通信、电信电路分析ppt第四章1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第4,章,章电,路,路,定,定,理,理,(,CircuitTheorems,),4.1,叠,叠,加,加,定,定,理,理,(,SuperpositionTheorem,),4.2,戴,戴,维,维,宁,宁,定,定,理,理,和,和,诺,诺,顿,顿,定,定,理,理,(,Thevenin,-,NortonTheorem,),重,点,点:,掌,握,握,各,各,定,定,理,理,的,的,内,内,容,容,、,、,适,适,用,用,范,范,围,围,及,及,如,如,何,何,应,应,用,用,。,。,定义,在线性电路,中,中，任一支,路,路的电流(,或,或电压)可,以,以看成是电,路,路中每一个,独,独立电源单,独,独作用于电,路,路时，在该,支,支路产生的,电,电流(或电,压,压)的代数,和,和。,一、叠加,定,定理,(,Superposition Theorem,),定理的证明,（,（,例证）,G,1,i,s1,G,2,u,s2,G,3,u,s3,i,2,i,3,+,+,1,用结点法：,(G,2,+G,3,),u,n1,=,G,2,u,s2,+,G,3,u,s3,+,i,S1,R,1,i,s1,R,2,u,s2,R,3,u,s3,i,2,i,3,+,+,1,或表示为：,支路电流为,：,：,结点电压和,支,支路电流均,为,为各电源的,一,一次函数，,均,可看成各独,立,立电源单独,作,作用时，产,生,生的响应之,叠,叠加。,结论,几点说明,叠加定理只,适,适用于线性,电,电路,。,一个电源作,用,用，其余电,源,源为零,电压源为零,短路,。,电流源为零,开路,。,功率不能叠,加,加(功率为,电,电压和电流,的,的乘积，为,电,电源的二次,函,函数)。,u,i,叠加时要注,意,意各分量的,参,参考方向,。,含受控源(,线,线性)电路,亦,亦可用叠加,，,，但叠加只,适,适用于独立,源,源，受控源,应,应始终保留,。,。,+,u,s2,单独作用,u,s3,单独作用,+,R,1,R,2,u,s2,R,3,+,1,R,1,R,2,u,s3,R,3,+,1,R,1,i,s1,R,2,u,s2,R,3,u,s3,i,2,i,3,+,+,1,三个电源共,同,同作用,R,1,i,s1,R,2,R,3,1,i,s,1,单独作用,=,例1,求电压,U.,8,12V,3A,+,6,3,2,+,U,8,3A,6,3,2,+,U,(2）,8,12V,+,6,3,2,+,U,(1),画出分电路图,12V,电源作用：,3A,电源作用：,解,例2,10V,2A,u,2,3,3,2,求电流源的,电,电压和发出,的,的功率,10V,U,（1）,2,3,3,2,2A,U,（2）,2,3,3,2,画出分电路图,为两个简单,电,电路,10V,电源作用：,2A,电源作用：,例3,u,12V,2A,1,3,A,3,6,6V,计算电压,u。,画出分电路图,1,3A,3,6,u,（1）,12V,2A,1,3,6,6V,u,(2）,i,(2),说明：叠加,方,方式是任意,的,的，可以一,次,次一个独立,源,源单独作用,，,，也可以一,次,次几个独立,源,源同时作用,，,，取决于使,分,分析计算简,便,便。,3A,电流源作用,：,：,其余电源作,用,用：,例4,计算电压,u,电流,i。,画出分电路图,u,（1）,10V,2,i,(1),1,2,i,（1）,u,10V,2,i,1,i,2,5A,u,(2),2,i,(2),1,i,(2),2,5A,受控源始终,保,保留,10V,电源作用：,5A,电源作用：,例5,无源,线性,网络,u,S,i,i,S,封装好的电,路,路如图，已,知,知下列实验,数,数据：,解,根据叠加定,理,理，有：,代入实验数,据,据，得：,研究激励和,响,响应关系的,实,实验方法,齐性原理,（homogeneityproperty),齐性原理：,线性电路中,，,，所有激励(独立源),都,都增大(或,减,减小)同样,的,的倍数，则,电,电路中响应(电压或电,流,流)也增大(或减小),同,同样的倍数,。,。,当激励只有,一,一个时，则,响,响应与激励,成,成正比。,可加性,(additivity property),。,例6.,采用倒推法,：,：设,i,=1A,。,则,求电流,i,。,R,L,=2,R,1,=1,R,2,=1,u,s,=51V,+,2V,2A,+,3V,+,8V,+,21V,+,u,s,=34V,3A,8A,21A,5A,13A,i,R,1,R,1,R,1,R,2,R,L,+,u,s,R,2,R,2,i,=,1A,解,二、替代定,理,理,(,Substitution Theorem,),对于给定的,任,任意一个电,路,路，若某一,支,支路电压为,u,k,、电流为,i,k,，那么这条,支,支路就可以,用,用一个电压,等,等于,u,k,的独立电压,源,源，或者用,一,一个电流等,于,于,i,k,的 独立电,流,流源，或用,一,一,R=u,k,/i,k,的电阻来替,代,代，替代后,电,电路中全部,电,电压和电流,均,均保持原有,值,值(解答唯,一,一)。,i,k,定义,支,路,k,i,k,+,u,k,+,u,k,i,k,+,u,k,R=u,k,/i,k,或,或,A,i,k,+,u,k,支,路,k,A,+,u,k,u,k,u,k,u,k,A,i,k,+,u,k,支,路,k,证毕!,定理的证明,例,求图示电路,的,的支路电压,和,和电流。,i,3,10,5,5,110V,10,i,2,i,1,u,解,替代,i,3,10,5,5,110V,i,2,i,1,60,V,替代以后有,：,：,替代后各支,路,路电压和电,流,流完全不变,。,。,4.3 戴,维,维宁定理和,诺,诺顿定理,(Thevenin-Norton Theorem),工程实际中,，,，常常碰到,只,只需研究某,一,一支路的电,压,压、电流或,功,功率的问题,。,。对所研究,的,的支路来说,，,，电路的其,余,余部分就成,为,为一个有源,二,二端网络，,可,可等效变换,为,为较简单的,含,含源支路(,电,电压源与电,阻,阻串联或电,流,流源与电阻,并,并联支路),使分析,和,和计算简化,。,。戴维宁定,理,理和诺顿定,理,理正是给出,了,了等效含源,支,支路及其计,算,算方法。,1.戴维,宁,宁定理,任何一个线,性,性含源一端,口,口网络，对,外,外电路来说,，,，总可以用,一,一个电压源,和,和电阻的串,联,联组合来等,效,效置换；此,电,电压源的电,压,压等于外电,路,路断开时端,口,口处的开路,电,电压,u,oc,，而电阻等,于,于一端口的,输,输入电阻（,或,或等效电阻,R,eq,）。,A,a,b,i,u,i,a,b,R,eq,U,oc,+,-,u,I,例,U,oc,a,b,+,R,eq,5,15V,-,+,(1)求,开,开路电压,U,oc,(2)求,等,等效电阻,R,eq,10,10,+,20V,+,U,0C,a,b,+,10V,1A,5,2A,+,U,0C,a,b,2.定理的,证,证明,+,a,b,A,i,+,u,N,i,U,oc,+,u,N,a,b,+,R,eq,a,b,A,i,+,u,a,b,A,+,u,a,b,P,i,+,u,R,eq,则,替代,叠加,A中独立源,置,置零,3.定理的,应,应用,(1)开,路,路电压,U,oc,的计算,等效电阻为,将,将一端口网,络,络内部独立,电,电源全部置,零,零(电压源,短路，电流,源,源开路)后,，,，所得无源,一,一端口网络,的,的输入电阻,。,。,常用下列方,法,法计算：,（2）等效,电,电阻的计算,戴维宁等效,电,电路中电压,源,源电压等于,将,将外电路断,开,开时的开,路电压,U,oc,，电压源方,向,向与所求开,路,路电压方向,有,有关。计算,U,oc,的方法视电,路,路形式选择,前,前面学过的,任,任意方法，,使,使易于计,算。,2,3,方法更有一般性。,当网络内部不含有受控源时可采用电阻串并联和,Y,互换的方法计算等效电阻；,1,开路电压，短路电流法。,3,外加电源法（加压求流或加流求压）。,2,a,b,P,i,+,u,R,eq,a,b,P,i,+,u,R,eq,i,SC,U,oc,a,b,+,R,eq,(1)外,电,电路可以是,任,任意的线性,或,或非线性电,路,路，外电路,发,发生改变时,，,，含源一端,口,口网络的等,效,效电路不变(伏-安特,性,性等效)。,(2)当,一,一端口内部,含,含有受控源,时,时，控制电,路,路与受控源,必,必须包含在,被,被化简的同,一,一部分电路,中,中。,注：,例1.,计算,R,x,分别为,1.2,、5.2,时的,I,；,I,R,x,a,b,+,10V,4,6,6,4,解,保留,R,x,支路，将其,余,余一端口网,络,络化为戴维,宁,宁等效电路,：,：,a,b,+,10V,4,6,6,+,U,2,4,+,U,1,I,R,x,I,a,b,U,oc,+,R,x,R,eq,(1)求,开,开路电压,U,oc,=,U,1,+,U,2,=,-,10,4/(4+6)+10 6/(4+6),=,-,4+6=2V,+,U,oc,_,(2)求,等,等效电阻,R,eq,R,eq,=4/6+6/4=4.8,(3),R,x,=1.2,时，,I,=,U,oc,/(,R,eq,+,R,x,)=0.333A,R,x,=5.2,时，,I,=,U,oc,/(,R,eq,+,R,x,)=0.2A,求,U,0,。,3,3,6,I,+,9V,+,U,0,a,b,+,6,I,例2.,U,oc,a,b,+,R,eq,3,U,0,-,+,解,(1),求,求开,路,路电,压,压,U,oc,U,oc,=6,I,+3,I,I,=9/9=1A,U,oc,=9V,+,U,oc,(2),求,求等,效,效电,阻,阻,R,eq,方法1：,加,加压,求,求流,U,0,=6,I,+3,I,=9,I,I,=,I,0,6/(6+3)=(2/3),I,0,U,0,=9,(2/3),I,0,=6,I,0,R,eq,=,U,0,/,I,0,=6,3,6,I,+,U,a,b,+,6,I,I,0,方法2：,开,开路,电,电压,、,、短,路,路电,流,流,(,U,oc,=9V),6,I,1,+3,I,=9,I,=,-,6,I,/3=,-,2,I,I,=0,I,sc,=,I,1,=9/6=1.5A,R,eq,=,U,oc,/,I,sc,=9/1.5=6,3,6,I,+,9V,I,sc,a,b,+,6,I,I,1,独立,源,源置,零,零,独立,源,源保,留,留,求负,载,载,R,L,消耗,的,的功,率,率。,例3.,100,50,+,40V,R,L,a,b,+,50V,I,1,4I,1,50,5,解,(1),求,求开,路,路电,压,压,U,oc,100,50,+,40V,a,b,I,1,4I,1,50,+,U,oc,100,50,+,40V,a,b,I,1,200,I,1,50,+,U,oc,+,(2),求,求等,效,效电,阻,阻,R,eq,用开,路,路电,压,压、,短,短路,电,电流,法,法,I