A时，开路电压u=0； 当uS=6V，iS =0时，开路电压u=4V； 当uS= -3V，iS = -2A时，开路电压u=2V； 求当uS=3V，iS =3A时
6、的开路电压u。,将激励源分为三组：电压源uS 、电流源iS 、 N内的全部独立源。,解：,（五）叠加定理的应用,叠加定理,设仅由电压源uS产生的响应为u1，则：u1=auS,设仅由电流源iS产生的响应为u2，则：u2=biS,设仅由N内的全部独立源产生的响应为u3，则：u3=c,于是有 u=u1+u2+u3=auS+biS+c,4b+c = 0,6a+c = 4,-3a-2b+c = 2,a = 0.333,b = -0.5,c = 2V,u=0.333uS-0.5iS+2=1.5V,（五）叠加定理的应用,叠加定理,例 当开关合在位置1时电流I为40mA，当开关合在位置2时电流I为-60mA，
7、试求当开关合在位置3时，电流I的值。,解：,当开关合在位置1时仅由电源US作用，其产生的响应为40mA，记I1 =40mA。,（五）叠加定理的应用,叠加定理,当开关合在位置2时，设仅由4V电压源产生的响应为I2，则由叠加定理得I= I1+I2=-60mA，则I2=-100mA。,当开关合在位置3时，设仅由6V电压源产生的响应为I3，则由电路的齐次性可知：,则I= I1+I3=40+150=190mA,（五）叠加定理的应用,叠加定理,D/A转换电路,（五）叠加定理的应用,叠加定理,UO= UO +UO“= 1+4=5V,“101” 5V,令Us=12V,d2d1d0=101,（五）叠加定理的应用
8、,叠加定理,四、替代定理,（一）替代定理（置换定理）的定义,在具有惟一解的任意集总参数电路中，若某一支路的电压为u，电流为i，那么该支路可以用“uS=u”的电压源替代，或用“iS=i”的电流源替代，替代后的电路其它各处的电压、电流均保持原来的值。,替代定理适用于任意集总参数电路。,替代定理,（二）替代定理的应用,解：,根据替代定理，电压源支路及Rx均用电流源替代，得电路如图所示。,替代定理,（二）替代定理的应用(分裂法),应用替代定理可将一个大规模电路撕裂成若干个小规模电路，常用于大规模电路的分析。,替代定理,“替代”与“等效变换”是两个不同的概念。 “替代”是用独立电压源或电流源替代已知电压
9、或电流的支路。替代前后替代支路以外电路的拓扑结构和元件参数不能改变。因为一旦改变，替代支路的电压和电流也将发生变化。 等效变换是两个具有相同端口伏安特性的电路间的相互转换。与变换以外电路的拓扑结构和元件参数无关。,（三）替代与等效,替代定理,1、齐次定理、叠加定理适用于线性电路，替代定理适用于任何集总参数电路。,2、叠加定理一个独立源单独作用时，其他独立源置零，即电压源短路、电流源开路。,3、功率计算不能叠加定理。,小 结,电路如图所示，N为含有独立源和电阻，已知US=2V时，I=1A，则当US=4V时，I=2A，这个结论对吗？为什么？,作业：2-18，2-22 阅读：P8591,思考题：,作业与思考题,
