第3章 电路的基本定理 简明电路基础(王美中)电子教案.ppt

第3章 电路的基本定理 第1节 叠理和齐性定理 第2节 戴维南定理和诺顿定理 第3节 最大功率传输定理 第4节 受控源和含受控源电路的分析 第1节 叠加定理和齐性定理 一、叠加定理 二、齐性定理 一、 叠加定理 定理内容：在线性电路中若存在多个电源共同作用时，电路中任一支路的电流或电压，等于电路中各个独立源单独作用，在该支路中产生的电流或电压的代数和。即几个电源同时作用在一个支路上，它的合成效应可以看成各分效应的叠加。 所谓一个独立源单独作用，是指其它那些不作用的电源为零值。电压源为零值用短路线代替；电流源为零值用开路代替。 【例3-2】图示网络N为线性无源电路，当外接电流源Is=4A 时，电压U=8V，若Is′=0.1A时，求电压U′。 第2节 戴维南定理和诺顿定理 一、 戴维南定理 二、 诺顿定理 一、 戴维南定理 证明：设含源二端网络N外接电流源I。由叠加定理，端钮电压U可看成 由两组电源作用的结果。 解 将3Ω电阻两侧电路分为两部分：即ab以左和cb以右，每一部分都是含源二端网络，求出每一部分的戴维南等效电路。 ab以左的戴维南等效电路与例3-4相同， 即 Uoc =4 V Ro=2Ω （3）若含源二端网络内阻很小，不允许短路时，可通过二次 电压测量方法，先测出开路电压Uoc，再测出外接适当电阻RL 的电压UL,则等效电阻Ro为 二、诺顿定理 根据两种电源模型的等效互换，可画出电路为 第3节 最大功率传输定理 问题的提出：在电子电路中，常常遇到这样问题，即在电源电压US与电源内阻Rs一定时，要求选择适当的负载RL接入这个电源，以使负载获得最大功率。 　　 1、匹配条件下负载获得的功率虽然最大，但电路的传输效率却较低。 2、最大功率匹配条件在电源电压US和电源内阻RS不变的前提下推导出的，如果电源内阻RS可变而负载不变，显然应该是RS=0时，负载获得最大功率。 【例3-8】图中负载电阻R可变，求R获得最大功率时的值及最大功率。 第4节 受控源和含受控源电路的分析 一、受控源及电路分析 二、含受控源二端网络的化简 一、受控源及电路分析 受控源有别于独立源，它们是两个不同的概念。 a、独立源在电路中起激励作用，是电路中能量转换装置。 b、受控源是描述电路器件中某支路对另一支路的控制，不能直接起激励作用，它向外提供的能量来自电路中维持电路正常工作的其它电源。控制量存在，受控源才存在，当控制量为零时，受控源也为零。 受控源尽管要受到其它支路电压或电流的控制，但它是电源。因此，在分析时可以按照独立源处理。含独立源电路的分析方法对受控源电路同样适用。 【例3-9】电路如图所示，求电流I。 通过网孔电流求得电流 二、含受控源二端网络的化简 问题的提出： 为了求取含受控源和电阻构成的二端网络的等效电阻，一般采用在电路端口外加电压源电压或电流源电流的方法。 【例3-14】图为半导体三极管放大电路的等效电路，推导等效电阻R。 (2) 为求等效电阻R0列写端口的伏安关系为 小结 2、 戴维南定理和诺顿定理的应用，关键是求取端口的开路电压Uoc、短路电流ISC和端口的等效电阻R0。求Uoc和ISC时分别将二端网络开路和短路，应用等效化简、节点分析、网孔分析等方法计算得出。求R0时，先将二端网络中所有独立源置零，再利用电阻的串、并联关系或Y-Δ变换的方法即可，也可通过实验方法求等效电阻。 6、在分析含有受控源电路时，无论直接列写KCL、KVL方程，还是列写网孔方程、节点方程都是将受控源作为独立源看待，但要补加一个控制量与待求量的关系式，以使联立方程数和未知数相等，方程得以求解。 定义：输出电压或电流受到电路中某部分的电压或电流控制的电源称为受控源。 电压控制电压源(VCVS) 电流控制电压源(CCVS) 电压控制电流源(VCCS) 电流控制电流源(CCCS) 受控源的四种形式： 注意： 利用KVL补充一个电压U与电流I的关系方程 U=4―2I 联立解得 解 由弥尔曼定理得 电压源输出功率 P=―4I= — 4W 受控电流源输出功率 【例3-10】电路如图 所示，求两电源输出的功率。 解 简化后电路如图，由KVL方程得 4 = 6I+ 4I―U1 利用伏安关系补充一个U1与I的关系方程 U1=6I 联立解得 U1=6