电路基础教学课件作者赵守忠5.ppt

5. 1 引言 本章将介绍叠加定理、置换定理、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传输定理和互易定理等常用的Ω个网络定理。这些定理在电路理论的研究和分析计算中起着十分重要的作用。 (1)叠加定理是线性电路中一条十分重要的定理，本章所涉及的线性电路是由线性电阻元件，独立电源和线性受控源构成的电路，叠加定理不仅可以用来计算电路，更重要的是建立响应与激励之间的内在关系，它还可以证明后面所说的戴维南定理和诺顿定理。 5. 1 引言 (2)在一个电路中，能否将某一电路元件用其他形式的电路元件来替换，而整个电路其余各部分的工作状态不改变?若能替换，那么所用的替换元件与被替换元件之间应遵循什么规则?这就是置换定理要阐述的内容。置换定理是一个应用范围颇为广泛的定理，它不仅适用于线性电路，也适用于非线性电路。它时常用于对电路进行简化，从而使电路易于分析或计算。 (3)戴维南定理由法国电讯工程师戴维南于1883年提出，诺顿定理由美国贝尔电话实验室工程师诺顿于1926年提出，戴维南定理和诺顿定理又称为等效电源定理，用来解决含源单口网络的对外等效电路。 5. 1 引言 (4)在电源给定的情况下，负载不同，电源传输给负载的功率也不同。在什么条件下，负载才能获得最大功率?这就是最大功率传输问题。 (5)对于线性单一激励的不含受控源的线性电阻电路(即仅有一个独立源作用的电阻电路)还有一个很重要的性质—互易性，反映互易性的定理称作互易定理，此定理有三种形式。 5. 2 知识结构和教学要求 1.知识结构 电路定理: (1)叠加定理; (2)置换定理; (3)戴维南定理; (4)诺顿定理; (5)最大功率传输定理; (6)互易定理。 2.教学要求 5. 2 知识结构和教学要求 (i)掌握叠加原理的表述及通用公式;掌握叠加原理、齐次定理的应用及注意说明。 (2)掌握替代定理的表述与应用举例计算。 (3)掌握戴维南定理和诺顿定理的表述及应用举例;掌握含受控源电路戴维南定理和诺顿定理的应用举例。 (4)讨论最大功率传输的意义及应用范围;掌握最大功率传输的条件、最大功率计算举例。 (5)掌握互易定理的三种表示形式。 5. 3 教学内容 学习目标: 熟悉叠加定理的应用。 由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路，线性电路具有如下线性质。 齐次性:当电路中只有单个激励(电源)作用时，响应(电压或电流)与激励成正比。 可加性:当电路中有多个激励同时作用时，总响应等于每个激励单独作用时产生的响应分量的代数和。 叠加定理就是可加性的反应，它是线性电路的一个重要定理。 5. 3 教学内容 如图5一1 (a)所示电路，用电源变换的办法来求电路中的Is ，将Us与R1变换为电流源，再将两并联理想电流源合并，得到图5一1 ( b)所示电路，由分流关系求得 5. 3 教学内容 由此可知 I’= US/(R1 + R2) ，是独立电压源。的一次函数，其实质是将一个独立电流源Is 、置零后在R2电阻支路产生的响应; US/(R1 + R2) Is是Us、不作用，只有Is 、单独作用时，在}z电阻支路产生的响应。可见，电阻R2上产生的电流是两个电源分别单独作用，在R2上产生的电流响应的叠加。因此，叠加定理可陈述为:对于线性电路，任一瞬间，任一处的电流或电压响应恒等于各个独立电源单独作用时在该处产生的响应的叠加。在应用叠加定理时应注意以下Ω点: 5. 3 教学内容 (1)叠加定理只适用于线性电路。 (2)叠加定理只能用于计算线性电路的电压和电流，而不能用于计算功率和能量，因为功率和能量是电压和电流的二次函数。 (3)应用叠加定理计算某一个激励单独作用的响应分量时，其他激励置零是指将其他独立电压源短路，独立电流源开路;也就是说，去除电源意味着将该电源的参数置零。 (4)叠加时只对独立电源产生的响应叠加，受控源在每个独立电源单独作用时都应在相应的电路中保留。 (5)响应叠加是代数相加，应注意每个响应的方向。 5. 3 教学内容 例5一1如图5一2所示电路，已知Us = - 10 V, Is =4 A, R1 =6 Ω ， R2=4 Ω用叠加定理求R,两端电压 U。 解:(1) U电压源单独作用，I电流源开路U‘ =4( v） (2) Is电流源单独作用， Us电压源短路u=一4 x 2. 4=一9. 6(V) 共同作用u= u+ u“’= 4+(一9. 6)=一5. 6( V) 例5 -2电路如图5一3 (a)所示，其中CCVS的电压受流过6 Ω电阻的电流控制。求电压U3。 解:按叠加定理，作出10 V电压源和4 A电流源分别作用的分电路，见图(b)和(c)。受控源均保留在分电路中。 5. 3 教学内容 在图(c)中有 5. 3 教学内容