电路分析第2-4章..ppt

等效小结 2-3 含源网络的等效变换 2-3-1 电压源的串联和并联 一、电压源串联 ＋ － US ＋ － U ＋ － ＋ － US1 USn ＋ － U 二、电压源并联 一般情况下，电压源并联违反基尔霍夫定律，所以是不可以的。只有当两电压源大小相同，极性一致时才能并联。 第4章 电路的基本定理 电路的基本定理主要包括叠加定理、置换定理、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传输定理、互易定理和特勒根定理。这些定理有的为我们提供了电路等效的方法，有的提供了分析和计算电路的手段，它们在电路分析中占据着非常重要的地位，并且适用范围广泛，一直贯穿在电路分析的始终。本节我们就以电阻网络为对象来讨论这些定理及其应用。 4-1 叠加定理 对任何一个线性电路，若同时受到若干个独立源共同作用时，在电路中某支路产生的电压或电流，等于每个独立源单独作用时，在该支路产生的电压或电流的代数和。 叠加定理所说的每个独立源单独作用，是指当某一个独立源单独作用时，其它的独立源应为零。 若要电压源为零，应将其短路。 若要电流源为零，应将其开路。 （3）各个独立源产生的电压或电流分量的方向可能与原电流或电压方向不一致，若与原方向一致，取正值；若与原方向相反，则取负值。所以叠加是代数相加，应特别注意每个分量的方向。 使用叠加定理应注意以下几点： （1）叠加定理只适用于线性网络，只能计算线性网络的电压和电流，不能用来计算功率。 （2）受控源是非独立源，不能单独作用，应在电路中保持不变。 [例4-7] 如图（a）所示电路，用叠加定理求I 和U。 ＋ － 6V 1Ω ＋ － U 1Ω 1Ω 4A 1Ω I （a） 解：（1）当4A电流源单独作用时 ＋ － 1Ω 1Ω 4A 1Ω （b） (2) 当6V电压源单独作用时 6V 1Ω I ＋ － 1Ω ＋ － U 1Ω 4A 1Ω （a） ＋ － 1Ω － 1Ω 1Ω ＋ 6V （c） （3）当两电源共同作用时 [例4-8] 电路如图(a)所示，运用叠加定理求电流I。 3Ω ＋ － 10V 2Ω I 3A 1Ω ＋ － 2I （a） 解：该电路包含一个受控源，受控源不能像独立源一样进行叠加，应和电阻一样，始终保留在电路中。 （1）10V电压源单独作用时 3Ω ＋ － 10V 2Ω 1Ω ＋ － （b） (2) 3A电流源单独作用时 3Ω ＋ － 10V 2Ω I 3A 1Ω ＋ － 2I （a） 3Ω 2Ω 3A 1Ω ＋ － （c） （3）两电源共同作用时 [例4-9] 在图(a)所示电路中，N为无源线性纯电阻网络，当US = 1V , IS=1A时, U2=1V；当US=10V，IS=2A时，U2=6V。求当US=4V，IS=10A时的U2。 U2 － ＋ N IS US ＋ － （a） 解：因为N为无源网络，U2是IS和-US共同激励下的响应，所以可根据叠加定理将图(a )分解为图(b) 和 (c) 。 N IS ＋ － （b） － ＋ N US ＋ － （c） N IS ＋ － （b） － ＋ N US ＋ － （c） 将已知条件代入上式，可得： 当 时，有 4-2 置换定理（替代定理） 置换定理： 在任何集总参数电路中，若已知某条支路K的电流为IK，电压为UK，则这条支路可以用一个电压为UK的电压源来置换；也可以用一个电流为IK的电流源来置换。在置换前后电路中各支路电压和电流均保持不变。 使用时注意的问题： （1）替代定理既适合线性电路，也适合非线性电路； （2）被替代电路电流或电压必须是已知的； （3）在替代前后，除被替代的支路以外，电路的结构，参数均不能改变，因为一旦改变，被替代的支路电流、电压也会发生变化。 [例2-10] 在图（ａ）所示电路中，已知Ｕ ＝９Ｖ．求电阻Ｒ。 4Ω ＋ － ＋ － 18V 6Ω 12Ω R U I （a） 9V 4Ω ＋ － 18V 6Ω 12Ω I a ＋ － （b） 解：若要求电阻R，必须已知电阻R上的电压和电流。因为U已知，所以本题的关键是求解电流I。为求电流I的方便，可用替代定理将R替换为9V电压源，如图(b)所示。 设a点的电位为Ua，则根据ＫＣＬ可得 9V 4Ω ＋ － 18V 6Ω 12Ω I a ＋ － （b） 4Ω ＋ － ＋ － 18V 6Ω 12Ω R U I （a） [例2-11] 电路如图(a) 所示，当改变电阻R时，电路中各处的电压、电流均会发生变化。已知I=1A时，U=20V；I=2A时，U=30V；求当I=3A时，U=？ US R IS R1 R2 ＋ － U ＋ － I N ＋ － U I （a） （b） 解：首