限幅电路及其分析方法

a b
D2 断
E2 u2
+
u1
-
-
E1
E2
u2
u1 E
+
u1
+
u1
D1断
E1 E2 u2
+
u1
E1
E2
u2
u2=u1
-
u1 E
D1通
u1-E=IR
E1
-
E2
u2
u2=u1-IR
u2=E
3、限幅电路分析方法研究
正半周期 +
u1 E1
a b
D2断
E2 u2
+
u1
-
-
E1
E2
分析：
u1
u2 ?
R1
R2 u2 E2
E
E1
例题：如图所示，三个直流电源的电动势分别为
E1 2V 、
E 4V 、
E2 3，其内阻均可忽略，三个电阻的阻值分别为 V
R R1 6 R2 3 ，求 c 、d 两端的电压 、
分析： 对于gh支路， 若求得支路电 流 I ，则可得： u2 = IR2-E2
限幅电路
电路
如图所示的是电子技 术中常会用到的限幅电 路，电路中的和是理想 二极管，具有单向导电 性，其正向电阻趋近于 零，而反向电阻趋近于 无穷大。 问题
u1
E1
E2
u2
2 u1 U m sin t T
u2 ?
输出电压u2随时间变化情况可能出现如下几种波形
U m E1
U m E2
u1
R1 E1
R2
u2 E2
u1 E1 E2
u2
E
2 u1 U m sin t T
D1和D2
E R1和R2
u2=?
u2=?
例题：如图所示，三个直流电源的电动势分别为
E1 2V 、Βιβλιοθήκη Baidu
E 4V 、
E2 3，其内阻均可忽略，三个电阻的阻值分别为 V
R R1 6 R2 3 ，求 c 、d 两端的电压 、
习题1：如图所示的是电子 技术中用到的限幅电路，电池的 电动势均为E，内阻不计，左侧 a、b两端接正弦交变电压
u1 E E
u2
u1 2E sin t
试画出右侧c、d两端的输出电压 u 2 随时间变化的 图像，并分析说明理由。
习题2：如右图所示的是电子技术中用到的限 幅电路，电池的电动势均为E，内阻不计，左侧a、 u1 b两端接正弦交变电压 u1 2E sin t ，则右侧 c、d两端的输出电压 u 2 随时间变化的图像应如 下图中的哪一个所示 （ ）
u2 ?
u1
R1
R2
E
E1
I
u2 E2
可见：此例解答的关键在于利用“电源的独立作用原理”求 I
解：
R R1 6
E供电
R2 3
E
u1
R1 E1
R2
i1 u 2 E
2
i1=1/3
E
u1
R1 E1
R2
E2
u2
E1供电
E
u1
R1 E1
R2 E i2 2
u2
i2=1/6
I=1A
E 4V
u2
u1、E1、E2各自均对D2反向供电，故D2断
实质上是运用了“电源独立作用原理” 电源的独立作用原理：若电路中存在着多个电源，则流过某一支 路的电流等于各个电源独立存在时流过该支路的电流之和。
“电源的独立作用原理”是建立在“力的独立作用原 理”的基础上的，因为电源的工作过程中实际上就是将其 他形式的能转化为电能提供给电路，而这样的能量转化恰 恰是依靠某种非静电力搬运电荷才得以实现的。
u2
E E
A
B
C
D
U m E1
U m E1
U m E2
U m E2
限幅——用直流电源的电动势限制交变电源的幅值
2、限幅电路分析方法
2 u1 U m sin t T
U m 2E
E1 E2 E
u1
E1 E2
u2
R 0
D1 和 D2 均为理想二极管
R
正半周期 +
u1 E1
E1 2V
E2供电
E
u1
R1 E1
i3
R2 E2
u2
i3=1/2
E2 3V
u2 = IR2-E2 = 0
4、限幅电路问题的教学处理
限幅电路实质上是各支路上分别含有多个电源的复杂电路
u1
R1 E1
R2 u2 E2
u1 E1
E2
u2
E
限幅电路
复杂电路
限幅电路问题最早是出现在中学物理教材里
人民教育出版社1994年出版的供高中重点校使用的高级中学试验课 本《物理•第二册》为每一章都配置了A、B两组练习题，其中A组习题 为基本要求，B组习题为较高要求，而为《第五章 交流电》配置的B组 习题中就有一道是以限幅电路为背景的习题。