电路分析课件new

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第三章第三章叠加方法叠加方法与网络函数与网络函数3-1线性电路的比例性网络函数3-2叠加原理3-3叠加方法与功率计算××3-4数模转换的基本原理 33..11线性电路的比例性线性电路的比例性网络函数网络函数1.1.比例性（齐次性）比例性（齐次性）在单一激励的线性、时不变电路中，激励增大多少倍，响应也增大5ΩI3相同的倍数。I1+U1I2+例：求电路中标出的+U36Ω18Ω各电压、电流。+U2165VI4I5+4ΩU412Ω 解解::(1)利用电阻的串、并联，化简计算5ΩI35ΩI3I1+U1I2I1+UI++12+U6Ω化简+U36Ω318Ω18Ω+U2+U2165V165VI4I5+3Ω4ΩU412ΩI=165/(5+6)=15A1U=75VI=15×9/(18+9)=5A1I25Ω1U2=90V+I3=I1–I2=15–5=10A165V6ΩU=60V3I=10×12/(4+12)=7.5A4U=30V4I=I–I=2.5A534 解解::（2）用比例性求。设：II5=1A=1A，则U4=12V则：I=12/4=3A，I=I+I=4A，U=24V43453U=75V1U=U+U=12+24=36V，I=36/18=2A2342U=90V2I1=I2+I3=6A，U1=5×6=30VU3=60V而US=U1+U2=66VU4=30VK=165/66=2.55ΩI3根据比例性，各电压、I+UI电流乘2.5倍即为所求。112++U36ΩI1=15AI2=5AI3=10A18Ω+U2I=7.5AI=2.5AU=75V165V451I4I5+U=90VU=60VU=30V2344ΩU412Ω 2.2.网络函数：网络函数：1.定义：对单一激励的线性、时不变电路，指定响应对激励之比称为网络函数。响应策动点函数网络函数H＝网络函数H激励转移函数2.策动点函数：同一端口上响应与激励的比称为策动点函数,或称驱动点函数。IU11+R=11IUN110策动点电阻策动点策动点I函数函数+G=1I111UUN110策动点电导 3.3.转移函数转移函数：不同端口上，响应与激励之比叫转移函数。I1+=U2转移电阻NURRTI02L1–+I2IUN0RLG=2转移电导1TU–1++UUNU2RH=2转移电压比10LuU––1II12INRH=2转移电流比0LiI1 3.23.2叠加原理叠加原理在多个独立电源，线性受控源和线性无源元件共同组成的线性电路中，某一支路的电压（或电流）等于每一个独立电源单独作用时，该支路上所产生的电压（或电流）的代数和。I1I1'I1"+R1R1+R1I''URIR2I'+U112–R-ISI2S+-+-+rI″-rI1rI1'1I=II=I'+I"'+I"注意注意当恒压源不作用时应视其为短路，当恒压源不作用时应视其为短路，计算功率时不能不能当恒流源不作用时应视其为开路。当恒流源不作用时应视其为开路。应用叠加原理。 例1：求R上的电流。2I1解：解：用支路电流法R1I2I–I=–I+12SIUSR2SRI+RI=U1122S1–ISR1USI2==(US+R1IS)／(R2+R1)1–1=U／(R+R)+RI／(R+R)R1R2S121S12(1)当I单独作用时，即U=0(U短路)时,I'=RI/(R+R)SSS21S12(2)当U单独作用时，即I=0(I开路)时,I"=U/(R+R)SSS2S12所以：I=I'+I"=RI/(R+R)+U/(R+R)2221S12S12 I1R1I2+USR2IS所以，R上的电流等于电压源和电流源分别2单独作用时，在R上产生的电流之和。2R上的功率：P=I2×R2222=(I'+I")R22222=(I′+2I′I′′+I′′)R22222≠I′2R+I′′2R=P'2+P"22222所以，求功率不能直接使用叠加原理所以，求功率不能直接使用叠加原理!! 例2：在图示电路中，已知：U=100V，I=1A，SSR=R=R=50Ω。234求：流过R的电流及R上的功率。33解：U单独作用时SIR33U+′=SI3USRR4ISR+R234100=50+50I3′R3+I=0=1AURSSR42 I3R3II单独作用时+SSURSR42R1′′=−4=−IIA3SR+R234I"RI3311SI3=I3′+I3′′=1−=ARR4222212P=IR=()×50=12.5W3332 例3：用叠加原理求图中电路中I。1I解：US单独作用时R+aIR21(R+R+R)I'–aI'+U=012311S+R3USUISI'=SI1a–(R+R+R)1123IS单独作用时I"=I1"+IS(R1+R2)I1′′+R3I′′−aI′′=0R+aI′–R2I′1R(R1+R2)I1′′+(R3−a)(I1′′+IS)=0+3US[(R1+R2+R3)−a]I1′′=(a−R3)ISI11′(a−R3)I′′=I1S(R1+R2+R3)−aRI″R−a+aI″–2=3ISa−(R1+R2+R3)R1R3I+−SI=I′+I′′=US(R3a)ISI11″111a−(R1+R2+R3) 叠加原理小结叠加原理小结1.叠加原理只适用于线性网络。2.网络中的响应是指每一个独立电源单独作用时响应的代数和，注意电流的方向和电压的极性。3.独立源可以单独作用，受控源不可以单独作用，独立源单独作用时，受控源要保留。4.电阻电路求功率不能应用叠加原理，只能求出总电流和总电压，然后再进行功率的计算。 例4试用叠加原理求图示电路中通过恒压源的电流I和恒流源两端的电压U。56I14Ω1ΩI24Ω1ΩI'2++U62AU6'I3–I4–I'45Ω3Ω5Ω3ΩI5+–I5'+–10V10V解：（1）恒压源单独作用时,应将恒流源开路。1010I5'=I2'+I4'=+=3.25A4+15+3U'=1×I'－3×I'=－1.75V624 解：(2)恒流源单独作用时，将恒压源用短路线代替。aI1''4Ωa1ΩI''2I''I2''1+4Ω1Ωc''2Ad变形+2AU6cdI''–I4''U6''''3–I55Ωb3Ω5Ω3ΩI''3I''I4''5bI''5=I''2－I''4U''=1×I''+3×I''624 aaI''I''2I1''I''214Ω1Ω变形4Ω1Ω+2A2A+U''cd''2A6–I''U6–55Ω3Ω5Ω3ΩI''3I''I''43I''4bb45I5′′=I2′′−I4′′=×2−×2=.035A4+15+3U6′′=1×I2′′+3×I4′′=.535V最后叠加I5=I'+I''=(3.25+0.35)A=3.6A55U6=U'+U''=(－1.75+5.35)V=3.6V66 例5：求图示电路中5Ω电阻的电压U及功率P。5Ω15Ω5Ω15Ω+–U+–U'10A2Ω4Ω2Ω4Ω+–+–20V20V解：1.先计算20V恒压源单独作用恒流源不作用在5Ω电阻上所产生的电压U'应相当于开路5U'=20×=5V5+15 5Ω15Ω5Ω15Ω+–U+–U''10A10A恒压源不作用应2Ω4Ω2Ω4Ω视为短路+–20V(–32.5)2P==211.25W2.再计算10A恒流源单独作用5在5Ω电阻上所产生的电压U"若用叠加原理计算功率152U"=–10××5=–37.5V（–37.5）525+15P=+55U=U'+U''=5–37.5=–32.5V=286.25W注意：计算功率时注意：计算功率时不能不能使用叠加原理。使用叠加原理。 例6一直流发电机E=300V，R=1Ω作用在图所示0的电路中。由于某种原因，E突然升高到330V，求电压U的变化量。0IA解：发电机电动势由300V1Ω59Ω10Ω升高到330V，相当于有一R+个30V电源作用于电路,U0030ΩΔU的变化量正是它的作用所+30Ω030VE－产生的。故电路可改画为–O30×40RAO==17.14Ω30+406.67V30VΔU0=×30V=×17.1430+10A17.14+60=6.67V=5V 33.3.3叠加方法与功率计算叠加方法与功率计算结论结论11：功率对电压、电流并非线性函数，因而，一般来说，功率并不服从叠加原理功率并不服从叠加原理。结论结论22：电源对电路提供的总功率为：电压源单独作用对电路提供的功率与与电流源单独作用对电路提供的功率之和。对不含受控源的线性电阻电路时一个普遍规律。结论结论33：由于受控源可能提供功率，也可能消耗功率，因而需要具体分析。结论结论44：在任何电路中，均满足功率平衡关系。 第三章第三章习题习题3−1,3−5,3−6,3−9,3−10,3−16要求：1.画电路图，标方向；2.写清分析过程，结果标注单位。