技能培训 电路定理.pptx
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1、2021/1/17,1,第4章 电路定理,4.7*,4.1,4.2,4.3,4.4,4.6*,4.5*,叠加定理,替代定理,戴维宁定理和诺顿定理,最大功率传输定理,特勒根定理,互易定理,对偶原理,2021/1/17,2,1.叠加定理、 2.戴维宁定理、诺顿定理 3.最大功率传输,重点:,互易定理的应用。,2021/1/17,3,1. 线性电路的性质,4.1 叠加定理,齐次性:,单一激励作用下响应与激励成正比,2021/1/17,4,则:,电压和电流均为各电源的一次函数,均可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加。,1. 线性电路的性质,可加性:,2021/1/17,5,2. 叠加定理,在线
2、性电阻电路中,某处的电流(或电压)都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处产生的电流(或电压)的叠加(代数和)。,叠加定理只适用于线性电路。,每个独立源单独作用产生分响应,叠加(注意方向), 得总响应。,响应为激励的线性组合,线性电路的线性性质,不能求功率,2021/1/17,6,电压源置零 短路,电流源置零 开路,一个电源作用,其余电源置零,受控源不能单独作用,始终保留在每个分电路中。,2021/1/17,7,用叠加定理求U1和I2,例1,解,画出分电路图,=,图1,图2,2021/1/17,8,例1,在图1中求U1 、I2,图1,2021/1/17,9,例1,在图2中求U1 、I2,图2,
3、叠加得总响应U1 、I2,2021/1/17,10,例2,2021/1/17,11,已知在该电路图中,u=6V,若电压源电压提高到12V,则u=?,u=7V,例3,2021/1/17,12,例4,计算电压u、电流i。,解,画出分电路图,受控源始终保留,2021/1/17,13,10V电源作用:,5A电源作用:,2021/1/17,14,叠加方式是任意的,可以一次一个独立源单独作用,也可以一次几个独立源同时作用,取决于使分析计算简便。,=,2021/1/17,15,例5,封装好的电路如图,已知下列实验数据:,研究激励和响应关系的实验方法,解,根据叠加定理,代入实验数据:,2021/1/17,16
4、,4.齐性定理,线性电路中,所有激励(独立源)都增大(或减小)同样的倍数,则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样的倍数。,当激励只有一个时,则响应与激励成正比。(应用),全部激励同时变化,响应才能相应变化,注意,齐次性,2021/1/17,17,例6,采用倒推法:设 i=1A,求电流 i,RL=2 R1=1 R2=1 us=51V,,解,2021/1/17,18,4.2 替代定理,在电路中,若已知两个一端口接口处的电压为up、电流为ip,那么就可以用一个us=up的独立电压源;或者用一个is=ip的独立电流源来替代某个一端口,替代后另一一端口中电压和电流均保持原有值。,1.替代定理,2
5、021/1/17,19,证毕!,2. 定理的证明,2021/1/17,20,例1,求图示电路的支路电压和电流,解,替代以后有:,替代后各支路电压和电流完全不变。,2021/1/17,21,替代前后KCL,KVL关系相同,原因,替代定理既适用于线性电路,也适用于非线性电路。,注意,2021/1/17,22,例2,求电流I1,解,用替代:,2021/1/17,23,4.3 戴维宁定理和诺顿定理,含源一端口:,独立电源、受控源、电阻,线性含源一端口,N0,NS,2021/1/17,24,莱昂夏尔戴维南 (18571926) 法国的电信工程师。 利用欧姆定律分析复杂电路。,戴维南出生于法国莫城,187
6、6年毕业于巴黎综合理工学院。 他对电路测量问题有了浓厚的兴趣。在研究了基尔霍夫电路定律以及欧姆定律后,他发现了著名的戴维南定理,用于计算更为复杂电路上的电流。,2021/1/17,25,1. 戴维宁定理,一个线性含源一端口,对外电路来说,总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换;此电压源的电压等于一端口的开路电压uoc,而电阻等于相应无源一端口的输入电阻(或等效电阻Req)。,戴维宁等效电路(戴等),2021/1/17,26,例,Req,Uoc,应用电源等效变换,2021/1/17,27,例,(1) 求开路电压Uoc,(2) 求输入电阻Req,应用电戴维宁定理,2021/1/17,28,2
7、.定理的证明,+,Ns,Ns中独立源置零,2021/1/17,29,2.定理的证明,2021/1/17,30,3.定理的应用,(1)开路电压Uoc 的计算,等效电阻为将一端口内部独立电源全部置零后,所得无源一端口的输入电阻。,(2)等效电阻的计算,戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压Uoc。,电压源短路,电流源开路,2021/1/17,31,例1,计算Rx分别为1.2、5.2时的电流I,解,断开Rx支路,将剩余一端口网络化为戴维宁等效电路:,Uoc = U1 - U2 = 106/(4+6)-10 4/(4+6) = 6-4=2V,求开路电压,2021/1/17,32,求等效
8、电阻Req,Req=4/6+6/4=4.8,Rx =1.2时,,I= Uoc /(Req + Rx) =0.333A,Rx =5.2时,,I= Uoc /(Req + Rx) =0.2A,2021/1/17,33,戴维宁定理暗含电阻的开路短路法,2021/1/17,34,求戴维宁等效电路,p.94例4-7,解,求开路电压uoc,求等效电阻Req,得,2021/1/17,35,戴等与外电路无关(伏-安特性等效),外电路线性或非线性均可,但含源一端口必须是线性的。,受控源与控制量必须同在含源一端口中或同在外电路中。,注意,A,2021/1/17,36,求电压U0,例3,解,求开路电压Uoc,Uoc
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