第23章 电路定理精选PPT.ppt

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1、第23章 电路定理1第1页，此课件共25页哦一、齐性原理一、齐性原理一、齐性原理一、齐性原理 在线性电路中，任一支路电流在线性电路中，任一支路电流ik 或支路电压或支路电压uk都是电路中各个独立都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路中产生的电流（或电压）之叠加。电源单独作用时在该支路中产生的电流（或电压）之叠加。注意：注意：注意：注意：1）适用于线性电路；）适用于线性电路；2）单独作用是独立电源，不包含受控电源。）单独作用是独立电源，不包含受控电源。3）电流源不作用，开路处理；电压源不作用，短路处理。）电流源不作用，开路处理；电压源不作用，短路处理。4）功率不能用叠加定理，因功率不是电流或电

2、压的一次函数。）功率不能用叠加定理，因功率不是电流或电压的一次函数。在线性电路中，当所有激励（电压源和电流源）都增大或缩小在线性电路中，当所有激励（电压源和电流源）都增大或缩小K倍倍（K为实常数），响应（电压和电流）也将同样增大或缩小为实常数），响应（电压和电流）也将同样增大或缩小K倍，这倍，这就是齐性定理。就是齐性定理。2.5 叠加定理叠加定理二、叠加定理二、叠加定理二、叠加定理二、叠加定理 2第2页，此课件共25页哦例：求图示电路中例：求图示电路中5 电阻电阻的电压的电压U及功率及功率P。+10A5 15 20V+U2 4+5 15+2 4 20V10A5 15+2 4 3第3页，此课件共

3、25页哦2.6 戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理和诺顿定理一、含源一端口网络一、含源一端口网络一、含源一端口网络一、含源一端口网络(N(Ns s)的开路电压的开路电压的开路电压的开路电压u uococ和等效电阻和等效电阻和等效电阻和等效电阻R ReqeqNs：含独立电源的一端口网络。：含独立电源的一端口网络。uoc：此电压为含源一端口网络：此电压为含源一端口网络Ns的开路电压。的开路电压。Req：含源一端口网络：含源一端口网络Ns对应的无源一端口网络对应的无源一端口网络No的等效电阻。此无的等效电阻。此无源一端口网络源一端口网络N0可由电阻和受控源所组成。可由电阻和受控源所组成。No：含源一端口

4、网络：含源一端口网络Ns去源后变成对应的无源一端口网络。去源后变成对应的无源一端口网络。含源一端口网络含源一端口网络Ns去源：电压源短路，电流源开路。去源：电压源短路，电流源开路。4第4页，此课件共25页哦N Ns s外外外外电电电电路路路路uocN Ns sN N0 0二、戴维宁定理二、戴维宁定理二、戴维宁定理二、戴维宁定理 任何一个含源一端口网络任何一个含源一端口网络Ns，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换，此电压源的电压等于联组合来等效置换，此电压源的电压等于Ns的开路电压的开路电压uoc，而电阻等于，而电阻等于Ns对对应的

5、应的No的等效电阻的等效电阻Req。uoc外外外外电电电电路路路路5第5页，此课件共25页哦UOC+6V6 ab6A2A+例：用戴维宁定理计算图示电路中电压例：用戴维宁定理计算图示电路中电压U。U=30VReq=6 解：解：(1)(1)求求UOCUOC=66+6=42V(2)(2)求求Req(3)(3)求求UUOCReq+15 U+ab+6V6 6A2A15 U+ab6第6页，此课件共25页哦三、诺顿定理三、诺顿定理三、诺顿定理三、诺顿定理 任何一个含源一端口网络任何一个含源一端口网络Ns，对外电路来说，可以用一个电流源和电，对外电路来说，可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效置换，此电流源的

6、电流等于阻的并联组合来等效置换，此电流源的电流等于Ns的短路电流的短路电流isc，而电阻，而电阻等于等于Ns对应的对应的No的等效电阻的等效电阻Req。N Ns s外外外外电电电电路路路路iscN Ns sisc外外外外电电电电路路路路N N0 07第7页，此课件共25页哦 电阻和电压源的串联与电阻和电流源的并联可以进行等效变换，戴维宁等电阻和电压源的串联与电阻和电流源的并联可以进行等效变换，戴维宁等效电路和诺顿等效电路也可以相互进行等效变换。效电路和诺顿等效电路也可以相互进行等效变换。注意：当注意：当注意：当注意：当R Reqeq=0=0，对应诺顿等效电路不存在。，对应诺顿等效电路不存在。，

7、对应诺顿等效电路不存在。，对应诺顿等效电路不存在。当当当当G Geqeq=0=0，对应戴维宁等效电路不存在。，对应戴维宁等效电路不存在。，对应戴维宁等效电路不存在。，对应戴维宁等效电路不存在。例：求下图的诺顿等效电路。例：求下图的诺顿等效电路。2W10V1Wu12u13W解：解：求短路电流求短路电流iscisc 求等效电导求等效电导Req2W1Wu12u13W8第8页，此课件共25页哦求求求求R Reqeq的方法：的方法：的方法：的方法：电阻的串并联法；电阻的串并联法；电阻的串并联法；电阻的串并联法；外加电源法；外加电源法；外加电源法；外加电源法；开路电压和短路电流法。开路电压和短路电流法。开

8、路电压和短路电流法。开路电压和短路电流法。uocisc2W10V1Wu12u13W解：解：求短路电流求短路电流isc 求等效电导求等效电导Req19第9页，此课件共25页哦四、定理的应用四、定理的应用四、定理的应用四、定理的应用N Ns suoc10第10页，此课件共25页哦例：求例：求R=？，电阻？，电阻R可获得最大功率，并求此最大功率。可获得最大功率，并求此最大功率。15V10W5V20W20W2A15V10W5V20W20W2Auoc解：解：解：解：求开路电压求开路电压求开路电压求开路电压u uococ 求等效电阻求等效电阻求等效电阻求等效电阻R Reqeq11第11页，此课件共25页哦

9、一、非线性电阻的概念一、非线性电阻的概念一、非线性电阻的概念一、非线性电阻的概念线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。UIO非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。

10、非线性电阻值不是常数。UIO线性电阻的线性电阻的线性电阻的线性电阻的伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性半导体二极管的半导体二极管的半导体二极管的半导体二极管的伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性2.7 2.7 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析介绍介绍介绍介绍12第12页，此课件共25页哦二、分类二、分类1.流控型流控型u=f(i)2.压控型压控型i=g(u)3.单调型单调型iu例一例一.隧道二极管隧道二极管i=g(u)称称“压控型压控型”或或“N型型”例二例二.充气二极管充气二极管u=f(i)称称“流控型流控型”或或“S 型型”ui13第13页，此课件共25页哦三、非线性电阻的静态电阻三、非

11、线性电阻的静态电阻 Rs 和动态电阻和动态电阻 Rd静态电阻静态电阻动态电阻动态电阻说明说明iuP(1)静态电阻与动态电阻都与工作点有关。当静态电阻与动态电阻都与工作点有关。当P点位置不同时，点位置不同时，Rs 与与 Rd 均变化。均变化。(2)Rs反映了某一点时反映了某一点时 u 与与 i 的关系，而的关系，而 Rd 反映了在某一点反映了在某一点 u 的变的变化与化与 i 的变化的关系，即的变化的关系，即 u 对对i 的变化率。的变化率。14第14页，此课件共25页哦四、非线性电阻的三个性质四、非线性电阻的三个性质1.不满足叠加原理不满足叠加原理;2.电压与电流频率可以不同电压与电流频率可以

12、不同;3.当信号电压较小时当信号电压较小时,可当作线性电阻处理可当作线性电阻处理.15第15页，此课件共25页哦1.解析法解析法2.图解法图解法iuo五、非线性电阻的求解方法五、非线性电阻的求解方法16第16页，此课件共25页哦例例1:已知已知:u=f(i)=100i+i3求求:i1=2A,i2=2sin314tA,i3=10A时对应的电压时对应的电压u1,u2,u3.解解:u1=f(i1)=208Vu3=f(i3)=2000V u2=f(i2)=100 2sin31t+8sin3314t(1)(1)不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理u12=f(i1+i2)=100(i1

13、+i2)+(i1+i2)3 u1+u2(2)(2)当信号电压较小时当信号电压较小时当信号电压较小时当信号电压较小时,可当作线性电阻处理可当作线性电阻处理可当作线性电阻处理可当作线性电阻处理.当当i=10mA时时,u=(1+10-6)V17第17页，此课件共25页哦3.曲线相交法曲线相交法+-R0U0+-ii=g(u)uABQ交点交点Q为静态工作点为静态工作点AB为负载线为负载线18第18页，此课件共25页哦4.小信号分析法小信号分析法+-R0U0+-ii=g(u)u+-usABQU0-直流偏置电压直流偏置电压us(t)-信号电压信号电压i=g(u)-压控型非线性电阻压控型非线性电阻|U0|us

14、(t)|求求 u(t)和和 i(t)。19第19页，此课件共25页哦直流工作点的确直流工作点的确UQ,IQ令令us(t)=0,利用曲线相交法利用曲线相交法QIQUQus(t)不为不为0时时,求求u1(t),i1(t).若若|U0|us(t)|,则可认为由则可认为由us(t)引起的引起的u1(t)及及i1(t)在工作点附近变动在工作点附近变动.20第20页，此课件共25页哦iui=g(u)IQUQU0U0/R0QQ小小信信号号范范围围21第21页，此课件共25页哦求求u1(t),i1(t).将将i=g(u)在工作点在工作点(UQ,IQ)处用泰勒级数展开处用泰勒级数展开又又IQ=g(UQ),工作点

15、的非线性动态电导工作点的非线性动态电导22第22页，此课件共25页哦据据KVL:又又R0+-i1Rdu1+-us微变参数电路微变参数电路23第23页，此课件共25页哦小信号分析方法的步骤小信号分析方法的步骤:1.令小信号为零令小信号为零,计算直流工作点计算直流工作点;2.求工作点的动态电阻或电导求工作点的动态电阻或电导;3.绘出微变等效参数电路绘出微变等效参数电路;令直流分量为零令直流分量为零,保留小信号保留小信号,将非线性将非线性电阻用动态电阻或电导替代电阻用动态电阻或电导替代.4.按线性电路方法求电压和电流按线性电路方法求电压和电流.24第24页，此课件共25页哦例例:已知已知:u=2i+i3,当当us(t)=0时时,i=1A,R0=2欧欧.若若us(t)=sinwt,试用小信号分析法求回路中的电流试用小信号分析法求回路中的电流i.解解:R0+-i1Rdu1+-us25第25页，此课件共25页哦