电路原理：叠加定理
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
实验一 叠加定理
实验一叠加定理1.1.1实验目的1．用实验方法验证叠加定理，加深对该定理的理解。
2．加深对电路的电流、电压参考方向的理解。
1.1.2 实验原理叠加定理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
在实验中当一个电源单独作用时，其他的电源必须置为零（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。
叠加定理反映了线性电路的叠加性，另外线性电路还具有齐次性，即当激励信号（如电源作用）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其他各元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。
对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。
在本实验中，用直流稳压电源来近似模拟电压源，由其产生的误差可忽略不计，这是因为直流稳压电源的等效内阻很小。
1.1.3实验预习要求1．复习教材中叠加定理与计算方法，预习3.1.3中直流电压表、电流表、万用表和稳压电源的主要技术特性并掌握正确的使用方法。
2．按表1.1.1的要求，用支路电流法计算出图1.1.1电路中支路电流和各电阻元件两端的电压，注意参考方向，并把计算结果填入表1.1.1中。
3．利用EDA软件对图1.1.1电路进行仿真分析。
软件详细介绍见教材和附录1。
电流表插座图1.1.1叠加定理的实验电路1.1.4实验设备与器件1．双路可调直流稳压电源2．数字万用表3．电阻器若干4．叠加定理实验电路板1.1.5 实验内容与步骤1．实验电路如图1.1.1所示，按实验电路图连接线路并调节电源参数值。
2．在电路图中接入电压表或电流表，当E1、E2共同作用时测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表1.1.1中。
3．当E1单独作用时，BC两点不接电源，直接用短路线相连。
电路原理 第4章 常用的电路定理
U ad ' U s = I5' I5
Us 6 因此 I 5 = I5 '= × 1 = 0.05 A U ad ' 120
需要注意 注意的是，应用叠加 叠加定理和齐次 齐次定 注意 叠加 齐次 理时，当激励的参考方向反向 反向时，相当于激 反向 励变为原来的－1倍。 － 倍 4.2 替代定理 已知电路中第k条支路的电压uk和电流ik， 那么无论该条支路是由何种元件构成的，它 都可以用电压等于uk的理想电压源或电流等 于ik的理想电流源去替代，替代之后，电路 中其他支路的电压和电流均不变。
得原电路的戴维南等效电路 得原电路的戴维南等效电路 由全电路欧姆定律可得： 由全电路欧姆定律可得：
24Ω
A
I5 16Ω
+ _ 2V
B
电路如图示， 例题 电路如图示，求UR 。 将待求支路断开
(1) 求开路电压 OC 求开路电压U UOC=6I1+3I1 I1=9÷ (6+3)=1A UOC=9V +
解：这个电路是由电阻的串、并联组成，可 以用等效电路的分析方法进行计算，但是 用齐次定理计算会更方便。 先设I5支路电流为I5’=1A， 则:
U cd ' = (15 + 15) I 5' = 30V
4
所以， I
U cd ' 30 '= = = 1A 30 30
I3 ' = I 4 '+I5 ' = 1+1 = 2A
例4.1-1 图4.1-2（a）所示电路，试用叠加 定理求3Ω电阻上的电压U及功率。
8Ω 2Ω （a） 8Ω 2Ω （c） 图4.1-2 例4.1-1图 3A 6Ω ＋ 3Ω U’’ － 3A 6Ω （d） 3A 6Ω ＋ 3Ω U － 8Ω 2Ω （b） 8Ω 2Ω － 3Ω U’’ ＋ 6Ω ＋ 3Ω U’ －
电路定理 叠加定理 戴维南定理 戴维宁定理
本章重点
4.1 4.2 4.3 4.4 叠加定理 替代定理 戴维宁定理和诺顿定理 最大功率传输定理
4.5* 4.6*
4.7*
特勒根定理 互易定理
对偶原理
熟练掌握各定理的内容、适用范围 及如何应用。
建筑电气系
4.1 叠加定理
在线性电路中，任一支路的 电流(或电压)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。
解 由上例的结果知
i 1.4A
(2 1)(i 2) 2i 0
u 7.2V
i 1.2A
u 2(2 i) 1.6V
在电流源单独作用的分电路中，应用KVL，得
i i i 1.4 1.2 0.2A
u u u 7.2 1.6 5.6V
例3 计算电压u、电流i。
解 画出分电路图 1 ＋ u（1） ＋ 2i(1) － －
i
＋ 10V － 2 i (2)
2
1 ＋ 5A ＋ u 2i － －
1 ＋ 5A ＋ u(2) 2i (2) － －
建筑电气系
i（1） 2 ＋
10V －
＋
受控源始终保留
i（1） 2 ＋ 10V －
1 ＋ u（1） ＋ ＋ 2i(1) － －
12 R 6Ω 2
建筑电气系
例4 用多大电阻替代2V电压源而不影响电路的工作
4 3A ＋ 2 4V － + 2V
I －
0.5A
2 ＋ 10V －
1+
2V
I1
-
5
10 10 2
2
解 应求电流I，先化简电路。 应用结点法得：
电工技术基础第二章第四节 叠加原理
第一篇 电路分析 二、例题
例2：用叠加定理求U1、U2、U3、U4。 解：（1）画叠加电路图
（2）计算各叠加电路图
第一篇 电路分析 二、例题
例2：求U1、U2、U3、U4。 解：（1）画叠加电路图 （2）计算各叠加电路图
（3）叠加
第一篇 电路分析 二、例题
例2：求U1、U2、U3、U4。 解：（1）画叠加电路图 （2）计算各叠加电路图
第一篇 电路分析
第四节 叠加原理
一、叠加定理基本概念 二、例 题
第一篇 电路分析 一、叠加定理基本概念
叠加原理： 线性电路中，任一电流或电压都是电路中各个独立
电源单独作用时，在该处产生的电流或电压的叠加。 注意：
•不适用于非线性电路 •不作用的独立电源置零 •对含有受控源的电路，受控源应保留在各叠加 电路中。
例1：用叠加定理求I。 解：（1）画叠加电路图
（2）计算各叠加电路图
第一篇 电路分析 二、例题
例1：用叠加定理求I。 解：（1）画叠加图 理求I。 解：（1）画叠加图 （2）计算各叠加图
第一篇 电路分析 二、例题
例1：用叠加定理求I。 解：（1）画叠加图 （2）计算各叠加图
（3）叠加
第一篇 电路分析 二、例题
例3：已知US3＝US4，当S合在A点时，I＝2A；S合在B点 时，I＝－2A。试用叠加定理求S合在C点时的I。
解： 当S合在A点时 当S合在B点时
电压源US3单独作用时的电流 当S合在C点时，得电流I为
•功率计算不能使用迭加原理。
第一篇 电路分析 一、叠加定理基本概念
叠加原理： 线性电路中，任一电流或电压都是电路中各个独立
电源单独作用时，在该处产生的电流或电压的叠加。
电路实验报告叠加定理
电路实验报告叠加定理
实验名称：叠加定理的验证
一、实验目的：使用NIMultisium验证叠加定理。
二、实验原理：
在有多个独立源共同作用下的线性电路中，任一电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电压或电流的叠加。
通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
三、实验方案：
用Multisium画出如下电路图，并开始模拟运行，可以在电压表和电流表中观测到如图数值。
叠加定理的验证：图
1
叠加定理的验证：图2
叠加定理的验证：图3
四、实验结论：
通过上面3幅图我们不难观测出：
对于图1中R1上的电流，其显示值为1.5000，很明显为图2，图3中对应的电流表数值之和。
同理，可以得到图1中R3处的电流和R2上的电压也满足这种关系。
所以我们不难得出叠加定理。
叠加定理
ux ？
is1
N
is 2
4-1 叠加定理 解：电路有两个独立源激励，依据电路的叠加 性，设 k1is1 k2is 2 u x 其中 k1，k2 为两个未知的比例系数。 利用已知的条件，可知：
10k1 14k2 100 k1 3 10k1 10k2 20 k2 5
Req 40KΩ //10KΩ 8KΩ
a
8k
用戴维南等效电路置换原 ab端以左的电路部分，如 uoc 图所示。得：
I 4k
12V b
18 I 1.5mA 48
4-3 戴维南定理和诺顿定理 二、诺顿定理
任何线性有源二端网络N，对其外特性而 言，都可以用一个电流源与电阻的并联支路 来代替。其中电流源电流值为有源二端网络 输出端的短路电流 isc ，并联电阻值为该有源 二端网络内所有独立源置零后对应的网络 N 0 在输出端求得的等效输入电阻 Req 。
4-3 戴维南定理和诺顿定理 一、戴维南定理 任何线性有源二端网络N，就其外特性 而言，可以用一个电压源与电阻的串联支 路等效置换，如图所示。
i
i a u b uoc
Req
a
u b
N
4-3 戴维南定理和诺顿定理 其中，电压源的电压值为 该有源二端网络N的开路 电压 uoc ，如图(a)所示； 串联电阻值等于有源二端 网络内部所有独立源不作 用时对应的网络 N 0在输 出端求得的等效输入电 阻 Req ，如图(b)所示。这 样的等效电路称为戴维南 等效电路。
' 1 ' 2
根据叠加定理，得 u3 u3 u3 6 25.6 19.6V
4-1 叠加定理 例4-2：如图所示的线性电阻网络N，当 is1 10A，is 2 14A时，x 100V u
叠加原理.ppt
+
++
I2'
U–S
E –
R1
R3 US'
–
R2
I2
+
R1
R3 IS U–S
(a)
(b) E单独作用
(c) IS单独作用
解：由图(c)
I
2
U
S
R3
RI22
R3
R2
5 IS 5 5
0.5 5
1 0.5A
2.5V
I2
I
2
I
2
1
0.5
0.5A
US
U
S
U
S
5
2.5
7.5V
B
根据叠加原理，I2 = I2´ + I2
解： I2´= I2"=
？1A ？–1A
I2 = I2´ + I2 =
0A
【例题讲解】 I= ? 用叠加原理求：
10 4A
10
10
-
I
20V
+
“恒流源失效” 即令其开路。
解：
10
原电路=
10 10
I´
+
10 10
I"
4A
I'=2A
I"= -1A
I = I'+ I"= 1A
【 重点与难点 】
叠加定理中对不工作电源的处理： 电流源不工作，相当于开路 电压源不工作，相当于短路
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。
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叠加定理
学习目标
1、理解并准确掌握该定理的内容。
2、明确该定理的适用范围及要点。
3、明确该定理的用途。
4、熟练掌握该定理使用方法。
1. 叠加定理的内容
在线性电路中，任一支路的电压或电流等于该电 路中各个独立电源单独作用时在该支路所产生的电压 或电流的代数和。
1
u1
+
us
– +
R1
i2 R2
i3
G1
i2
(2)
G2
+
i3
(2)
G3
us2
+
G1
i2
(3)
G2
i3
(3)
G3
+
us3
–
–
us2单独作用
us3单独作用
待求元件的功率计算不能使用叠加定理 是电压或电流的一次函数)。
(功率不
叠加结果是代数和，要注意电压或电流的参考方向。
4. 叠加定理的主要用途
主要用于线性电路分析，有时可以简化计算。
iS
–
2. 叠加定理适用范围及要点说明
叠加定理只适用于线性电路， 不适用于非线性电路。
电压源置零—短路 电流源置零—开路
1
一个独立电源单独作用，其余 独立电源置零。
1
G1
i2
G2
+
i3
+
G3 us3
is1
us2
=
G1
is1
i2
(1)
G2
i3
(1)
G3
– 三个电源共同作用
–
is1单独作用
1
1
+
5. 叠加定理的意义
叠加定理反映出线性电路中各独