电工电子技术基础知识点详解4-1-叠加原理
电工基础—叠加定理
4. 叠加时,应注意电源单独作用时电路各处电压、 电流的参考方向与各电源共同作用时的参考方向 是否一致。
本讲小结
叠加定理
定理内容 叠加定理的应用 注意事项
线性电路 不作用电源处理 列方程,叠加
谢谢聆听
叠加定理
简单电路,可以通过电阻串、并联 特性及欧姆定律对其进行求解。
如图所示的电路,R1、R2、R3之 间既不是串联,也不是并联,不能用电 阻的串、并联对其进行简化,这种电路 成为复杂电路。
求解复杂电路除了运用欧姆定律之 外,还需要新的方法——叠加定理。
目 录
CONTENTS
01 定理内容 02 叠加定理的应用 03 注意事项
US2单独作用
R1 R3 -
+ Us1
R2
-
UsI2s +
US1单独作用
叠加定理的应用
应用
R1 R3 -
Is Us1 +
R2
-
Us2
+
US2单独作用
I U S2
R 1 11 0.5A
R 2R R 11 R R 33R 1R 3
2
应用
R1 R3 -
Us1
+
R2
-
UsI2s
+
叠加定理的应用
US1单独作用
R2
R3
+
_U2
B
U2单独作用
定理内容
概念
I1 A I2
R1
I3
R2
+
R3
+
_ U1
_U2
I1′ A I2′
R1
I3′
R2
+
R3
4-1电路定理-叠加定律
第四章电路定理1讲授板书1、了解叠加定理的概念,适用条件;2、熟练掌握应用叠加定理分析电路。
叠加定理的应用各电路定理应用的条件、电路定理应用中受控源的处理1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课70分钟1)叠加定理45 2)齐性原理25 2. 复习旧课5分钟网孔分析法和回路分析法4.巩固新课5分钟5.布置作业5分钟一、学时:2二、班级:06电气工程(本)/06数控技术(本)三、教学内容:[讲授新课]:第四章电路定理1 叠加定理1.叠加定理的内容叠加定理表述为:在线性电路中,任一支路的电流(或电压)都可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和。
2.定理的证明图 4.1图4.1所示电路应用结点法:解得结点电位:支路电流为:以上各式表明:结点电压和各支路电流均为各独立电源的一次函数,均可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加,即表示为:式中a1,a2,a3,b1,b2,b3和c1,c2,c3是与电路结构和电路参数有关的系数。
3.应用叠加定理要注意的问题1) 叠加定理只适用于线性电路。
这是因为线性电路中的电压和电流都与激励(独立源)呈一次函数关系。
2) 当一个独立电源单独作用时,其余独立电源都等于零(理想电压源短路,理想电流源开路)。
如图4.2所示。
=三个电源共同作用i s1单独作用+ +u s2单独作用u s3单独作用图 4.23) 功率不能用叠加定理计算(因为功率为电压和电流的乘积,不是独立电源的一次函数)。
4) 应用叠加定理求电压和电流是代数量的叠加,要特别注意各代数量的符号。
即注意在各电源单独作用时计算的电压、电流参考方向是否一致,一致时相加,反之相减。
5) 含受控源(线性)的电路,在使用叠加定理时,受控源不要单独作用,而应把受控源作为一般元件始终保留在电路中,这是因为受控电压源的电压和受控电流源的电流受电路的结构和各元件的参数所约束。
6) 叠加的方式是任意的,可以一次使一个独立源单独作用,也可以一次使几个独立源同时作用,方式的选择取决于分析问题的方便。
低压电工实用技术:项目四拓展知识
E I
R0 +R
等效电源 等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U0 ,即将负载断开后a,b两端
之间的电压。等效电源的内阻 R0 等于有源二端网络中所有电源均除去(将各个理
想电压源短路,即其电动势为零;将各个理想电流源开路,即其电流为零)后所 得到的无源网络a,b两端之间的等效电阻。这就是戴维宁定理。
IL
I
' L
I
'' L
0.5 0.3
0.2A
[拓展知识]
二、戴维宁定理
任何具有两个端点与外电路相连接的网络,不管其内部结构如何,都称为二端网 络。根据二端网络内部是否含有电源又分为有源二端网络和无源二端网络。
无源二端网络
有源二端网络
[拓展知识]
所谓有源二端网络,就是具有两个出线端的部分电路,其中含有电源。不论有源 二端网络的简繁程度如何,它对所要计算的这个支路而言,相当于一个电源,因 此,任何一个线性有源二端网络,对其外部电路而言,都可用一个电动势为 E的
I
'' 2
=
9.38
7.08
2.3mA
I3
I
' 3
பைடு நூலகம்
I3'' =4.78+2.39
7.17mA
[拓展知识]
【例4-9】求电路中的电流 I L 。 解:(1)当电流源单独作用时电压源视为短路:
I
' L
5 1 55
0.5A
(2)当电压源单独作用时电流源视为开路:
I
'' L
3 55
0.3A
最新第四章节-电路定理教学讲义PPT课件
U
K = Us / U
UL= K IL RL
四、可加性 (additivity property)
us1
R
r1
例7
us2
R
r2
us1
r1+ r2
us2 R
k1 us1 R k1 r1 例8
k2 us2 R k2 r2
例9
us1 us2
R
r
线性
k1 us1
k1 r1+ k2 r2
k2 us2 R
k us1 k us2 R
一端口网络,对外电路来说,可以用一个独立电压源Uoc 和电阻Req的串联组合来等效替代;其中电压Uoc等于端 口开路电压,电阻Req等于端口中所有独立电源置零后端 口的等效电阻(输入电阻)。
例1 解:
求:I及9Ω电 阻上的功率?
+
I 3 0.2(A) 96
I 6 20.8(A) 69
P 9 0.2290.3(W 6) P 9 0.8295.7(W 6)
III1(A )
P9I2R9(W)
6
例2
求图中电压u。
+ 10V
解: (1) 10V电压源单独作用,
4A电流源开路 6
+10 I1''–
+
+
4 U1" Us'' 4A
–
–
I1
10 64
1A
Us'= -10 I1'+U1’= -10 I1'+4I1' = -101+41= -6V
I14 4641.6A U1446649.6V
最新高校电子电气工程课程第四章《叠加定理与替代定理》
(2)为了求i, 将N1、N2分别等效如图(b)
i
(
14 3
2 3
)
/(
34 3
2 3
)
1 3
A
u
2 3
2 3
i
8 9
v
+ 1V -
a
10 i1
2
0.5A
4
1/3A
N1
b 图(c)
i1 2 4
1/6A
图(d)
(3) 为求i1,将N2用1/3A电流源替代(图(c) 、(d)) 得 i1=1/9A (分流)
4-1 叠加定理
一、叠加定理:
在线性电路中,任一支路电流(或电压)都是电路 中各个独立电源单独作用时,在该支路产生的电流 (或电压)的叠加。 单独作用:一个电源作用,其余电源不作用(值为零)
独立电源
电压源(us=0) 短路
+
不作用 (值为零)
电流源 (is=0) 开路
–uS
is
i1 R1
+
+ u1 – i2
US ' 10I1 'U1 '
US" 10I1"U1"
I1' 6
+ 10 I1'–
+
10V –
+
+
4 U1'
Us'
–
-
I1'' 6
+ 10 I1''–
+
+ 4A
4 U1" Us''
4-1电路定理
第四章 电路定理§4-1 叠加定理叠加定理是线性电路的一个重要定理。
在介绍它之前,先看一个例题的分析。
)(211I I R U S ab +=22112111111S S S U R R I R R R R I R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-+=221112121S S U R R R I R R R R +++= (2) (2)I S1单独激励I S1单独激励(U S2置零)的电路如图(b )所示,图中响应加上标(1),图(c)221)2(21S U R R I+= (5) b2211)2(S abU R R R U+= (6)将(1)式与(3)、(5)式比较,(2)式与(4)、(6)式比较后,得 )2(2)1(22I I I +=)2()1(ab ab ab U U U +=该两式得到的关系,即是下面叠加定理所要给出的陈述。
一、叠加定理在由几个独立电源激励的线性电路中,任一支路电流,等于各个独立电源单独激励时,在该支路中所产生的电流之代数和;任意两点间的电压,等于各个独立电源单独激励时,在该两点之间所产生的电压之代数和。
二、应用叠加定理应注意的几个问题1. 叠加定理只适用于线性电路(电路可以是定常的,也可以是时变的)。
2. 独立电源单独激励时,受控电源要保留,不作用的电压源代之以短接,不作用的电流源代之以开路。
电路中所有电阻都不予变动。
3. 在用叠加法计算电路时,都要画出相应的电路图,并标出参考方向。
4. 电流、电压叠加注意参考方向。
5. 各元件上的功率不能叠加,必须用合成电流、电压计算。
三、叠加原理的应用在线性电路分析中,叠加定理有着非常广泛的应用,如1. 对某一类电路,应用叠加定理后,可以避免求解联立方程组,从而简化了电路的分析。
图(b)图(c)解:按叠加定理,作图(b)、(c)(注意:保留受控源)III谭永霞老师《电路分析》讲义图(b)I333( !)10I(1) 10I(2)联解方程,得 ⎪⎪⎪⎩⎨-==ab ab ab ab U U U U 4.02)3()2( ∴ ab ab abababU U UUU8.1)4.0(25.123.1)3()2()1(=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=-+四、齐性定理──线性电路中,当所有激励(电压源和电流源)都增大或缩小K 倍(K 为实常数),响应(电流和电压)也将增大或缩小K 倍。
电路定理-叠加定理与替代定理
(5 (5
10) 10)
10 10
A
i1
+ 5 110V
+ i2 5 i3 u 10 10
10A
i2 3i1 / 5 6A
i3 2i1 / 5 4A
u 10i2 60V
替代以后有
--
替
5 代 5
i1 +
+ i2
i3
i1 (110 60) / 5A 10A
i3 60 /15 4A
第四章 电路定理
本章重点
4-1 叠加定理 4-2 替代定理 4-3 戴维宁定理和诺顿定理 4-4 最大功率传输定理 *4-5 特勒根定理 *4-6 互易定理 *4-7 对偶原理
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重点:
熟练掌握各定理的内容、适用范围 及如何应用。
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4-1 叠加定理
1. 叠加定理在线性电路中,任一支路的电流(或
注意
①替代定理既适用于线性电路,也适用于非线 性电路。
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注意
②替代后电路必须有唯一解。
无电压源回路; 无电流源结点(含广义结点)。
2.5A
?
+ 2 + 1A +
10V 5V
5V5
-
- ?1.5A -
③替代后其余支路及参数不能改变。
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3. 替代定理的应用
例2-2
若使
Ix
2
3
G2
G3
+
+
uS2
–
uS2单独作用
G1
i(3) 2
i(3)
3 G3
G2 +
uS–3
uS3单独作用
返回 上页 下页
③功率不能叠加(功率为电压和电流的乘积,为 电源的二次函数)。
电工学叠加原理
电工学叠加原理电工学叠加原理是电路分析中非常重要的一个原理,它在分析复杂电路时起到了至关重要的作用。
叠加原理的基本思想是,在一个线性电路中,各个独立电压源或电流源产生的电压或电流的影响是可以分别计算的,然后再将它们叠加在一起得到最终结果。
这一原理简化了电路分析的复杂度,使得我们可以通过分解和叠加的方式更容易地理解和分析电路的行为。
在实际应用中,叠加原理可以帮助我们快速而准确地分析各种复杂电路。
无论是直流电路还是交流电路,都可以通过叠加原理进行分析。
在直流电路中,我们可以分别计算各个电压源或电流源产生的电压或电流,然后将它们叠加在一起得到最终结果。
而在交流电路中,叠加原理同样适用,我们可以将各个交流信号分别分析,然后将它们叠加在一起得到最终的响应。
叠加原理的应用不仅局限于电路分析,它还可以应用于信号处理、控制系统等领域。
在信号处理中,我们可以将不同频率的信号分别处理,然后将它们叠加在一起得到最终的输出信号。
在控制系统中,叠加原理可以帮助我们分析系统的稳定性和响应特性。
叠加原理的核心思想是分解和叠加,通过将复杂的电路或系统分解为简单的部分,然后将它们叠加在一起得到最终结果。
这种思想在工程领域有着广泛的应用,它不仅可以帮助我们更好地理解和分析问题,还可以指导我们设计和优化系统。
总的来说,电工学叠加原理是电路分析中非常重要的一个原理,它通过分解和叠加的方式简化了复杂电路的分析,帮助我们更好地理解和应用电路理论。
叠加原理的应用不仅局限于电路分析,还可以扩展到信号处理、控制系统等领域,为工程实践提供了重要的指导。
通过深入理解和应用叠加原理,我们可以更好地解决工程实践中的问题,提高工程设计的质量和效率。
电工电子学 4.叠加定理
P = (–32.5)2 W = 221.25 W 5
若用叠加定理计算功率将有
P
(37.5)2 5
52 5
W
286.25
W
用叠加定理计算功 率是错误的。想一 想,为什么?
电工电子学
叠加定理
电工电子学 3、应用叠加定理的注意事项:
1. 叠加定理只适用于线性电路。
叠加定理
2. 叠加时只将电源分别考虑,电路的结构和参数不变。
[例 2] 求图示电路中 5 电阻的电压 U 及功率 P。
5 +U –
15 10 A
5 + U –
15
2
4
+– 20 V
[解] 先计算 20 V 电压源单独
作用在 5 电阻上所产生的电压 U U 20 5 V 5 V 5 15
2
4
+– 20 V
电流源不作用 应相当于开路
电工电子学
叠加定理
叠加定理
电工电子学 1、叠加定理的表述:
叠加定理
在多个电源共同作用的线性电路中,某一支路的电压(电流)等于每 个电源单独作用, 在该支路上所产生的电压(电流)的代数和。
电 单独压线作变性化用而电:路改考变虑:的。电电路源元保件留都,是不线考性虑元的件电,源元置件零参数不随电流、
线性电+ 阻是置线零性=元件
+
叠加定理
I1
I2
R1
R2
E1 I3 R3 _
I
1
R1
E1 R2 R3 R2 R3
140 20 5 6
56
A 6.16 A
I 2
R3 R2 R3
I1
6 56
电工基础-叠加原理
电工基础-叠加原理在电工学中,叠加原理是非常重要的概念。
它可以用来计算电路中各个电源产生的电压和电流的总和,以及每个电源所产生的贡献。
在实际应用中,很多电路都包含多个电源。
因此,掌握叠加原理可以帮助我们更好地分析并设计这些复杂的电路。
叠加原理的基本原理叠加原理的基本原理是:在电路中,每个电源所产生的电压和电流对于整个电路的总和是相互独立的。
也就是说,如果其中一个电源被去掉不考虑,电路的其他部分并不会受到影响,因为电路中的每个电源只影响由它经过的那一部分。
换句话说,如果我们要计算电路中某一点的电压或电流,可以将其他电源全部视为为0,然后再单独考虑每个电源的影响,最后将它们全部相加。
这样计算出来的结果就是电路中该点的总电压或总电流。
叠加原理的应用范围非常广泛,可以用来计算任何复杂的电路。
以下是一些叠加原理的应用示例。
在电路中,如果有多个电源同时作用于某个元件上,可以使用电压的叠加原理来计算该元件的总电压值。
具体方法如下:1.先将电路中除当前考虑的电源之外的其他电源全部视为为0。
2.计算当前电源在该元件上产生的电压。
3.重复以上步骤,分别考虑每个电源产生的电压。
4.最后将所有电源产生的电压相加即可得到该元件的总电压。
例如,以下电路中有两个电源:一个是12伏特的直流电源,另一个是3伏特的交流电源。
如果要计算R2上的电压,则需要先将12伏特直流电源视为为0,再计算3伏特交流电源在R2上产生的电压。
这样得到的结果就是电路中R2的总电压。
2.计算当前电源从该节点流出(或流入)的电流。
总结。
归纳电工基础ppt课件叠加定理
回顾
怎样用支路电流法的分析复杂直流 电路?
有没有更容易理解,计算更简单 思考 的分析直流电路的方法呢?
..........
2
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
..........
I″ I″1 R1
I 2″ R2
Is
I 3″ R3
-+ U″
R4 I ″4
(c)
7
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
假设E2单独作用时:
..........
5
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
讲授新课
叠加定理的内容图示
E1和E2同时作用时
例题分析
(2) 当电流源单独作用时, 电压源短路, 如图(c)
所示, 则各支路电流为
I
" 1
R3 R1 R3
Is
3 1 0.6 A 23
I
" 2
R4 R2 R4
Is
0.5 1 1 0.5
0.333 A
I"
I
" 1
I
" 2
(0.6
电工叠加原理
电工叠加原理电工叠加原理是电工学中的一个基本概念,它是指在线性电路中,各个电源产生的电流、电压或功率可以分别求出,然后再按照一定的规则进行叠加,得到整个线性电路的电流、电压或功率。
这个原理在电路分析和设计中有着非常重要的作用,能够帮助工程师们更好地理解和分析复杂的电路系统。
首先,我们来看看电工叠加原理的基本概念。
在一个线性电路中,如果有多个电源同时作用于电路中,根据叠加原理,每个电源单独作用时产生的电流、电压或功率可以分别求出。
然后,将这些单独作用的结果按照一定的规则进行叠加,就可以得到整个电路的电流、电压或功率。
这个规则就是叠加原理的核心内容,它在电路分析中起着至关重要的作用。
其次,我们来详细了解一下电工叠加原理的具体应用。
在实际工程中,我们经常会遇到复杂的电路系统,其中可能有多个电源同时作用于电路中。
这时,如果要对整个电路进行分析,直接进行整体分析可能会非常复杂和困难。
而利用叠加原理,我们可以先分别分析每个电源单独作用时产生的电流、电压或功率,然后再将它们按照叠加原理进行叠加,得到整个电路的电流、电压或功率。
这样一来,我们就可以将复杂的整体分析问题转化为简单的单独分析问题,大大简化了分析的过程。
另外,电工叠加原理还可以帮助我们更好地理解电路中各个元件的作用。
在电路中,各个元件的作用是相互影响的,它们之间的相互作用关系非常复杂。
而利用叠加原理,我们可以将电路中的各个元件单独分析,了解它们在不同电源作用下产生的电流、电压或功率,从而更好地理解各个元件的作用和相互影响关系。
这对于电路的设计和优化具有重要意义。
最后,我们需要注意的是,电工叠加原理只适用于线性电路。
在非线性电路中,由于各个电源作用之间会产生相互干扰和相互影响,叠加原理就不再适用。
因此,在实际工程中,我们需要根据电路的具体特点来选择合适的分析方法,不能盲目地应用叠加原理。
总的来说,电工叠加原理是电工学中的一个重要概念,它在电路分析和设计中有着广泛的应用。
电工学叠加原理
电工学叠加原理电工学叠加原理是电路分析中非常重要的概念,它可以帮助我们更好地理解和分析复杂的电路系统。
在电工学中,叠加原理是指在直流电路或交流电路中,可以将各个电源的作用分开考虑,然后分别求出各个电源作用下的电路响应,最后将它们叠加在一起得到总的电路响应。
叠加原理的基本思想是,当一个电路中有多个电源的作用时,可以分别考虑每个电源的作用,将其他电源视为短路或开路,然后求出每个电源作用下的电路响应,最后将它们叠加在一起得到总的电路响应。
这样做的好处是可以简化复杂电路的分析过程,使得我们能够更加清晰地理解电路的工作原理。
叠加原理的应用非常广泛,不仅可以用于分析直流电路,还可以用于分析交流电路。
在实际工程中,我们经常会遇到复杂的电路系统,利用叠加原理可以将复杂的电路分解成简单的部分,然后逐个分析,最后再将它们叠加在一起得到总的电路响应。
这种分解与合成的思想在电路分析中非常有用,可以帮助工程师们更好地理解和设计电路系统。
叠加原理的应用不仅局限于电路分析,还可以用于电路设计和故障诊断。
在电路设计中,我们经常需要分析各种复杂的电路系统,利用叠加原理可以将复杂的电路系统简化成简单的部分,然后逐个设计,最后再将它们叠加在一起得到总的电路设计方案。
在故障诊断中,我们经常需要分析电路中的各种故障,利用叠加原理可以将复杂的故障分解成简单的部分,然后逐个分析,最后再将它们叠加在一起得到总的故障诊断方案。
总之,叠加原理是电工学中非常重要的概念,它可以帮助我们更好地理解和分析复杂的电路系统,简化电路分析过程,提高工程师们的工作效率。
在实际工程中,我们经常会用到叠加原理来分析电路、设计电路和诊断故障,因此掌握叠加原理是非常重要的。
希望通过本文的介绍,读者们能够更加深入地了解叠加原理的基本原理和应用方法,从而在工程实践中更好地应用叠加原理解决实际问题。
电工叠加原理
电工叠加原理
电工叠加原理是电路分析中常用的一种方法,它基于线性电路的特性。
根据叠加原理,当一个多源电路中只有一个独立源激励时,可以将其他独立源视为零,分别计算每个源对电路的响应,然后将每个响应相加得到整个电路的响应。
首先,我们需要将每个独立源对电路的响应进行计算。
我们可以把每个源分别激励电路,扫描每个支路的电压和电流,得到每个源对电路的响应。
这样,我们就可以得到只有一个独立源激励时,每个支路上电压和电流的大小。
接下来,我们需要将每个源的响应相加得到整个电路的响应。
由于线性电路的特性,每个源的电压和电流可以简单地进行相加。
这样,我们就得到了整个电路在多个独立源作用下的响应。
需要注意的是,为了使用叠加原理,电路必须满足线性条件。
也就是说,电路中的元件(如电阻、电容、电感等)的电压和电流之间必须满足线性方程。
如果电路中存在非线性元件(如二极管、三极管等),则不能使用叠加原理进行分析。
叠加原理在电路分析中非常有用,可以简化复杂的多源电路的分析过程。
它可以帮助电工工程师更容易地理解电路的行为,并计算出电路中各个支路的电压和电流。
电工叠加原理
电工叠加原理电工叠加原理是电工学中的一个重要概念,它在电路分析和设计中起着至关重要的作用。
通过电工叠加原理,我们可以更好地理解复杂电路中各个部分的作用和相互影响,从而更好地进行电路设计和故障分析。
本文将对电工叠加原理进行详细介绍,希望能够帮助读者更好地理解和应用这一概念。
首先,我们需要了解电工叠加原理的基本概念。
电工叠加原理是指在一个线性电路中,各个电压源或电流源的作用效果是可以分开计算的,然后再将它们的效果叠加在一起得到最终的结果。
这意味着在分析电路时,我们可以将各个电压源或电流源分开考虑,分别计算它们的作用效果,然后将这些效果叠加在一起得到整个电路的最终结果。
这一原理为我们分析复杂电路提供了便利,使得我们可以通过简化的方式来理解和分析电路的行为。
其次,电工叠加原理的应用范围非常广泛。
无论是在直流电路还是交流电路中,电工叠加原理都有着重要的应用价值。
在直流电路中,我们可以通过电工叠加原理来分析电路中各个电压源和电流源的作用效果,从而更好地理解电路的整体行为。
在交流电路中,电工叠加原理同样可以帮助我们分析电路中各个部分的作用,进而进行电路设计和故障分析。
此外,电工叠加原理在电路设计和故障分析中有着重要的作用。
在电路设计中,我们可以通过电工叠加原理来简化复杂电路的分析过程,从而更快地得到设计方案。
在故障分析中,电工叠加原理可以帮助我们更准确地定位电路中的故障点,从而更快地解决问题。
总的来说,电工叠加原理是电工学中的一个重要概念,它为我们理解和分析电路提供了便利。
通过电工叠加原理,我们可以更好地理解复杂电路中各个部分的作用和相互影响,从而更好地进行电路设计和故障分析。
希望本文能够帮助读者更好地理解和应用电工叠加原理,为他们在电工学习和工作中提供帮助。
电工技术基础-叠加原理
你学过叠加原理吗?这是在大学电工学(或电路分析)中的一种解决线性电路的方法。
它是说:当电路中有几个源(可能是电压源或电流源)共同起作用时,可以让其中的一个源单独工
你学过叠加原理吗?这是在大学电工学(或电路分析)中的一种解决线性电路的方法。
它是说:当电路中有几个源(可能是电压源或电流源)共同起作用时,可以让其中的一个源单独工作,其它的源不工作(将不工作的电压源短路,但保留其内阻;不工作的电流源开路,但保留其内阻),求出这一个源工作时在某电阻上产生的电流,记为I1,(在你给出的式中记作K1*u1,u1是说这是第一个电压源);再让第二个源工作,求出这个源工作时产生的电流I2;等等,这样让每一个源工作一次,这些电流相加就是所有的源共同工作时的电流。
这一大段话怎么用式子简单表达出来?不同的书上有各自不同的表达方式
叠加原理;superposition principle
在数学物理中经常出现这样的现象:几种不同原因的综合所产生的效果,等于这些不同原因单独产生效果的累加。
例如,物理中几个外力作用于一个物体上所产生的加速度,等于各个外力单独作用在该物体上所产生的加速度的总和,这个原理称为叠加原理。
叠加原理适用范围非常广泛,数学上线性方程,线性问题
的研究,经常使用叠加原理。
1.如果几个电荷同时存在,它们电场就互相叠加,形成合电场.这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理.
2.点电荷系电场中某点的电势等于各个点电荷单独存在时,在该点产生的电势的代数和,称为电势叠加原理.。
4.1.2叠加定理和齐次定理 - 叠加定理总结——【江苏大学 电路原理】
叠加定理
R1 I1
I2
R2
US rI1
IS
R1 I1
I2
US
R2
rI1
R1 I1 I2 R2
rI1
IS
(a)
(b)
(c)
I1 I2 IS (R1 r )I1 R2 I2 US
(RI11
I2 0 r )I1
R2
I
2
US
(RI11
I2 r ) I1
IS R2
I
2
0
I1
R1
R2 R2
r
IS
R1
1 R2
r
US
I2
R1 r R1 R2
r
IS
R1
பைடு நூலகம்
1 R2
r
US
I1
R1
1 R2
r
US
I
2
R1
1 R2
r
US
I1
R1
R2 R2
r
IS
I2
R1 r R1 R2
r
IS
注:电路中各处电压、电流为独立电源的线性组合,而系数
与独立电源无关,所以I、U 等于K1US+K2IS,其中系数 Ki 由电路
的结构和参数决定。
本节内容结束
叠加定理:在线性电路中,由几个独立电源共同作用产生的 响应等于各个独立电源单独作用时产生相应响应的代数叠加。 注:
1) 叠加作用可以是多个电源分别单个作用,也可以是多个 电源分成几组作用但每个电源只能作用一次;
2) 也可以是一个电源被分成几个子电源作用,但作用总和 应和原电源的值保持一致;
3) 功率不满足叠加定理。
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(c)
E2单独作用
I1
I2
I'1
I'2
+ R1
R2 +
+ R1
R2
E1 I3 R3 E2
=
E1 I'3 R3
–
–
–
I1 I2
R1
R2 +
+
R3 I3 E2
–
(a)
原电路
(b)
E1单独作用
(c)
E2单独作用
E1 单独作用时
I1'
R1
E1 R2 //
R3
R1 R2
R2 R3 R2 R3
R3 R1
R2
R2
R2
+
E –
R1
I2 R3 IS
+ +
+ I2'
US
E –
R1
R3 US'
–
–
I2
+
R1 R3 IS US
–
(a)
(b) E单独作用
(c) IS单独作用
解:由图(c) I2 I2 I2 1A 0.5A 0.5A US US US 5V 2.5V 7.5V
小结
1. 解题方法 (1) 应用叠加定理时,首先把电路分解为每个电源单独作用的电路
(可把电源分组) 。 (2) 对分解后的电路分别求解 。 (3) 叠加求得原电路的电流或电压。 2. 叠加定理是其它许多电路分析方法的基础。
R2
R2
R2
+
E –
R1
I2 R3 IS
+ +
+ I2'
US
E –
R1
R3 US'
–
–
I2
+
R1 R3 IS US
–
(a)
(b) E单独作用
解:由图( b)
将 IS 断开
I 2
E R2 R3
10 A 55
1A
(c) IS单独作用 将 E 短接
US I2 R3 1 5V 5V
例1:电路如图,已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 , R2= R3= 5 ,试用 叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。
E1
E2单独作用时
I1
R3 R1 R3
R2
E2 R1
//
R3
R1 R2
R3 R2 R3
R3 R1
E2
I1
I2
I'1
I'2
+ R1
R2 +
+ R1
R2
E1 I3 R3 E2
=
E1 I'3 R3
–
–
–
I1 I2
R1
R2 +
+
R3 I3 E2
–
(a)
原电路
(b)
E1单独作用
(c)
E2单独作用
I1
(
R1 R2
R2 R3 R2 R3
R3 R1
)E1
(
R1 R2
R3 R2 R3
R3 R1
)E2
同理: I2 I2 I2 I3 I3 I3
用支路电流法证明
注意事项
(1) 叠加定理只适用于线性电路。
(2) 线性电路的电流或电压均可用叠加定理计算,但功率P不能用 叠加定理计算。例:
P1
I
2 1
R2
R2
R2
+
E –
R1
I2 R3 IS
+ +
+ I2'
US
E –
R1
R3 US'
–
–
I2
+
R1 R3 IS US
–
(a)
(b) E单独作用
(c) IS单独作用
解:由图(c)
I2
R3 R2 R3
IS
5 1 0.5A 55
US I2 R2 0.5 5V 2.5V
例1:电路如图,已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 , R2= R3= 5 ,试用 叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。
叠加定理
叠加定理:线性电路的任一条支路的电流,等于电路中各个电 源单独作用时(其余电源置零),在该支路产生的电流的代数和。
I1
I2
I'1
I'2
I1 I2
+ R1
R2 +
+ R1
R2
R1
R2 +
E1 I3 R3 E2
=
E1 I'3 R3
+
R3 I3 E2
–பைடு நூலகம்
–
–
–
(a)
原电路
(b)
E1单独作用 叠加定理
R1
(
I
1
I
1
)
2
R1
I
2
1
R1
I
1
R2 1
(3) 不作用电源的处理:
E = 0,即将 E 短路; Is= 0,即将 Is 开路 。
(4) 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。
若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向一致则取正,
否则则取负。
叠加定理仿真电路
(a)
(b)
(c)
例1:电路如图,已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 , R2= R3= 5 , 试用叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。