电路与模拟电子技术原理 教学课件 作者 胡世昌 第2章3线性.ppt

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1、电路与模拟电子技术原理第二章线性电阻电路16:19:571第2章线性电阻电路2.1等效变换法2.2网络方程法2.3线性系统法16:19:5722.3线性系统法从功能角度看电路，把电路看成实现激励和响应之间变换关系的系统。一个复杂的系统又可以分解为多个子系统，子系统与子系统之间通过信号相互关联。16:19:5732.3线性系统法2.3.1线性电阻电路叠加定理2.3.2戴维南与诺顿定理2.3.2最大功率传输定理16:19:5742.3.1线性电阻电路叠加定理叠加定理指出，在含有多个独立电源的线性电

2、阻电路中，任何一条支路上的电压（或电流）等于各个独立电源单独作用时在此支路上所产生的电压（电流）之和。想要得到某个独立源单独作用时的响应，就必须保留该独立源，而将其他独立源置零（独立电压源“短路”；独立电流源“开路”）。在得到了所有单个独立源的响应之后，再将每个单独的响应代数相加，从而得到总的响应。16:19:575电阻电路叠加定理举例【例2-12】设图2-28（a）中R1＝6Ω，R2＝4Ω，R3＝9Ω，电压源US＝3V，电流源IS＝2A，求电流I的值和电阻R3上的功率。16:19:576电阻电

3、路叠加定理举例（续）【解】根据叠加定理，使3V电压源和2A电流源分别单独作用，总的电流就等于各个电源单独作用的代数和。3V电压源单独作用时，可得到如图2-28（b）所示的电路，按照串联电阻等于每个电阻之和的规律，可计算电流I'16:19:577电阻电路叠加定理举例（续）2A电流源单独作用时，可得到如图2-28（c）所示的电路，按照并联电阻分流公式，可计算电流I"使用叠加定理I＝I'＋I"＝0.2＋0.8＝1(A)16:19:578电阻电路叠加定理举例（续）【例2-13】设图2-29中R1＝6Ω，

4、R2＝3Ω，R3＝1Ω，电压源US1＝6V，US2＝12V，电流源IS1＝3A，IS2＝2A，求电流I和电压Uab的值。16:19:579电阻电路叠加定理举例（续）【分析】图2-29中有四个独立电源，如果分别计算US1、US2、IS1、IS2单独作用时所产生的响应分量，再做叠加，工作量太大，反而不如不用叠加定理。叠加定理的本质是告诉我们——每个独立源产生的彼此独立的响应可以叠加。每个独立源的响应分量彼此独立叠加定理也可以这样应用——全部独立源在任何时刻任何一点所产生的总的响应等于每部分独立

5、源所产生的响应分量的代数和。16:19:5710电阻电路叠加定理举例（续）图2-29可以分解为两个独立的电路16:19:5711电阻电路叠加定理举例（续）【解】根据叠加定理，图2-29电路中四个电源共同作用的响应，等于电流源IS1单独作用的响应，与电流源IS1不作用而其余三个电源共同作用的响应，这两个响应分量的代数和。于是得到图2-30中的两个电路。16:19:5712电阻电路叠加定理举例（续）图2-30(a)电路中，各元件之间关系是R1、R2并联之后再与R3串联，按照串并联公式即可计算电流源I

6、S1单独作用时产生响应分量16:19:5713电阻电路叠加定理举例（续）图2-30(b)电路中，左、右回路彼此独立，计算I的分量I”无需考虑右回路，所以最后，把两部分响应分量叠加，得到总的响应16:19:57142.3线性系统法2.3.1线性电阻电路叠加定理2.3.2戴维南与诺顿定理2.3.2最大功率传输定理16:19:57152.3.2戴维南与诺顿定理戴维南定理：任何线性含源二端电阻网络N，均可等效为一个理想电压源uoc与电阻R0的串联；其中uoc是网络N的开路电压，R0是网络N中的全部独立电

7、源都置零后的等效电阻。线性网络N与外部电路的耦合关系只能通过二端网络N的两个端点上的电压和电流来实现。戴维南定理也叫做有源二端网络定理。16:19:57161．戴维南定理（等效电压源定理）戴维南定理表述为：任何线性含源二端网络都可以等效成一个实际电压源。16:19:5717戴维南等效电路戴维南等效电路中独立电压源的极性，要确保将戴维南等效电路开路时所得到的开路电压，与原网络的开路电压同极性16:19:5718戴维南定理的证明【例2-14】根据叠加定理和替代定理证明戴维南定理线性含源二端电阻网络N

8、与负载网络相连。设两个网络连接端口的电压为u，电流为i，根据替代定理，可以用理想电流源iS=i替代负载网络，从而得到如图2-32(b)所示的电路，这一替代不会影响网络N中的电压和电流，我们用替代后的电路2-32(b)来计算网络N端口上的电压u和电流i之间的关系。16:19:5719戴维南定理的证明（续）电路2-32(b)中，只包含网络N中的线性电阻元件、网络N中的线性受控源、网络N中的独立源，以及网络N外部的独立电流源iS。它是一个线性电路，可以使用叠加定理16:19:5720戴维南定理的证明（