清华考研 电路原理课件 第4章 电路的若干定理

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电路原理-第四章_邱关源

电路原理-第四章_邱关源

采用倒推法:设 i'=1A
i us ' i' us
us 51 即 i ' i' 1 1.5A us 34
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4.2 替代定理
1.替代定理
对于给定的任意一个电路,若某一支路电 压为uk、电流为ik,那么这条支路就可以用一个 电压等于uk的独立电压源,或者用一个电流等于 ik的独立电流源,或用R=uk/ik的电阻来替代,替 代后电路中全部电压和电流均保持原有值(解答 唯一)。
(1)
i (1) 2A
u 1 i 2i 3i 6V
(1) (1)
5A电源作用: 2i
i 1A
( 2)
1 (5 i ) 2i 0 u ( 2) 2i ( 2) 2 (1) 2V
( 2) ( 2) ( 2)
u 6 2 8V
i 2 (1) 1A
i1
注意 替代后各支路电压和电流完全不变。
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原因 替代前后KCL,KVL关系相同,其余支路的 u、i关系不变。用uk 替代后,其余支路电压不变 (KVL),其余支路电流也不变,故第k条支路ik也不 变(KCL)。用ik替代后,其余支路电流不变(KCL), 其余支路电压不变,故第 k 条支路uk 也不变(KVL)。
U=U'+U"=(0.1-0.075)I=0.025I Rx=U/0.125I=0.025I/0.125I=0.2
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例2 求电流I1
解 用替代:
3
6
5
1 6
2
2
4

I1 4A
I1 4 + + 6V 7V – - 4A

电路分析ppt第四章

电路分析ppt第四章

(b)开路、短路法(即适用于纯电阻电路、也适用于含受控源电路)
原理:
U oc I sc
R0
(c)伏安法(外加电源法)(适用于纯电阻电路及含受控源电路) 原理:
端口也可外 接电流源
R0
Us I
令内部独立源为零 (Uoc=0)
注意:区别 (b),(c) 中电流、电压的方向及内部电源的处理。 (b)开路、短路法:内部独立源不置零 (c)伏安法:内部独立源置零 这两种方法多用于 含受控源电路,纯 电阻电路一般不用
6 I1 +3I=9
I=-6I/3=-2I Isc=I1=9/6=1.5A I=0
Req = Uoc / Isc =9/1.5=6
(3) 等效电路
a
+ Req + Uoc – b 3 U0 -
Uoc=9V Req = 6
U0
3 6 3
9 3V
综合应用题
图示线性电路,已知RX=0时, IX=8A, U=12V; 当RX =时,U X =36V, U=6V 。
则: U=3+(-1)=2(V)


(1)叠加定理成立条件是线性电路。 (2)受控源不单独作用,独立源单独作用的含义是令 其他独立源为零,电阻和受控源不动。 独立源为零的含义是:电压源短路,即在该电 压源处用短路替代;电流源开路,即在该电流处用 开路替代。 (3)计算代数和时,注意各分量前的“+‖,“-‖号。 (4)功率不服从叠加定理。 (5)电源单独作用时,可以“单干”,也可以按组。
1 150
1500()

I sc
R0
( A)
U oc I sc

求U0 。 6 – 6I + a

电路分析基础-第4章电路定理课件

电路分析基础-第4章电路定理课件

IS
N
+
-US
将题给的条件代入,得:
40 40K2 I 0 2K1 20K2 I
10 5K1 10K2 I 解之得:K1 =-3.75, K2=1.625,I′=-25A 即有:I 3.75IS 1.625US 25
当US =-40V, IS=20A时,有:
I 3.75 20 1.625 40 25 165A
2.以一条实际电流源支路对外部等效,其中电流源的 电流值等于该含源线性二端网络端钮处短接时的短路电 流isc ,其并联电阻Req 的确定同1,此即诺顿定理。
NS
a
Req
b
uoc+-
a b
isc
a Req
b
二证、明戴:N用维S替宁代i定ab+–u定理理的,外电路证将明外电证路明用一uRo独ce+–q 立i电+–u流ab 源替外电路代。
UOC 4 12 6I1 12V ② 求等效电阻Req:
将独立电源置零,即电压
源处短路、电流源处开路。
Req
1
36 36

戴维宁等效电路如左图所示。
3
(3 1)I 12
b
I 3A
(2)求诺顿等效电路
解: ① 求短路电流:
+
+ 1 _4V+ a
6V_ 12V_
ISC
3 6
采用节点法,参考节点如图(a) 所示,因此有:
(电压源短路,电流源开路)后,所得无源一端口网络
的输入电阻。
(1)不含受控源,用电阻的串、并联及Y-△变换计算。
(2)含受控源,在无源一端口的端口处施加一电压源, 求出此端口处的电流。电压与电流的比值为等效电阻。

电路原理第4章 电路定理

电路原理第4章 电路定理

(4.3) 式中常量kj为激励xj单独作用时该响应的比例系数。它是由电路参数 和电路结构决定的常量,它的性质可能是电阻、电导或常数,可以是正
值,也可以是负值。任何线性电路都具有式(4.3)这种特性,它具有普 遍性,线性电路的这种特性就称为叠加定理。线性方程式(4.3)是叠加 定理的数学表达式。
叠加定理可以表述为:在任何由线性元件、线性受控源及独立源组 成的线性电路中,每个支路的响应(电压或电流)都可以看成是各个独 立电源单独作用时在该支路中产生的响应的代数和。
17
图4.6 替代定理实例
18
在某种意义上,替代定理就是电路等效。注意:第k条支路从广义 上讲也可以是一个一端口网络;在分析电路时,常常用它化简电路,辅 助其他方法求解问题。但应注意的是“替代”与“等效”在内涵上不一 样。替代定理是指在一个特定条件下,量值的等值替代关系,当外电路 发生变化时,替代的量值也将随之变化;而等效变换是等效电路对外保 持相同的伏安关系,当外电路发生变化时,等效电路对外电路的伏安关 系保持不变。
例4.1 求解图4.2(a)所示电路中的电压uab和电流i1。
解 本题独立源数目较多,每个独立源单独作用一次,需作4个分
电路图,分别计算4次,比较麻烦。这里采用独立源分组作用,即3A独 立电流源单独作用一次,其余独立源共同作用一次。作出两个分电路
图,如图4.2所示。
8
图4.2
9
当电路中存在受控源时,叠加定理仍然适用。受控源的作用反映 在回路电流方程或节点电压方程的自阻和互阻或自导和互导中,即式
13
本例计算是应用齐性定理分析梯形电路的典型方法,称为倒推法。 即从电路最远离电源的一端元件开始,先假定一个便于计算的电压或电 流值,逐步向电源起始端推算,得到对应的电源端的电压、电流值,如

电路第4章

电路第4章

B i5 R5 i4 2Ω 20Ω R6 20Ω
第4章 41
_

'
C
K us us
'
i5 i5 1 A , 则
' '
u BC ( R 5 R 6 ) i 5 22 V

120 33 . 02
'
3 . 63
i4
'
'
u BC R4
'
'
1 . 1 A i3 i 4 i5 2 . 1 A

2i
b
分析: (1)由于原电路接有负载,因此首先断开负载;
(2)由于原电路中含有受控源,只能用外加电压源法 或短路电流法。
第4章 43
解:(1) 求开路电压 1A 1 i + -
u n1 5
2
3 a 2Ω 2i
5Ω 5V

+ uoc
- b

1 5
u n1 ( 1 2
1 5

1 2 1 2
电阻和电压源的串联与电导和电流源的并联可以进行等效变换, 它们可以相互进行等效变换。维宁定理和诺顿定理统称为等效 发电机定理。
例4.3:求下图的诺顿等效电路。 解:<1> 求短路电流isc <2> 求等效电导Geq
i
2u1
3
i sc 10
3
A
1
isc
2
u1
a uoc
实验模拟
1A
b
+ 29.13Ω 48.89V -
解: (1)求开路电压uoc (2) 求等效电阻
10Ω 20Ω 1KΩ

清华大学电路原理于歆杰

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uGS UT iDS 0
K
iDS
uGS UT 2
2

UT uGS uDS UT
uGS -
性质:
K iDS
uGS UT 2
2
RON
条件: 3 可变电阻区
uDS UT uGS
+ uGS
性质: RON

RL + uDS -
+ RL uDS -
iDS
+ uS -
iDS
+ uS -
Ru
-
i
P
u
u
R u tan const
i
1. 非线性电阻元件(nonlinear resistor)
电路符号
伏安特征(volt-ampere characteristic)
i
u=f(i)
+
u-
i=g(u)
例1 隧道二极管 i
i+ u _
0
u
给定一种电压,有一种相应旳电流;而给定一种电流, 最多可有3个相应旳电压值。即 i = f (u)。称为“压控型” 或 “ N型”。
模型4
+ ud i
独立电压源串电阻 开路 i
i+
ud
+ usd
+ ud
条件是 i > 0
条件是 ud < usd
例 用分段线性法求u,用理想二极管模型。
+ ud
措施:
i
i
+
+
_us=10sin(t) V
_u
R
假设
检验
模型1 短路 条件是 i > 0
开路 条件是 ud < 0

清华大学电路原理课件-

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实际方向 实际方向
参考方向:任意选定的一个方向即为电流的参考方向。
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
实际方向
i< 0
电流参考方向的两种表示
• 用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示:如 iAB ,电流的参考方向由A指向B。

I 10V
Uac= a– c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论:电路中电位参考点可任意选择;当选择不同的电 位参考点时,电路中各点电位将改变,但任意两点 间电压保持不变。
4. 电动势(electromotive force) 外力(非静电力)克服电场力把单位正电荷从负极经电
源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。
_
_
模型(circuit model)不再存在)。
i
实际电压源
r
(physical source)
u
US
_
_
u
US
0
i
u=US – r i
二、理想电流源(ideal current source)
电路符号
iS
1. 特点:
(a) 电源电流由电源本身决定,与外电路无关; (b) 电源两端电压由外电路决定。
电容( capacitor )元件:表示各种电容器产生电场、 储存能量的作用。
电源( source )元件:表示各种将其它形式的能量转 变成电能的元件。
2. 电路模型
由理想电路元件组成的电路,其与实际电路具有基本相同 的电磁性质。

开关
10BASE-T wall plate

清华大学数电4组合课件

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10
G1门是 非门, 强调低 电平有 效
YS ' ( I 0 ' I1 ' I 2 ' I 3 ' I 4 ' I 5 ' I 6 ' I 7 ' S )'
YEX ' (YS ' S )'
S’是“使能”信号 低电平有效 代表无输入信号 11
代表“有输入信号”
Y2' [( I 7 I 6 I 5 I 4 ) S ]'
一、编码器(Encodor)
编码: 用二值代码表示具体事物(变量)。 如:用0101表示十进制数5。 编码器分为普通编码器和 优先编码器。 (一)普通编码器 普通编码器任何时刻只允许 一个输入有效。 以3位二进制编码器的设计 为例:
注意这个名称
8
1.真 值表
2.函数式
' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' Y2 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I1' I 0 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I1' I 0
Z 3 m ( 2,3,5) ( m m m )
' 0 ' 2
' ' 5 ' 4 ' ' 7
Z 4 m (0,2,4,7 ) ( m m m m )
由于译码器输出 低电平有效,故 选用与非门
25
(四)显示译码器 1.七段字符显示器 这种显示器可用多种发光器件构 成。例如半导体发光二极管、液晶等。 这里以发光二极管为例进行说明。 半导体数码管BS201A的外形图、 等效电路: 驱动电路 共阴极接法 VCC T R 共阳极接法 VCC D
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电路的若干定理
第4章 电路的若干定理 4.1
叠加定理 4.1 叠加定理 4.2
替代定理 4.2 替代定理 4.3 戴维南定理和诺顿定理 4.3 戴维南定理和诺顿定理 4.4
特勒根定理 4.4 特勒根定理 4.5
互易定理 4.5 互易定理 4.6
对偶电路与对偶原理 4.6 对偶电路与对偶原理 本章重点 本章重点
� 本章
本章重点重点重点 • 熟练掌握叠加定理、戴维南和诺顿定理
4.1 叠加定理(Superposition Theorem)
4.2 替代定理(Substitution Theorem)
4.3 戴维南定理和诺顿定理
(Thevenin-Norton Theorem ) 几个名词
小结:
(1)戴维南等效电路中电压源电压等于将外电路断开时端口处的开路电压U oc,电压源方向与所求开路电压方向相同。

(2)串联电阻为将一端口内部独立电源全部置零(电压源短路,电流源开路)后,所得一端口网络的等效电阻。

等效电阻的计算方法:
a. 当网络内部不含有受控源时可采用电阻串并联的方法
计算;
b. 端口加电压求电流法或加电流求电压法(内部独立电
源置零)。

c. 等效电阻等于端口的开路电压与短路电流的比(内部独
立电源保留)。

(3)当一端口内部含有受控源时,控制支路与受控源支路必须包含在被化简的同一部分电路中。

4.4 特勒根定理(Tellegen’s Theorem)
注意:各支路电压、电流均取关联的参考方向 注意:各支路电压、电流均取关联的参考方向 + + ––u 证明:
+ + ––u ˆ
3. 功率平衡定理
在任一瞬间,任一电路中的所有支路所吸收的瞬时 功率的代数和为零,即
此亦可认为特勒根定理在同一电路上的表述。

特勒根定理适用于一切集总参数电路。

只要各支路 u 、i 满足KCL 、KVL 即可。

注意
∑==∑==b
k k k b k k i u p 1
1
将特勒根定理用于同一电路中各支路电流、电压即可
证得上述关系。

)则为同一电路(亦可视为
ˆ ,ˆ ,ˆ ,k k k k i i u u N N ==
4.5 互易定理(Reciprocity Theorem)
0ˆˆˆ ˆˆˆ ˆ3
2211322111
∑∑∑====++=++=b
k k k k b
k k
k b k k k i i R i u i u i u i u i u i u 即
0ˆˆˆ ˆˆˆ ˆ3
2211322111∑∑∑====++=++=b
k k
k k b
k k k b
k k
k i i R i u i u i u i u i u
i u
两式相减,得
11221122
ˆˆˆˆu i u i u i u i +=+
4.6 对偶电路与对偶原理(Dual Principle)。

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