电路原理教程第2版课件ch4讲稿.ppt
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1、 第四章第四章 电路分析方法之三电路分析方法之三运用网络定理法运用网络定理法引言引言1、网络分析的一般方法、网络分析的一般方法 问题问题(1 1)R不变不变 US=4V,IS=2A,I=2A;US=5V,IS=3A,I=8A;US=-4V,IS=6A,I=?(2 2)电源不变)电源不变 R=5 ,I=4A;R=8 ,I=?R=2 ,I=5A;2 2、本章内容:替代定理;叠加定理;戴维南、本章内容:替代定理;叠加定理;戴维南-诺顿等效网络诺顿等效网络定理;最大功率传输定理;特勒根定理;互易定理定理;最大功率传输定理;特勒根定理;互易定理3 3、这些定理的共同前提、这些定理的共同前提具有唯一解的网
2、络具有唯一解的网络对线性电阻性网络,要求对线性电阻性网络,要求detRl 0,detGn 0等等us+-ISNRIR无源线性无源线性电阻网络电阻网络4-1 4-1 替代定理替代定理4-1-1 4-1-1 例子与定理例子与定理i1-5v4v+i20.5 13+-+-i30.2 u-5v3v+i2i10.5 13+-+-i3u10u=10+20,u=3Vi1=2(5-3)=4Ai2=3 3=9Ai3=5 (3-4)=-5A u=3Vi1=2(5-3)=4Ai2=3 3=9Ai3=4-9=-5A-5v+i2i10.5 13+-i3u-5A5u=10+5,u=3Vi1=2(5-3)=4Ai2=3 3=
3、9Ai3=-5A+-Nukik+-Nukik4-1-2 4-1-2 证明证明4-1-3 4-1-3 备注备注1 1、关于、关于“唯一解唯一解”的前提的前提-i+5V 5有有唯一解唯一解-i+5V-+5V无无唯一解唯一解-i+5V有有唯一解唯一解1A唯一解唯一解唯一解唯一解4-1-1 4-1-1 例子与定理例子与定理+-任意网络任意网络 Nuk无耦合无耦合ik唯一解唯一解2 2、定理的适用范围、定理的适用范围3 3、定理的应用、定理的应用(1 1)某一支路的电压或电流为已知时)某一支路的电压或电流为已知时(2 2)电路中某一支路的电阻元件参数改变,欲求其对另外)电路中某一支路的电阻元件参数改变,
4、欲求其对另外 支路的影响,用电压源或电流源代替该支路,往往有支路的影响,用电压源或电流源代替该支路,往往有 助于问题的解决助于问题的解决(3 3)其它网络定理的证明)其它网络定理的证明4-2 4-2 叠加定理叠加定理叠加性的数学表示式:设有函数叠加性的数学表示式:设有函数y=f(x),且),且y1=f(x1););y2=f(x2)当当x=k1x1+k2x2时,有时,有y=f(kx1+k2x2)=ky1+k2y2 (叠加性)(叠加性)当当x=x1+x2时,有时,有y=f(x1+x2)=y1+y2 (可加性)(可加性)当当x=k1x1时,有时,有y=f(k1x1)=k1y1 (齐次性)(齐次性)4
5、-2-1 4-2-1 例子与定理例子与定理i1-10v+i22 +-i3u320A(1/2)+(1/3)u=25 u=30Vi1=(10 u)/2=10Ai2=u/3=10Ai3=20AP2=ui2=300W(1/2)+(1/3)u =20u=24Vi 1=24/2=12Ai 2=24/3=8Ai 3=20AP 2=u i 2=192W-+2 320Ai 1 i 2 i 3 u-10v+2 +-3u i 2i 3i 1u=3 2=6V=0i 3u=12WP 2=i 2=10/5=2Ai 1=i 22A两电源同时作用两电源同时作用电压源单独作用电压源单独作用 电流源单独作用电流源单独作用ui1i
6、2i3p230V10A10A20A300W6V24V12A2A2A8A020A12W192W4-2-1 4-2-1 例子与定理例子与定理u=u+u i1=i 1+i 1 i2=i 2+i 2 i3=i 3+i 3 P2 P 2+P 22 2、关于电源分别作用(单独,分组)、关于电源分别作用(单独,分组)3 3、对暂不参与电路作用的电源的处理、对暂不参与电路作用的电源的处理4-2-4-2-2 2 备注备注电压源电压置零电压源电压置零电流源电流置零电流源电流置零短路短路断路断路4 4、定理适用范围、定理适用范围1 1、叠加定理的一般表达式、叠加定理的一般表达式4-2-4-2-2 2 备注备注5 5
7、、叠加一般是对独立电源而言(但对受控源也适用)、叠加一般是对独立电源而言(但对受控源也适用)6 6、计算电源共同作用下的电压或电流时,必须注意它们与、计算电源共同作用下的电压或电流时,必须注意它们与 电源分别作用时电压或电流参考方向的关系电源分别作用时电压或电流参考方向的关系7 7、一般情况下,功率不满足叠加性、一般情况下,功率不满足叠加性us+-R1R2R3iSi3 i3us+-R1R2R3i 3 i 3R1R2R3iSi 3 i 38 8、关于定理的应用、关于定理的应用 US=4V,IS=2A,I=2A;US=5V,IS=3A,I=8A;US=4V,IS=6A,I=?us+-ISNRIR无
8、源线性无源线性电阻网络电阻网络例例1 1I=k1US+k2IS4-2 4-2 叠加定理叠加定理4-2-4-2-2 2 备注备注2=4k1+2k28=5k13k2I=USIS=4 6=10Ak1=1k2=1例例2 2 已知已知i1=5A,i2=2A,若将电阻若将电阻R R3 3沿虚线钳沿虚线钳 断,求钳断后的断,求钳断后的i1。i1i2R1R1R2R3R3R2us+-7 7、关于定理的应用、关于定理的应用4-2 4-2 叠加定理叠加定理4-2-4-2-222222 备注备注i1i2R1R1R2R3R3R2us+-us+-i3=0i1 R1R1R2R3R3R2us+-i2+R1R1R2R3R3R2
9、us+-i1 i2 i1=i1+i1 i1=52=3A例例3 3 求图示电路中的电流求图示电路中的电流I Ix x。3v5A1 2 2 2 4v3AI IX X+-3v1 2 2 2 4vI IX X+-5A1 2 2 2 3AI IX X+IX=IX+IX=1 4=3A8 8、关于定理的应用、关于定理的应用4-2 4-2 叠加定理叠加定理4-2-4-2-2 2 备注备注9 9、电路中的线性关系、电路中的线性关系(两支路的电压、电流为线性关系)两支路的电压、电流为线性关系)unRn-in含源含源线性线性网络网络+imRm+-umun-含源含源线性线性网络网络+imRm+-um-含源含源线性线性
10、网络网络+Rm4-2 4-2 叠加定理叠加定理4-2-4-2-2 2 备注备注um=um+um=um+a1unim=im+im=im+a2unun-无无源源线性线性网络网络+Rm+-um im um im+先用替代定理,再用叠加定理先用替代定理,再用叠加定理y=kx+by=kx+b例例 图示电路中的开关断开时,图示电路中的开关断开时,I I1 1=2A,I=2A,I2 2=6A=6A,当开关合上,当开关合上 时,时,I I1 1=3A,I=3A,I2 2=7A=7A。问当合上。问当合上K K,调节,调节R R3 3,使,使I I2 2=5A=5A时,时,I I1 1=?解解 由电路中的线性关系
11、由电路中的线性关系I I1 1=a+kI=a+kI2 2 ,根据已知条件,有,根据已知条件,有 2=a+6b 2=a+6b 3=a+7b 3=a+7b 解之,得 a=-4,b=1 则当I2=5A时,I1=-4+1*5=1A-in含源含源线性线性网络网络+imRmumum=um+um=um+b1inim=im+im=im+b2inum=um+um=um+a1unim=im+im=im+a2un例例 +abN0US1US2ISUab=k1IS+k2US1+k3US20.5Uab=k1IS k2US1+k3US20.3Uab=k1IS+k2US1 k3US2k1IS=0.4Uabk2US1=0.65
12、Uabk3US2=0.75UabUab k1IS+k2US1+k3US2=1.8UabI=1+651 511+-3 2 1 1VI 3 2 1 I IS=+I=11+65IS 511IS=I=I+I=5115IS11=0IS=1A+-3 2 1 1VIIS例例 若若I=0I=0,求,求I Is s。例例 用叠加定理求图示电路中的电流用叠加定理求图示电路中的电流I I。解解 第一种方法:将受控源视为电阻。第一种方法:将受控源视为电阻。第二种方法:将受控源视为独立电源。第二种方法:将受控源视为独立电源。4-3 4-3 戴维南戴维南-诺顿等效网络定理诺顿等效网络定理 简单情况的回顾与问题简单情况的回
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