疊加定理
疊加性是線性電路的基本性質(zhì),疊加定理是反映線性電路特性的重要的定理,是線性網(wǎng)絡(luò)電路分析中普遍適用的重要原理,在電路理論上占有重要的地位。
在含有多個激勵源的線性電路中,任一支路的電流(或電壓)等于各理想激勵源單獨作用在該電路時,在該支路中產(chǎn)生的電流(或兩點間產(chǎn)生的電壓)的代數(shù)之和。
應(yīng)用疊加定理求解電路的步驟如下:
(1)將含有多個電源的電路,分解成若干個僅含有單個電源的分電路。并給出每個分電路的電流或電壓的參考方向。在考慮某一電源作用時,其余的理想電源應(yīng)置為零,即理想電壓源短路;理想電流源開路。
(2)對每一個分電路進(jìn)行計算,求出各相應(yīng)支路的分電流、分電壓。
(3)將求出的分電路中的電壓、電流進(jìn)行疊加,求出原電路中的支路電流、電壓。
有受控源時,受控源保留,電流一致則相加,否則相減。
互易定理
戴維南定理
戴維南定理指出:對于任意一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò),如下圖(a),可用一個電壓源及其內(nèi)阻rs的串聯(lián)組合來代替,如下圖(b)所示。電壓源的電壓為該網(wǎng)絡(luò)n的開路電壓uoc,見下圖(c);內(nèi)阻rs等于該網(wǎng)絡(luò)n中所有理想電源為零時,從網(wǎng)絡(luò)兩端看進(jìn)去的電阻,見下圖(d)。
網(wǎng)絡(luò)n的開路電壓uoc的計算方法可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)n 的實際情況,適當(dāng)?shù)剡x用所學(xué)的電阻性網(wǎng)絡(luò)分析的方法及電源等效變換,疊加原理等進(jìn)行內(nèi)阻rs的計算,除了可用無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換方法求出其等效電阻,還可以采用以下兩種方法:
(1)開路 / 短路法
先分別求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uoc和 短路電流isc,如上圖 (a)、(b)所示,再根據(jù)戴維南等效電路求出入端電阻,如上圖 (c)所示 rs=uoc/isc
(2)外加電源法
令網(wǎng)絡(luò)n中所有理想電源為零,在所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)兩端之間外加一個電壓源us(或is)如左圖(a),求出電壓源提供的電流is(或電流源兩端的電壓us),再根據(jù)左圖(b)求出入端電阻:rs=us/is
例 用戴維南定理求下圖(a)所示電路中的電流 i。
解: (1)將待求支路電阻r作為負(fù)載斷開,電路的 剩余部分構(gòu)成有源二端網(wǎng)絡(luò),如圖(b)所示。
(2)求解網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uoc。該例用疊加定理求解較簡便,電源單獨作用時的電路如圖 (c)、(d)所示。
得開路電壓 us=uoc=u/oc+u//oc=2.667+10.667=13.334v
(3)求等效電壓源內(nèi)阻rs。將圖(b)電路中的電壓源短路、電流源開路,得到如圖二(a)所示無源二端網(wǎng)絡(luò),其等效電阻為
rs=r1*r2/(r1+r2)=4*8/(4+8)=2.667
畫出戴維南等效電路,接入負(fù)載r支路,如下圖(b)所示,求得
i=us/(rs+r)=13.334/(2.667+4)=2a
圖b
諾頓定理
線性含源當(dāng)口網(wǎng)絡(luò)n,就其端口來看,可以等效為一個電流源并聯(lián)電阻組合(圖a)。電流源的電流等于該網(wǎng)絡(luò)n的短路電流isc;并聯(lián)電阻ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源為零值時所得網(wǎng)絡(luò)no的等效電阻r(圖b)。
圖a
圖b