電路電路定律教學(xué)ppt課件

1、1. 1. 疊加定理疊加定理 在線性電路中，任一支路的在線性電路中，任一支路的電流電流( (或電壓或電壓) )可以看成是電路中每一個獨立電源可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產(chǎn)生的電流單獨作用于電路時，在該支路產(chǎn)生的電流( (或電壓或電壓) )的代數(shù)和。的代數(shù)和。4.1 疊加定理疊加定理2 .2 .定理的證明定理的證明運用結(jié)點法：運用結(jié)點法：(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1下 頁上 頁返 回G1is1G2us2G3us3i2i3+1321323332221GGiGGuGGGuGuSSSn或表示為：或表示為：)3(1)2(1)1(13322111 nnn

2、SsSnuuuuauaiau支路電流為：支路電流為：)3(3)2(3) 1 (33213333232232233313 )()()(iiiGGiGuGGGGuGGGGGuuiSSSSn)3(2)2(2)1(23322113212323232232232212 )()(iiiububibGGiGGGuGGuGGGGGuuiSSSSSSSn下 頁上 頁G1is1G2us2G3us3i2i3+1返 回結(jié)點電壓和支路電流均為各電源的一次結(jié)點電壓和支路電流均為各電源的一次函數(shù)，均可看成各獨立電源單獨作用時，函數(shù)，均可看成各獨立電源單獨作用時，產(chǎn)生的呼應(yīng)之疊加。產(chǎn)生的呼應(yīng)之疊加。 3. 3. 幾點闡明幾點

3、闡明 疊加定理只適用于線性電路。疊加定理只適用于線性電路。 一個電源作用，其他電源為零一個電源作用，其他電源為零電壓源為零電壓源為零 短路。短路。電流源為零電流源為零 開路。開路。下 頁上 頁結(jié)論返 回三個電源共同作用三個電源共同作用is1單獨作用= =下 頁上 頁+us2單獨作用us3單獨作用+G1G3us3+)3(2i)3(3iG1G3)2(3i)2(2ius2+G1is1G2us2G3us3i2i3+) 1(2i) 1 (3iG1is1G2G3返 回 功率不能疊加功率不能疊加( (功率為電壓和電流的乘積，為功率為電壓和電流的乘積，為電源的二次函數(shù)電源的二次函數(shù)) )。 u, i疊加時要留

4、意各分量的參考方向。疊加時要留意各分量的參考方向。 含受控源含受控源( (線性線性) )電路亦可用疊加，但受控源應(yīng)電路亦可用疊加，但受控源應(yīng)一直保管。一直保管。下 頁上 頁4. 4. 疊加定理的運用疊加定理的運用求電壓源的電流及功率求電壓源的電流及功率例例142A70V1052+I解解畫出分電路圖畫出分電路圖返 回2A電流源作用，電橋平衡：0)1(I70V電壓源作用：A157/7014/70)2(IA15)2()1(III下 頁上 頁I (1)42A1052470V1052+I (2兩個簡單電路兩個簡單電路1050W1570P運用疊加定理使計算簡化運用疊加定理使計算簡化返 回例例2計算電壓計算

5、電壓u u3A電流源作用：下 頁上 頁解解u12V2A13A366V畫出分電路圖畫出分電路圖u(2)i (2)12V2A1366V13A36u(1)V93) 13/6()1(u其他電源作用：其他電源作用：A2)36/()126()2(iV81266)2()2( iuV1789)2() 1 (uuu返 回 疊加方式是恣意的，可以一次一個獨立疊加方式是恣意的，可以一次一個獨立源單獨作用，也可以一次幾個獨立源同時作用，源單獨作用，也可以一次幾個獨立源同時作用，取決于使分析計算簡便。取決于使分析計算簡便。下 頁上 頁留意例例3計算電壓計算電壓u u、電流、電流i i。解解畫出分電路圖畫出分電路圖u11

6、0V2i(1)12i1受控源一直保管受控源一直保管u10V2i1i25Au(2)2i (2)i (2)125A返 回 ) 12/()210()1()1(iiV6321)1()1()1()1(iiiuA2)1(i10V電源作用：下 頁上 頁u110V2i(1)12i15A電源作用： 02)5(12)2()2()2(iiiA1)2(iV2) 1(22)2()2(iuV826uA1) 1(2iu(2)2i (2)i (2)125A返 回例例4封裝好的電路如圖，知以下實驗數(shù)據(jù)：封裝好的電路如圖，知以下實驗數(shù)據(jù)：A2 A 1 ,V1 iiuSS響響應(yīng)應(yīng)時時當(dāng)當(dāng)，？，iiuSS A 5 ,V3 響響應(yīng)應(yīng)時

7、時求求下 頁上 頁研討鼓研討鼓勵和呼勵和呼應(yīng)關(guān)系應(yīng)關(guān)系的實驗的實驗方法方法1A 2A ,V1 iiuSS響響應(yīng)應(yīng)時時當(dāng)當(dāng)，解解根據(jù)疊加定理根據(jù)疊加定理SSukiki21代入實驗數(shù)據(jù)：代入實驗數(shù)據(jù)：221 kk1221kk1121kkA253SSiui無源無源線性線性網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)uSiiS返 回例例下 頁上 頁1010+20V+Uocab+10V1A52A+Uocab515VabReqUoc+-運用電源等效變換運用電源等效變換返 回I例例(1) 求開路電壓Uoc(2) 求輸入電阻ReqA5 . 0201020 I510/10 eqRV1510105 . 0 ocU下 頁上 頁1010+20V+Uoc

8、ab+10V515VabReqUoc+-運用電戴維寧定理運用電戴維寧定理 兩種解法結(jié)果一致，戴兩種解法結(jié)果一致，戴維寧定理更具普遍性。維寧定理更具普遍性。留意返 回2.2.定理的證明定理的證明+替代替代疊加疊加A中獨立源置零下 頁上 頁abi+uNAuab+Aocuu iRueq abi+uNuabi+AReq返 回iRuuuueqoc 下 頁上 頁i+uNabReqUoc+-返 回3.3.定理的運用定理的運用1 1開路電壓開路電壓Uoc Uoc 的計算的計算 等效電阻為將一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨立電源全等效電阻為將一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨立電源全部置零部置零( (電壓源短路，電流源開路電壓源短路，電流源開路

9、) )后，所得無源后，所得無源一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。常用以下方法計算：一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。常用以下方法計算：2 2等效電阻的計算等效電阻的計算 戴維寧等效電路中電壓源電壓等于將外電戴維寧等效電路中電壓源電壓等于將外電路斷開時的開路電壓路斷開時的開路電壓UocUoc，電壓源方向與所求開，電壓源方向與所求開路電壓方向有關(guān)。計算路電壓方向有關(guān)。計算UocUoc的方法視電路方式選的方法視電路方式選擇前面學(xué)過的恣意方法，使易于計算。擇前面學(xué)過的恣意方法，使易于計算。下 頁上 頁返 回2 23 3方法更有普通性。方法更有普通性。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含有受控源時可采用電阻串并聯(lián)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含有受控源時可采用電阻

10、串并聯(lián)和和Y Y互換的方法計算等效電阻；互換的方法計算等效電阻； 開路電壓，短路電流法。開路電壓，短路電流法。 外加電源法加電壓求電流或加電流求電壓；外加電源法加電壓求電流或加電流求電壓；iuReq scoceqiuR 下 頁上 頁uabi+NReqiabReqUoc+-u+-abui+NReq返 回外電路可以是恣意的線性或非線性電路，外電路外電路可以是恣意的線性或非線性電路，外電路發(fā)生改動時，含源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路不變發(fā)生改動時，含源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路不變( (伏伏- -安特性等效安特性等效) )。當(dāng)一端口內(nèi)部含有受控源時，控制電路與受控當(dāng)一端口內(nèi)部含有受控源時，控制電路與受控源必需包含

11、在被化簡的同一部分電路中。源必需包含在被化簡的同一部分電路中。下 頁上 頁留意例例1 1 計算計算RxRx分別為分別為1.21.2 、5.25.2 時的電流時的電流I IIRxab+10V4664解解斷開斷開RxRx支路，將剩余支路，將剩余一端口網(wǎng)絡(luò)化為戴維一端口網(wǎng)絡(luò)化為戴維寧等效電路：寧等效電路：返 回 求等效電阻求等效電阻ReqReqReq=4/6+6/4=4.8 Rx =1.2 時，時，I= Uoc /(Req + Rx) =0.333ARx =5.2時，I= Uoc /(Req + Rx) =0.2A下 頁上 頁Uoc = U1 - U2 = -104/(4+6)+10 6/(4+6)

12、 = 6-4=2V 求開路電壓求開路電壓b+10V4664+-UocIabUoc+RxReq+ U1 -+ U2-b4664+-Uoc返 回求電壓求電壓Uo例例2解解 求開路電壓求開路電壓UocUoc=6I+3II=9/9=1AUoc=9V 求等效電阻求等效電阻ReqReq方法方法1 1：加壓求流：加壓求流下 頁上 頁336I+9V+U0+6I36I+9V+U0C+6I36I+U+6IIo獨立源置零獨立源置零U=6I+3I=9II=Io6/(6+3)=(2/3)IoU =9 (2/3)I0=6IoReq = U /Io=6 返 回方法方法2 2：開路電壓、短路電流：開路電壓、短路電流(Uoc=

13、9V)6 I1 +3I=96I+3I=0I=0Isc=I1=9/6=1.5AReq = Uoc / Isc =9/1.5=6 獨立源保管獨立源保管下 頁上 頁36I+9V+6IIscI1U0+-+-69V3 等效電路等效電路V333690U返 回 計算含受控源電路的等效電阻是用外加計算含受控源電路的等效電阻是用外加電源法還是開路、短路法，要詳細(xì)問題詳細(xì)分析，電源法還是開路、短路法，要詳細(xì)問題詳細(xì)分析，以計算簡便為好。以計算簡便為好。求負(fù)載求負(fù)載RLRL耗費的功率耗費的功率例例3解解 求開路電壓求開路電壓UocUoc下 頁上 頁留意10050+40VRL+50VI14I150510050+40V

14、I14I150返 回A1 . 01IV101001ocIU 求等效電阻求等效電阻ReqReq用開路電壓、短路電流法用開路電壓、短路電流法A4 . 0100/40scI254 . 0/10scoceqIUR下 頁上 頁10050+40VI150200I1+Uoc+Isc10050+40VI150200I1+40100200100111IIIIsc50+40V50返 回知開關(guān)知開關(guān)S例例41 A 2A2 V 4V 求開關(guān)求開關(guān)S S打向打向3 3，電壓，電壓U U等于多少。等于多少。解解V4A 2ocScUi2eqRV1141)52(U下 頁上 頁UocReq550VIL+10V25A230605

15、2550ocLUIW204552LLIPAV5U+S1321A線性線性含源含源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)+-5U+1A24V+返 回4.4 4.4 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理一個含源線性一端口電路，當(dāng)所接負(fù)載不同時，一個含源線性一端口電路，當(dāng)所接負(fù)載不同時，一端口電路傳輸給負(fù)載的功率就不同，討論負(fù)載一端口電路傳輸給負(fù)載的功率就不同，討論負(fù)載為何值時能從電路獲取最大功率，及最大功率的為何值時能從電路獲取最大功率，及最大功率的值是多少的問題是有工程意義的。值是多少的問題是有工程意義的。下 頁上 頁i+uA負(fù)負(fù)載載運用戴維寧定理運用戴維寧定理iUoc+ReqRL返 回2)( LeqocLRRuRPRL P0P max0)()(2)( 422LeqLeqLLeqocRRRRRRRuPeqLRR eqocRuP4 2max最大功率匹配條件最大功率匹配條件對對P求導(dǎo)：求導(dǎo)：下 頁上 頁返 回例例RL為何值時能獲得最大功率，并求最大功率 求開路電壓求開路電壓Uo