电工电子应用技术 电路的分析方法 电路的分析方法教案2.doc

单元一 电路的基础知识及其分析方法 教案 章节 名称 1.5 电路的分析方法（二） 学时 安排 2 教学 目标 理解并掌握叠加定理、戴维宁定理，熟练运用定理分析电路 重点 难点 重点：戴维宁定理 难点：戴维宁定理 参考 资料 《电工学》上册 《电工技术》 秦曾煌主编 高教出版社 考 核 与评价 自测题 备 注 （正文） 注：表格内黑体字格式为（黑体，小四号，1.25倍行距，居中） 1.5 电路的分析方法 1.5.4 叠加定理 【引入】将图1-5-8（a）所示电路的电流可以看成是由图1-5-8（b）和图1-5-8（c）所示两个电路的电流叠加。 图1-5-8 叠加定理的应用 图1-5-8（b）中电流为 图1-5-8（c）中电流为 将两个电流叠加后，得 【注意】 (1)此定律只适应于线性电路的电压和电流，不适用于直接计算功率； (2)某一独立电源单独作用时，其余独立电源不起作用，即将其余电压源作短路、电流源作开路代替，电路的其它部分不变； (3)叠加时应注意电压和电流的参考方向，求其代数和。 【说明】 ①由上例可见，电阻R上的电流是两个电源分别单独作用在R上产生的电流的叠加。 ②以上虽是特殊例子，但具有普遍意义。进一步研究可得叠加定理： 由线性元件组成的电路 由线性元件组成的电路 一、内容：在线性电路中，有多个电源共同作用时，在任一支路中所产生的电流或电压，等于各个电源分别单独作用时，在该支路中所产生的电流或电压的代数和。 【说明】 ①叠加定理是反映线性电路基本性质的一条重要原理，例如非正弦交流电路的分析就是依照叠加定理来进行的。 ②叠加定理是一切线性问题的普遍原理，例如在力学中，力的分解与合成就是叠加定理的另一种形式。 理想电压源用短路线替代理想电流源用开路替代二、应用 理想电压源用短路线替代 理想电流源用开路替代 1．考虑某一电源单独作用时，假设其他电源都不起作用 2．保持电路的结构不变，保留所有电阻，包括电源内阻。 【例】再以下面两电源并联供电的电路为例，来说明叠加定理的应用： 【讲授】例1-5-5 电路如图1-5-9所示，求电流I。 图1-5-9 例1-5-5图 解：应用叠加定理 三、解题步骤 1．将求解的多电源电路分解为若干个单电源作用的分电路； 2．算出各分电路中的电流和电压； 3．将各分电路中的相应电流和电压相叠加，即得多电源电路中所求的电流和电压。 【说明】叠加时以原电路图中电压和电流的参考方向为准，分电流和分电压的参考方向与其一致时取正号，不一致时取负号。 四、适用范围：多电源线性电路中的电流和电压。 【说明】 ①非线性电路中电路参数不是常数，即电源单独作用时与共同作用时电路参数不同，故叠加定理不适用。 ②功率或电能量与电流、电压成二次方关系，如P=I2R=（I′+I″）2R≠I′2R+I″2R，故叠加定理不能用于求功率或电能量。 【小结】 ①叠加定理：在有多个电源共同作用的线性电路中，在任一支路中所产生的电流或电压，等于各个电源分别单独作用时，在该支路中所产生的电流或电压的代数和。 ②叠加定理是反映线性电路基本性质的一条重要定理，是分析电路的一种重要方法，依据它可将多个电源共同作用下产生的电压和电流，分解为各个电源单独作用时所产生的电压和电流之代数和。 ③假设某电源单独作用时，应将其它理想电压源短路，其它理想电流源开路，而电源内阻均须保留。叠加中要注意各电流分量和电压分量的方向。 【说明】由本题可得出线性电路另一基本原理——齐次性原理：当线性电路中只有一个电源作用时，则电源与电压或电流成正比。 1.5.5 戴维宁定理 【引出】有时只需计算电路中某一支路的电流，如果用前面讲过的一些方法求解时，会引出一些不必要的电流计算。为了简化计算，可用戴维宁定理。 无源二端网络：不含电源的二端网络有源二端网络：含有电源的二端网络一、内容：任何线性有源二端网络都可以变换为一个等效电压源模型，该等效电压源模型的电动势ＵS等于有源二端网络的开路电压，等效电压源模型的内阻Ｒ0等于相应的无源二端网络 无源二端网络：不含电源的二端网络 有源二端网络：含有电源的二端网络 【解释】二端网络：具有两个出线端的部分电路 【解释】二端网络：具有两个出线端的部分电路 【举例】 U US + – R1 R2 R3 无源二端网络 R4 可等效为 R US + – R1 R2 R3 有源二端网络 R4 可等效为 R0 US 根据戴维宁定理 【说明】对于所划出的R4支路来说，这个有源二端网络相当于一个电源，因为这条支路中的电流、电压、功率就是由它供给的。所以可以用一个电源来等效地代替有源二端网络，而所求支路中的电流Ｉ及端电压Ｕ不变。 二、应用举例 例1-5-7 求图1-5-12(a)所示电路中的电流I。