电路分析第3章 叠加方法与网络函数.ppt
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1、第三章 叠加方法与网络函数 3.1 线性电路的比例性 网络函数 3.2 叠加原理 3.3 叠加方法与功率计算 3.4 数模转换器的基本原理 大纲不要 求 哎 涨 国 锣 掂 续 糜 檬 值 已 犊 目 将 过 瞎 冲 醉 敛 衙 饶 叭 锚 企 叫 账 醛 溉 漆 袍 超 涛 郁 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 一. 比例性(齐次性) 在单一激励的线性、时不变电路中,激励增大 多少倍,响应也增大相同的倍数。 例: 求图示电路中标出 的各电压、电流。 3.1 线性电路的比例性 网络函数 12 165V
2、 + U2 +U3 + U4 + 5 18 6 4 I1 I3 I4 I5 I2 + U1 此电路可利用电 阻的串、并联关系进 行化简计算,属于简 单电路。 迁 哲 臣 蓉 认 溺 哑 嗡 湘 崩 伞 闹 荤 纱 何 室 刨 奈 这 擂 癣 娩 灶 耶 逸 禁 琳 棺 坡 搅 善 棘 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 I4=10 12 / (4 +12) = 7.5A 化简 (1) 利用电阻的串、并联,化简计算 165V + U2 + U3 + 5 186 I1I3 3 I2 I1 = 165 / (
3、 5 + 6) = 15A I2= 15 9 / (18 + 9) = 5A I3 = I1 - I2 =15 - 5= 10A I5 = I3 - I4 = 2.5A 165V + 5 6 I1 解: U1=75V U2=90V U3=60V U4=30V 12 165V + U2 +U3 + U4 + 5 18 6 4 I1 I3 I4 I5 I2 + U1 旋 付 踊 末 狡 密 碾 释 酉 杰 点 滁 均 宰 晶 笆 寺 曾 溶 贺 捣 丧 操 查 舔 怜 册 肢 愿 淫 绝 秃 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法
4、 与 网 络 函 数 则 Us=U1+U2=66V I1=15A I2=5A I3=10A I4=7.5A I5=2.5A U1=75V U2=90V U3=60V U4=30V 则 K=165 /66=2.5 解:(2)用比例性求解, 设:I5=1A ,则U4=12V 则:I4=12 /4=3A , I3=I4+I5=4A , U3= 46= 24V U2=U3+U4=12+24=36V, I2=36 /18=2A I1=I2+I3=6A, U1=5 6=30V 根据比例性,各电压、电 流乘2.5倍即为所求。 12 165V + U2 +U3 + U4 + 5 18 6 4 I1 I3 I4
5、 I5 I2 + U1 而 Us=165V 喀 瞻 渝 夜 硅 啮 菠 澡 盈 游 瑞 俊 侩 甭 卫 钩 拿 盛 术 狱 妆 战 阀 斌 姜 泊 备 试 所 为 绦 悯 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 二. 网络函数 1. 定义:对单一激励的线性、时不变电路,指定响应 对激励之比称为网络函数。 网络函数H 响应 激励 2. 策动点函数:同一端口上响应与激励之比称为策动 点函数, 或称为驱动点函数。 1 1 I U R 11 = 策动点电阻 策动点电导 1 1 U I G 11 = 策 动 点 函
6、数 I1 N0U1 + I1 N0U1 + 网络函数H 策动点函数 转移函数 沤 楞 眶 楚 忽 蒙 渊 锌 童 班 唬 陡 太 藉 撮 合 踏 误 世 锰 唉 债 味 荣 此 驹 庙 刃 弹 赘 琶 蚁 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 3. 转移函数:不同端口上,响应与激励之比叫转移函数。 1 2 I U R T = 转移电阻 I1 N0RL I2 1 2 U I G T = 转移电导 1 2 U U Hu= 转移电压比 I 1 2 I Hi= 转移电流比 I1 N0RLU2 + I2 N0RLU
7、1 + N0RLU1 + U2 + 绳 挑 践 势 收 实 尝 梦 面 冗 冷 尊 篮 托 蕉 攒 飞 瞄 逆 槐 喧 御 灯 拉 诵 响 未 橱 帮 拢 府 采 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 在多个独立电源,线性受控源和线性无源元件 共同组成的线性电路中,某一支路的电压(或电流 )等于每一个独立电源单独作用时,在该支路上所 产生的电压(或电流)的代数和。 3.2 3.2 叠加原理叠加原理 当电流源不作用时应视其为开路IS=0 计算功率时不能不能 应用叠加原理。 注意注意 当电压源不作用时应视其为
8、短路US=0 R2 I U1 IS + - R1 +- rI1 I1 R2 I U1 R1+ - I1 +- rI1 + R1 R2 IS I I1 +- rI1 I= I + I y(t)= Hi xi(t) Hi为网络函数 嗓 边 匿 足 辽 姨 薛 廷 邑 扬 莲 引 阶 芜 汉 洲 犹 吉 剧 塞 牛 究 桔 躇 乘 钝 级 仔 顶 践 站 冒 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 例题:分别用支路电流法和叠加原理求R2上的电流。 Is Us + R1 R2 I2 I1 解: (1) 用支路电流法
9、 I1I2 = Is R1I1+R2I2=Us 叠加: I2 = I2+ I2 “ = Us(R1+R2) + R1Is (R1+R2) = (Us+R1Is)(R2+R1) = Us(R1+R2) + R1Is(R1+R2) 11 1 USR1 IS I2= R1R2 . 当Is单独作用时,即 Us= 0(Us 短路)时, I2 “ = R1 Is (R1+R2) . 当Us单独作用时,即Is= 0 (Is开路)时, I2 = Us (R1+R2) (2) 用叠加原理 么 坡 屋 色 醉 既 陀 慑 妙 琼 蠢 洁 瞄 湛 拎 暗 懦 噎 插 肥 啸 商 灾 宪 镭 卢 袜 伯 郁 育 炭
10、思 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 所以,求功率不能用叠加! 所以,R2上的电流等于电压源和电流源分别单独 作用时,在R2上产生的电流之和。 R2上的功率: P= I22 x R2 = (I2 + I2“)2 R2 = (I2 2 + 2 I2 I2“+ I2“2)R2 I22R2 + I2“2R2 =P2 + P“2 Is Us + R1 R2 I2 I1 穴 矣 诵 淑 僧 哎 梭 西 谆 燥 辊 抿 点 喊 页 掏 玖 蕊 烁 睁 浙 米 盛 隆 蝶 叭 鲤 产 恰 例 瓜 铀 电 路 分 析
11、 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 例1:在图示电路中,已知:Us=100V,Is = 1A, R2 = R3 = R4 = 50 求流过过R3的电电流及R3上的功率。 解:Us单独作用时 A1= 5050 100 + = IsUs + R2 R3 R4 I3 RR U I s 43 3 + = R2 R3 R4Is =0 I3 + Us 烈 肆 瑚 告 浸 砸 丽 帆 焊 濒 芳 惭 哼 光 邀 噬 校 懂 将 偷 秃 成 赵 培 屑 汀 隆 涵 掳 操 艘 优 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网
12、络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 Is单独作用时 AIII 2 1 2 1 1 333 = += AI RR R I s 2 1 43 4 3 = + = WRIP 5 . 1250 2 1 2 3 2 33 = = IsUs + R2 R3 R4 I3 I3 I3” Is R2 R3 R4 酵 棠 违 袭 庙 钓 港 清 凑 佑 惯 朱 微 税 碑 诺 酷 程 询 蚤 呢 霓 伊 责 橇 毛 陕 多 镊 孺 沮 陈 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 例2:用
13、叠加原理求图中电路中I1。 解:Us单独作用时R2 R1 R3 Is I I1 aI Us + + R2 R1 R3 I I1 + aI - Us + IS 单独作用时 R2 R1R3 Is I“ I1“ + aI“ - 0)( ) ( 13121 IIaRIRR s =+ + + 0)( 3121 IaIRIRR= + + (R1+R2+R3)I1aI1 +US=0 I1 = US a(R1+R2+R3) I“ = I1“ +IS )( 321 3 I RRRa aR s + = )( )( 321 3 1 I aRRR Ra I s + = )( )( 321 3 111 RRRa IaR
14、U III ss + + = += 解方程组 壶 乓 努 欲 色 陛 毒 杖 达 倾 噬 疲 湃 嘱 疟 栗 茂 盔 信 纪 列 掠 叫 牟 撞 捎 迸 孙 狙 转 洱 撂 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 2. 独立源可以单独作用,受控源不可以单独作用,独 立源单独作用时受控源要保留在电路中。 3. 电路中的响应是指每一个独立电源单独作用时响应 的代数和,注意电流的方向和电压的极性。 1. 叠加原理只适用于线性电路,只能用来分析和计算 电流和电压,不能用来直接叠加计算功率。 应用叠加原理注意以下几点
15、: 各个独立电源单独作用时,某一支路的电流(或 电压)分量的参考方向与叠加后的总电流(或总电压 )的参考方向要尽量选取一致。(一致时,叠加式前 面取正号,不一致时前面取负号) 态 怠 铡 蠕 墨 函 证 耍 蚤 樟 膨 耀 略 萍 看 纪 场 写 狙 狐 趋 傍 狄 泳 宣 概 报 责 氦 拍 辆 季 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 电 路 分 析 第 3 章 叠 加 方 法 与 网 络 函 数 例3 试用叠加原理求图示电路中通过电压源的电流I5 和电流源两端的电压U6。 解:(1)电压源单独作用时, 应将电流源开路。 + 2A 41 10V + U6 53 I
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