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电路叠加定理和齐次定理

2017-04-27 18:39分类:电工基础知识 阅读:

 

一、叠加定理
  叠加定理在线性电路的剖析中起着首要的作用,它是剖析线性电路的根底。线性电路中许多定理都与叠加定理有关。
  叠加定理(superposition principle):在线性电阻电路中,任一支路电流(或支路电压)都是电路中各个独立电源独自作用时,在该支路发作的电流(或电压)的叠加。
  如图电路,核算U2 、I1 。
  参阅节点如图所示,对节点①列节点电压方程得:
  
  
  每一有些的呼应(response)均与对应的鼓动(excitation) 成线性联络。
  令电压源和电流源独自作用,将各个鼓动下的呼应叠加:
  
  当一个电源独自作用时,别的电源不作用,就意味着取零值。即对电压源看作短路,而对电流源看作开路。即如下图:
  
  经过回路电流法可得:线性电阻电路中恣意支路的电压等于各电源(电压源、电流源)在此支路发作的电压的代数和。
  
  支路电流是回路电流的线性组合,支路电流满意叠加定理。
  一样能够证实:线性电阻电路中恣意支路的电压等于各电源(电压源、电流源)在此支路发作的电压的代数和。
  运用叠加定理要留神的疑问
  (1) 叠加定理只适用于线性电路(电路参数不随电压、电流的改动而改动)。
  (2)叠加时只将独立电源别离思考,电路的构造和参数(负载和受控源)不变。

暂时不予思考的恒压源应予以短路,即令US=0;
  暂时不予思考的恒流源应予以开路,即令 IS=0。
  
  (3)分电路中各支路电流、电压的参阅方向要与原电路中的一同。原电路中各电压、电流的终究作用是各分电压、分电流的代数和。
  (4) 叠加原理只能用于电压或电流的核算,不能用来求功率。如:
  
  (5) 运用叠加定理时也能够把电源分组求解,每个分电路的电源个数或许不止一个。

  
  
  
  
  例4. 运用叠加定理求电流I、电压U和2Ω电阻上耗费的功率。
  
二、齐次定理

1.界说

  线性电路中,悉数鼓动(独立源)都增大(或减小)一样的倍数,则电路中呼应(电压或电流)也增大(或减小)一样的倍数。
  当电路中只需一个鼓动(独立源)时,则呼应(电压或电流)与鼓动成正比。
  
  齐次定理只适用于线性电路,它描写了线性电路的份额特性。
  例如:
  了解明晰:
  
  
  若US添加 n 倍,各电流也会添加 n 倍。
  2.运用:用齐次定理剖析梯形电路分外有用
  例5. 已知:RL= 2Ω,R1= 1Ω,R2= 1Ω,uS= 51V。
  求电流 i 。
  
  解:办法1:分压、分流。
    办法2:电源改换。
    办法3:用齐性原理(单位电流法)。
  
   本例核算是先从梯形电路最远离电源的一段开端,后退至鼓动处。这种核算办法称为“倒推法”。
  3.可加性 (additivity property)剖析
  
  线性电路中,悉数鼓动都增大(或减小)一样的倍数,则电路中呼应也增大(或减小)一样的倍数。
  例9. 如图电路,NS为有源网路,当US= 4V时,I3= 4A;当US= 6V时,I3= 5A;求当US= 2V时,I3为多少?
  
  解:由叠加定理和线性定理,I3可标明为
  

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