叠加定理脚本3247.docx

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1、PPT1:各位同学大家好，从本次 课开始，我们学习电路定理，电路定 理包含两个非常重要的定理，叠加定 理和戴维南定理（可出手势），它们 同样是我们分析电路的有力工具。PPT2:我们先来看叠加定理，在 前面的学习过程中，我们一直强调同 学们的知识点核心信息挖掘分析应 用能力，希望大家每读一段话，每学 习一个定理，都能把这段定理中的核 心信息找出来，并转化为我们电路分 析的分析思路或解题步骤，下面，我 们来看一下叠加定理的定理内容描 述（可出手势）：在线性电路中，任 一支路电流（或电压）都是电路中各 求功率，因为功率为二次函数，他不 是一个线性量，所以不能用叠加定理 求解功率，必须先求出16V电压

2、源的 电流，用功率计算公式就算其发出的 功率，下面，我们来进行具体分析计 算，求得各相应支路量。按照叠加定理解题步骤，我们先完成 第一步：画出16V电压源单独作用的 分电路图1,此时8A电流源应开路处 理，同时把分电路图1中的待求解支 路电流设为/ ，支路电压设为； 接下来关于受控源大家需要注意了, 电路中给出的受控源受控表达式为 3/,在分电路中，由于/表示成/： 一定要切记，此时的受控电压表达式 也要随之变成317 oPPT6:画出分电路1后，在此分电路 图中求解支路量和优，由于8A 电流源开路，此时整个电路为一串联 回路（动画上显示一下串联回路）， 所以回路电流即待求解支路量，对 该串联

3、回路列写KVL方程为 （2 + 3）J +3J =16,即可求得V等于24而关于支 路量加的求解，大家再观察一下电 路，u就是右边回路的端口电压， 我们现在对右边回路设定图示顺时 针绕行方向，可列出KVL方程为：=3/+3f =6，这里提醒大家注意，式中的第一个3r为3欧姆电阻上的电压，式中的第二个3 为受控源的电压，接下来，在该表达 式中带入刚求得的r值即可求得 d =12Vo我们完成了分电路图1中的两个支路量的求解。解题第二步：画出8A电流源单独作 用时的分电路图，此时16V电压源短 路为一条导线，画出此分电路图2, 同时把分电路图2中的支路电流设为 ，支路电压设为，受控电 压关系式变成3

4、 ,，完成上述分电路图2基础工作后，我们来求解图示 和观察电路，电路有两个 回路，两个回路的公共支路为3欧姆 电阻与受控源的串联支路，我们先给 该公共回路设定如图所示电流/1,并 假设其参考方向为流出a节点，然后 对a节点列写KCL方程得到公共支路 电流为：乙书力，有了该公共支路电 流，我们可以对本电路左边回路列写 KVL方程，先给左边回路设定图示顺 时针绕行方向，列写出其KVL方程为: 万+ 3x(8 + i) + 3i = 0 因为同学 们前面才学习完节点电压法和回路 电流法，在这里提醒大家注意，标准 形式的KCL和KVL方程仅应用于节点 法和回路法中，其余地方不适于列写 标准形式的两类方

5、程，请同学们不要 搞混淆。写出KVL方程以后，由该KVL 方程即可求得，1=-3A。而关于 的求解，大家再来观察电路，可以看 到，本电路中存在三条支路，大家观 察一下这三条支路的电路连接特点, 它们之间有什么关系？能否从它们 的电路连接关系入手去求解 ?大 家观察到了吗？这三条支路是三条 并联支路，所以他们端电压相同。既 然已经求得2欧姆电阻上的电流 =-34,那我们只需要求得该2 欧姆电阻的电压 式=2iff = -2 x (-3)V = 6V ,他也 就是我们待求解的支路量 O 分别在两个分电路图中求出了各理 想电源单独作用时的支路量 和/、，接下来就进入叠加定理解题的第三步：对分电路中求

6、得各 支路量进行代数和运算，求得电流,/=2 + ( 3)A = L4电 压 = M + M = 12 + 6 = 18VPPT7:最后，我们来完成本电路16伏电压源发出功率的计算，前面提醒过大家，功率不能用叠加原理求解, 所以这里，我们需要用功率计算公式 来完成求解，首先我们观察下16伏 电压源电压电流参考方向的关联性, 他们是非关联参考方向，所以其发出 功率的计算公式为：户发二/,因为电 压源电压为16V,由前面计算可知， 电压源电流/= 7A,代入公式可得出夕发=16W,是个负值，这说明什么? 说明该电压源当前的功率状态为吸 收功率。如果电压源的功率状态为吸 收功率，那整个电路的能量由谁

7、来提 供呢？在这里我们也给同学们留个 类似问题：计算8A电流源吸收的功 率。完成这个问题的计算，上述能量 提供的问题也就解决了。好了，同学们关于叠加定理的学 习，我们就到此结束了，谢谢大家!个独立电源单独作用时，在该支路产 生的电流（或电压）的代数和。同学 们，请你们仔细阅读这段话，看看你 能否从这段话中得到下述关键信息?（以下可出手势）第一叠加定理适用 于何种电路？第二叠加定理可用于 求解什么？第三，能否从该段话中分 析出叠加定理分析电路时的求解思 路或者说基本步骤？我们来看一下：首先关于适用对 象，由该定理上述信息提示可得出， 它适用于有多个理想电源的线性电 路，那什么是线性电路呢？是指完

8、全 由线性元件、独立源或线性受控源构 成的电路，而什么是线性元件呢？是指电流跟电压成正比，伏安特性曲线 是通过坐标原点的直线的元件。我们 目前学习的电路都属于线性电路；其 次，定理提示：求解对象为电路中任 一支路电流（或电压）；其三，定理 内容清晰的给出了该定理应用时的 求解思路，可分为两步：第一步，求 解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）；第 二步：对在该支路求解出上述电流（或电压）进行代数和运算.PPT3:在叠加定理具体应用时，定理 中还有一个关键信息是需要特别关 注和理解的，哪一个呢？（可加手势, 然后进入全屏）同学们请看，单独作 用，大家想一想，各个理想电源单

9、独 作用时，什么叫单独作用？这个字面 上很好理解，单独作用就是一个电源 作用，其余电源不作用，一个电源作 用好办，关键的是其余电源不作用在 具体电路分析时怎么处理？，我们来 看一下，根据理想电源的分类，在具 体电路中不作用的可能是电压源，也 可能是电流源，我们先看电压源，要 让一个电压源不作用，换而言之也就 是它不做贡献，具体到电参量也就是 它提供给电路的电压等于0,怎么让 一个存在于电路的电压源的电压等 于0呢？非常简单，把该电压源短路 处理，不就实现了吗？所以，具体电 路分析时，电压源不作用的处理方式 是让该电压源短路，同理让电流源不 作用意味着它的八二0,所以对不作用 电流源的处理方式就

10、是：让该电流源 开路。（分屏，可加手势）有了上述 解析，大家能在刚才总结的叠加定理 解题步骤上再进一步细化吗？是的， 我们可以对解题步骤的第一步进细 化，那就是当任一理想电源独立作用 时，电路中其余电压源应短路，电流 源应开路。PPT4:下面，（可出手势）我们来 看例题1,求解图中电压力（进入全 屏）大家看这个电路的组成元件分别 是电阻和2个理想电源，所以它一定 是一个线性电路，其次电路中有2个 理想电源，所以它适用于用叠加定理 求解，根据叠加定理，本例题需要求 解的是2。支路的支路电压，则后面 各电源单独作用时，求解的也应该是 该2c支路上的支路电压，接下来，按 照前述求解步骤，我们来具体完

11、成利 用叠加定理分析求解该题。让同学们 更为熟悉叠加定理的应用，首先第一 步，我们让其中10V电压源单独作用, 此时5A电流源开路，为了便于计算， 我们需要画出图示电流源开路时的 电路图，我们称为分电路图1,在该 分电路图1中我们来求解支路量-一 图示2欧姆电阻的电压，大家注意： 在分电路图1中，为了和原始求解量 既有区分又有联系，我们把分电路 图1中的该支路电压设为 因为 此时电流源开路，所以电路是一个串 联电路，我们可以用分压定理来求解 ， 根据串联分压时 各电阻上分压与阻值成正比，可求得第二步，我们画出5A电压源单 独作用，10V电压源短路时的电路图， 称为分电路图2,并在该分电路图2

12、中求解，大家观察下，此时的分 电路图2的三条支路是什么连接关系? 是的，它们是三条并联支路，所以我们可以用并联分流先求出图示支路 电 流 /2, 根 据并联分流时，各电阻上分流与阻值成 反比，可求得“二5 .二3A,进 而求得支路量u,f - -2x3= -6V ,这 里有个负号是因为图示2欧姆电阻设 定的电流参考方向使得该元件上电 压电流参考方向为非关联参考方向, 所以利用欧姆定理求电压时公式前 面有个负号。第三步，也就是最后一步，我 们对分电路1和分电路2中分别求解 出的各支路量进行代数和运算，得到 u=u += 4+ (- 6)= - 2V ,从而 完成了本例题的求解。PPT5:下面，我们再来看一个例题, 例2计算图示电压小电流/ 16V电 压源发出的功率，这个例题同学们注 意了，它的求解难度和计算量是大于 上一道题的，为什么呢？大家看，电 路里存在着一个受控电压源，在前面 的学习中大家应该有所体会，电路中 存在受控源必然会导致电路分析较 为复杂，其二，本题不仅需要大家求 解图示支路电流/和支路电压u,而且 要求大家计算16V电压源发出的功 率，关于叠加定理的应用，有这样一 个注意事项：叠加定理只适用于线性 电路求电压和电流；不能用叠加定理