常用电路分析方法.ppt

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1、工程电路分析第五章常用电路分析方法天津大学电信学院2021/9/21天津大学电信学院2本章目录线性和叠加性1单口网络的等效电路2戴维南等效电路3最大功率传输定理42021/9/21天津大学电信学院35.1线性和叠加性1、齐次性叠加性线性齐次性(Homogeneity)单个电源作用下的线性网络,响应和激励成正比.叠加性(Superposition)线性网络中,多个激励共同作用下的响应等于各激励单独作用下各响应的代数和.叠加性和齐次性统称为线性(Linearity)2021/9/21天津大学电信学院4线性电压-电流关系:通过元件的电

2、流与元件两端的电压成正比.电阻v(t)=R•i(t).线性元件:具有线性电压-电流关系的无源元件.线性受控源:输出电压或电流与电路中某处的电流或电压(或它们的代数和)的一次幂成正比.线性电路:由独立源、线性受控源和线性元件组成的电路.本课程研究的电路都是线性电路.2、线性电路和线性元件2021/9/21天津大学电信学院5对于线性网络,各独立源同时增大(或缩小)k倍,则该网络中的任意支路电压或电流也相应地增大(或缩小)k倍.5.1线性和叠加性3、齐次定理2021/9/21天津大学电信学院6解法1:电阻串并联分压欧姆定律解法2:网孔

3、分析法or网孔分析法解法3:齐次定理例1求下图所示电路中各支路的支路电压和电流.5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院74、叠加定理(课本定义)在任何线性电阻网络中,….(pp.110)定理内容:在具有唯一解的线性网络中,所有独立源共同作用下各无源元件的电流或电压,等于每一个独立源单独作用下产生的电压或电流的代数和.当某一独立源单独作用时,其他独立源应置零,即:独立电压源用短路代替;独立电流源用开路代替.在使用叠加定理时,电路中的受控源始终保持不变.式中:k,h-由网络结构和元件参数决定的参数,m-电压源的个数,n

4、-电流源的个数.5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院8例2计算下图所示电路中的ix.(例题5.1pp.110)5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院9练习1用叠加定理计算下图所示电路中的ix.(练习5.1pp.111)5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院104、使用叠加定理解题步骤分析电路,确定独立电源数.选取其中任一独立源,将其它独立源全部置零,即对电压源短路,电流源开路,全部受控源保持不变.用合适的符号重新标注电流和电压变量,并根据该独立源单独作用时的简化电路,求得所需的电路变量

5、.对每一个独立源重复上述步骤2~3.将各独立源单独作用时得到的电路变量进行代数叠加,得到最终结果.5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院11练习5.1例2用叠加定理计算下图所示电路中的ix.(例题5.2pp.112)5.1线性和叠加性叠加定理是独立源的叠加,受控源不能用于叠加定理2021/9/21天津大学电信学院12练习5.1练习2用叠加定理计算下图所示电路中的独立电流源和受控电流源两端的电压.(练习5.2pp.113)5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院135、说明叠加定理是电路分析中的一个基本工

6、具,其目的在于将复杂激励问题简化为多个单一激励问题.适用情况:电路中含有多个独立源或激励信号较复杂的情况f(t)=2cos(10t)+5sin(2t)+10f1(t)=2cos(10t),f2(t)=5sin(2t),f3(t)=10在运用叠加定理时,受控源始终保留在电路中.叠加原理的局限性:仅适用于线性响应,非线性响应(功率)不满足叠加原理,一般不能用叠加定理求解需先求得不同独立源单独作用时得到的所有电流分量和电压分量,进而求总的电流和电压,并根据总电流和总电压计算功率.优点:降低了电路结构的复杂度缺点:需求解多个电路问题.

7、5.1线性和叠加性2021/9/21天津大学电信学院145.2单口网络的等效电路单口网络:由电路元件组成,对外只有两个端钮的网络,称为二端网络或单口网络.1、单口网络2、单口网络的等效电路等效:如果一个单口网络N和另一个单口网络N的VCR完全相同,则称这两个单口网络等效.求解单口网络等效电路的方法:方法1:等效变换,适用于不含受控源的简单电路.方法2:戴维南定理/诺顿定理,适用于一般电路.2021/9/21天津大学电信学院155.2单口网络的等效电路3、常用的等效变换(1)两电阻串联(2)两电阻并联(3)两电压源串联(4)两电

8、压源并联只有两个大小相等,极性一致的两电压源才允许并联,等效电路为其中任一电压源.(5)两电流源并联(6)两电流源串联只有两个大小相等,方向一致的两电流源才允许串联,等效电路为其中任一电流源.(7)电压源与电流源并联(8)电压源与电阻并联等效电路为电压源本身(9