电路(第五版)第四章 电路定理
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电路第五版(邱关源)电路定理
电路第五版(邱关源) 电路定理
contents
目录
• 基尔霍夫定律 • 叠加定理 • 戴维南定理 • 诺顿定理 • 对偶定理
01
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律是电路分析中重要 的基本定律之一，它包括基尔霍 夫电流定律（KCL）和基尔霍夫
电压定律（KVL）。
基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任一节点，流入该节点的 电流之和等于流出该节点的电流
内容
总结词
诺顿定理的内容是“任何线性电阻电路 可以等效为一个电流源和电阻的并联组 合”。
VS
详细描述
根据诺顿定理，我们可以通过测量电路中 某些关键点的电压和电流，来计算出等效 的电流源和电阻的值。这个等效电路具有 与原电路相同的电压和电流，从而使得电 路的分析变得简单和直观。
应用
总结词
诺顿定理在电路分析和设计中具有广泛的应用。
之和。
基尔霍夫电压定律指出，对于电 路中的任一闭合回路，沿着回路 绕行方向，各段电压的代数和等
于零。
内容
基尔霍夫电流定律
在电路中，对于任意一个节点，所有 流入的电流总和等于所有流出的电流 总和。
基尔霍夫电压定律
在电路中，对于任意一个闭合回路， 所有电压降落的代数和等于零。
应用
在实际电路分析中，基尔霍夫定律的 应用非常广泛，它可以帮助我们解决 各种复杂的电路问题，如节点分析、 网孔分析等。
独立电源
叠加定理要求各个电源独立作用，即一个电源产 生的电压或电流与其他电源无关。
响应电压或电流
叠加定理计算的是电路中某一支路的响应电压或 电流，而不是总电压或总电流。
应用
简化计算
在多个电源同时作用的复杂电路中， 通过应用叠加定理，可以将问题分解 为多个简单的问题进行计算，从而简 化计算过程。
contents
目录
• 基尔霍夫定律 • 叠加定理 • 戴维南定理 • 诺顿定理 • 对偶定理
01
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律是电路分析中重要 的基本定律之一，它包括基尔霍 夫电流定律（KCL）和基尔霍夫
电压定律（KVL）。
基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任一节点，流入该节点的 电流之和等于流出该节点的电流
内容
总结词
诺顿定理的内容是“任何线性电阻电路 可以等效为一个电流源和电阻的并联组 合”。
VS
详细描述
根据诺顿定理，我们可以通过测量电路中 某些关键点的电压和电流，来计算出等效 的电流源和电阻的值。这个等效电路具有 与原电路相同的电压和电流，从而使得电 路的分析变得简单和直观。
应用
总结词
诺顿定理在电路分析和设计中具有广泛的应用。
之和。
基尔霍夫电压定律指出，对于电 路中的任一闭合回路，沿着回路 绕行方向，各段电压的代数和等
于零。
内容
基尔霍夫电流定律
在电路中，对于任意一个节点，所有 流入的电流总和等于所有流出的电流 总和。
基尔霍夫电压定律
在电路中，对于任意一个闭合回路， 所有电压降落的代数和等于零。
应用
在实际电路分析中，基尔霍夫定律的 应用非常广泛，它可以帮助我们解决 各种复杂的电路问题，如节点分析、 网孔分析等。
独立电源
叠加定理要求各个电源独立作用，即一个电源产 生的电压或电流与其他电源无关。
响应电压或电流
叠加定理计算的是电路中某一支路的响应电压或 电流，而不是总电压或总电流。
应用
简化计算
在多个电源同时作用的复杂电路中， 通过应用叠加定理，可以将问题分解 为多个简单的问题进行计算，从而简 化计算过程。
电路(第五版)第四章 电路定理12
+ 10V –
6
+ 4 u –
4A
解:
(1) 10V电压源单独作用，4A电流源开路 u'=4V (2) 4A电流源单独作用，10V电压源短路 u"= -42.4= -9.6V
共同作用：u=u'+u"= 4+(- 9.6)= - 5.6V
6 6 + 4 u' – + 4 u'' i'' –
4、画原电路的戴维宁等效电路图，求解相关参量。
例1：教材P93例4-5
求i3
R R eq R1 R 2 R1 R 2 1.33
a i3
c R6
u S u OC R 2 i u S 2
u S1 u S 2 R1 R 2
R5 R1 i R2 R3 R4 uS1_ uS2_ b d
+ 10V –
4A
例2. 求电压Us。
+ 10V –
I1
6
+ 4
10 I1
– + 4A
Us –
解: (1) 10V电压源单独作用的分电路为：
I1 ' + 10V –
6
I1 '
+ 4
10 I1' – + Us' –
受控源要保留； 其控制量要与分 电路保持一致
I1'= 10/（6+4）= 1A
（2）由此可知当RL=Req=1时可获得最大功率：
p max
u oc 4 R eq
2
25 41
W 6 . 25 W
+
6
+ 4 u –
4A
解:
(1) 10V电压源单独作用，4A电流源开路 u'=4V (2) 4A电流源单独作用，10V电压源短路 u"= -42.4= -9.6V
共同作用：u=u'+u"= 4+(- 9.6)= - 5.6V
6 6 + 4 u' – + 4 u'' i'' –
4、画原电路的戴维宁等效电路图，求解相关参量。
例1：教材P93例4-5
求i3
R R eq R1 R 2 R1 R 2 1.33
a i3
c R6
u S u OC R 2 i u S 2
u S1 u S 2 R1 R 2
R5 R1 i R2 R3 R4 uS1_ uS2_ b d
+ 10V –
4A
例2. 求电压Us。
+ 10V –
I1
6
+ 4
10 I1
– + 4A
Us –
解: (1) 10V电压源单独作用的分电路为：
I1 ' + 10V –
6
I1 '
+ 4
10 I1' – + Us' –
受控源要保留； 其控制量要与分 电路保持一致
I1'= 10/（6+4）= 1A
（2）由此可知当RL=Req=1时可获得最大功率：
p max
u oc 4 R eq
2
25 41
W 6 . 25 W
+
电路第五版邱光源第四章
功率因数改善方法
通过增加无功补偿装置，如电容器、电感器等，来提高功率因数。
意义
提高功率因数可以减少线路损耗，提高电源利用率，节约能源。
三相电路
三相电源
由三个相位差为120度的正弦电压组成。
三相负载
分为对称和不对称负载，有星形和三角形连 接方式。
三相功率
三相电路中的有功功率、无功功率和视在功 率计算方法与单相电路类似。
电路第五版邱光源第 四章
目录
• 电路的基本概念 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析 • 交流电路的分析 • 交流电路的功率和功率因数
01
电路的基本概念
电流、电压和电阻
电流
电荷的定向移动形成电流，通常用符号I表示，单位为安培 （A）。
电压
电场中电势差，使单位正电荷从高电位端经过电路移动到 低电位端，通常用符号U表示，单位为伏特（V）。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
相位 正弦交流电的相位是指电流相对 于时间轴的位置，通常用角度来 表示。
阻抗和导纳
阻抗
阻抗是表示电路阻碍电流流动的物理量 ，由电阻、电感、电容等元件共同作用 产生。在正弦交流电中，阻抗由电阻和 电抗两部分组成。
VS
导纳
导纳是表示电路中电流与电压之间相互关 系的物理量，由电导和电纳共同组成。在 正弦交流电中，导纳与阻抗互为倒数关系 。
04
交流电路的分析
正弦交流电的基本概念
正弦交流电 正弦交流电是指电流随时间按正 弦函数规律变化的交变电流。
有效值 正弦交流电的有效值是指电流在 一个周期内所产生的平均功率等 于直流电流在相同时间内产生的 平均功率的值。
频率 正弦交流电的频率是指单位时间 内电流变化所经历的完整循环次 数，单位为赫兹（Hz）。
通过增加无功补偿装置，如电容器、电感器等，来提高功率因数。
意义
提高功率因数可以减少线路损耗，提高电源利用率，节约能源。
三相电路
三相电源
由三个相位差为120度的正弦电压组成。
三相负载
分为对称和不对称负载，有星形和三角形连 接方式。
三相功率
三相电路中的有功功率、无功功率和视在功 率计算方法与单相电路类似。
电路第五版邱光源第 四章
目录
• 电路的基本概念 • 电路的分析方法 • 电路的暂态分析 • 交流电路的分析 • 交流电路的功率和功率因数
01
电路的基本概念
电流、电压和电阻
电流
电荷的定向移动形成电流，通常用符号I表示，单位为安培 （A）。
电压
电场中电势差，使单位正电荷从高电位端经过电路移动到 低电位端，通常用符号U表示，单位为伏特（V）。
THANKS FOR WATCHING
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相位 正弦交流电的相位是指电流相对 于时间轴的位置，通常用角度来 表示。
阻抗和导纳
阻抗
阻抗是表示电路阻碍电流流动的物理量 ，由电阻、电感、电容等元件共同作用 产生。在正弦交流电中，阻抗由电阻和 电抗两部分组成。
VS
导纳
导纳是表示电路中电流与电压之间相互关 系的物理量，由电导和电纳共同组成。在 正弦交流电中，导纳与阻抗互为倒数关系 。
04
交流电路的分析
正弦交流电的基本概念
正弦交流电 正弦交流电是指电流随时间按正 弦函数规律变化的交变电流。
有效值 正弦交流电的有效值是指电流在 一个周期内所产生的平均功率等 于直流电流在相同时间内产生的 平均功率的值。
频率 正弦交流电的频率是指单位时间 内电流变化所经历的完整循环次 数，单位为赫兹（Hz）。
电路分析基础第五版第4章
中产生的电流；
产生的电流。
即：由两个激励产生的响应可表示为每一个激 励单独作用时产生的响应之和。这就是电路理 论中的“叠加性”。
叠加定理：在线性电路中，求某支路(元件)的电压 或电流(响应)等于每个独立源(激励)分别单独作用 时，在该支路产生电压或电流的代数和。
适用范围：多电源激励线性电路。
分析方法： （1）设电压、电流的参考方向。 （2）画子图：每个独立源单独作用时的电路图。 电压源不作用视为短路，电流源不作用视为开路， 其它线性元件照搬。
6
先求出ab支路（ 电流ix 所流经的支路）以外电
a ix
b
18V 20
路其余部分就端口ab而
6
3
言的戴维宁等效电路。
c
o (a)
3
6
+
a + uoc - b
18V
6
3
（1）求开路电压uoc， 即断开ab支路后，求 ab之间的电压，如图 （b）所示。
o (b)
uoc = uab=uao- ubo
设想音频放大器（功放）提供恒定功率，
思考
若同时外接多个扬声器，那么以不同的方
式连接，会有什么样的音响效果?
另外，当人们在收听音乐时，偶尔会发生
生失真现象.这又是什么引起的，该如何遭
免呢?
§4-1 叠加定理
线性电路— 由线性元件和独立源构成的电路。
1、线性电路的齐次性 齐次定理：线性电路中所有激励（独立源） 都增大或缩小K倍（K为实常数），响应也将 同样增大或缩小K倍。
利用叠加定理分别求出 1
电压源和电流源单独作
用时的短路电流 isc和isc
如图(b)、(c)所示。
a
电路定理
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
38
N
4-3 戴维南定理和诺顿定理
1. U oc的求法 1) 测量: 将ab端开路，测量开路处的电压U oc 2) 计算: 去掉外电路，ab端开路，计算开路电压U oc 2. Ro的求法
U ' I 'U ' ' I ' 'U ' I ' 'U ' ' I '
P' U ' I ' P'' U '' I ''
P P ' P ' '
功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数。
16
4-1 线性电路补充性质-齐性原理
性质2: 齐次性
——齐性原理（homogeneity property)
u3 u3 u3
8
4-1 叠加定理
u3 u3 u3
10V
i1 6
R1
us
10i1
i2
R2 4
u3
4A is
=
i1
i1
R1
us
i2
10i1
u3
R1
i2
10i1
R2
+
R2
(b) 电流源单独作用
iS
u3
9
(a) 电压源单独作用
若已知其端电流，可用一个电流源来代替，此电流 源的电流的大小和参考方向均与已知的端电流相同。
i
i a u b uoc
Req
a
u b
38
N
4-3 戴维南定理和诺顿定理
1. U oc的求法 1) 测量: 将ab端开路，测量开路处的电压U oc 2) 计算: 去掉外电路，ab端开路，计算开路电压U oc 2. Ro的求法
U ' I 'U ' ' I ' 'U ' I ' 'U ' ' I '
P' U ' I ' P'' U '' I ''
P P ' P ' '
功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数。
16
4-1 线性电路补充性质-齐性原理
性质2: 齐次性
——齐性原理（homogeneity property)
u3 u3 u3
8
4-1 叠加定理
u3 u3 u3
10V
i1 6
R1
us
10i1
i2
R2 4
u3
4A is
=
i1
i1
R1
us
i2
10i1
u3
R1
i2
10i1
R2
+
R2
(b) 电流源单独作用
iS
u3
9
(a) 电压源单独作用
若已知其端电流，可用一个电流源来代替，此电流 源的电流的大小和参考方向均与已知的端电流相同。
(完整版)电路(第五版). 邱关源原著 电路教案,第4章.
第4章 电路定理● 本章重点1、叠加定理的应用及注意事项；2、替代定理的含义；3、应用戴维南、诺顿定理分析电路；4、最大功率传输定理Maximum power transfer theorem 的内容。
● 本章难点1、含有受控源电路应用叠加定理；2、求解含有受控源电路的戴维南、诺顿等效电路。
● 教学方法本章讲述了电路理论的一些重要定理，共用6课时。
采用讲授为主，自学为辅的教学方法。
为使学生能理解定理内容，并应用定理来分析问题和解决问题。
在课堂上讲述了大量例题，课下布置一定的作业，使学生能学会学懂，由于课时量偏紧，对于定理的证明要求自学。
● 授课内容4.1 叠加定理 线性函数)(x f ：)()()(2121x f x f x x f +=+ —可加性Additivity)()(x af ax f = —齐次性Homogeneity )()()(2121x bf x af bx ax f +=+—叠加性Superposition（a 、b 为任意常数Arbitrary Constant ）一、定理对于任一线性网络，若同时受到多个独立电源的作用，则这些共同作用的电源在某条支路上所产生的电压或电流等于每个独立电源各自单独作用时，在该支路上所产生的电压或电流分量的代数和。
例1：试用叠加定理计算图4-1（a ）电路中3Ω电阻支路的电流I 。
图4-1（a ）二、注意事项（1）只适用于线性电路中求电压、电流，不适用于求功率；也不适用非线性电路；（2）某个独立电源单独作用时，其余独立电源全为零值，电压源用“短路”替代，电流源用“断路”替代；（3）受控源不可以单独作用，当每个独立源作用时均予以保留； （4）“代数和”指分量参考方向与原方向一致取正，不一致取负。
例2：电路如图4-2（a ），试用叠加法求U 和x I 。
图4-2（a ）解：第一步10V 电压源单独作用时如图4-2（b ）。
_2Ω 6V2I x +_26Ω'A 3I =-6V+ "A 3I =-2Ω _'x I+_'图4-2（b ）''x x 3210I I += ⇒ 'x 2I A = （受控源须跟控制量作相应改变）'x '36V U I ==第二步3A 电流源单独作用时如图4-2（c ）。
第四章 电路定理
R1 R4 R2 R3
2、电路中含有受控源。
R1 R2 R3 R4 R2 R3
即： R1 R3 R2 R4
求uoc 时，就是含受控源的线性电路分析问题； 求Re q 时，将独立源置零、受控源保留，用外加激励法。
1 uS R1 R2
i1
i2
R2 iS R1 R2
R1 iS R1 R2
u2 R2i2
R1 R2 iS R1 R2
i1 i1 i1，
u2 u2 u2
二，使用叠加定理的注意事项： • • • 叠加定理只适用于线性电路； 分解电路时，除独立电源以外的所有元件及连线不予更动； 电路中所有电压电流的参考方向不变；
示线性电阻电路，用叠加定理求得：
10 2 i1 (t ) A 2.5e t A (2.5 1.25e t )A 22 22 10 2 i 2 (t ) A 2.5e t A (2.5 1.25e t )A 22 22
§4-3 戴维南定理和诺顿定理 一、问题的引入： 1、对于一个无源线性一端口： 2、对于一个含独立源的线性一端口：
思考一下：如果上图中，不止一个电源激励，还有另外一个激励时， 如何分析？ 结论：当两个电源激励同时增大K倍时，所有支路的响应也相 应增大K倍。 （这一点可以很方便的用叠加定理加以证明。） 2、齐性定理的推广： 在线性电路中，如果所有激励同时均增大K倍，则所有响 应也相应增大K倍。
再思考：如果线性电路中有两个电源激励，不同时增大同一倍数， 一个增大K1倍，而另一个增大K2倍，则响应会如何变化？ 请看下图电路：
•
• •
独立电压源置零，用短路线取代（支路作短路处理） ；
2、电路中含有受控源。
R1 R2 R3 R4 R2 R3
即： R1 R3 R2 R4
求uoc 时，就是含受控源的线性电路分析问题； 求Re q 时，将独立源置零、受控源保留，用外加激励法。
1 uS R1 R2
i1
i2
R2 iS R1 R2
R1 iS R1 R2
u2 R2i2
R1 R2 iS R1 R2
i1 i1 i1，
u2 u2 u2
二，使用叠加定理的注意事项： • • • 叠加定理只适用于线性电路； 分解电路时，除独立电源以外的所有元件及连线不予更动； 电路中所有电压电流的参考方向不变；
示线性电阻电路，用叠加定理求得：
10 2 i1 (t ) A 2.5e t A (2.5 1.25e t )A 22 22 10 2 i 2 (t ) A 2.5e t A (2.5 1.25e t )A 22 22
§4-3 戴维南定理和诺顿定理 一、问题的引入： 1、对于一个无源线性一端口： 2、对于一个含独立源的线性一端口：
思考一下：如果上图中，不止一个电源激励，还有另外一个激励时， 如何分析？ 结论：当两个电源激励同时增大K倍时，所有支路的响应也相 应增大K倍。 （这一点可以很方便的用叠加定理加以证明。） 2、齐性定理的推广： 在线性电路中，如果所有激励同时均增大K倍，则所有响 应也相应增大K倍。
再思考：如果线性电路中有两个电源激励，不同时增大同一倍数， 一个增大K1倍，而另一个增大K2倍，则响应会如何变化？ 请看下图电路：
•
• •
独立电压源置零，用短路线取代（支路作短路处理） ；
邱关源《电路》第五版 第四章 电路定理
1 + u 1
-
任何一个有源一端口网络，对外电路来说，可 以用一个电流源和电阻相并的组合来等效代替。电
1 R0=Req + + u uS =uOC 1
i
外 电 路
u uS R0i
uS uoc
R0 Req
§4-3 戴维宁定理和诺顿定理
3. 举例
【例1】电路如图，求通过电阻R3的电流I3 。
I3
4
R3 5
8
a Uoc
b 8
2
2
4 2
2 I1
+
40V
+
40V
10
+
-
2.25A 1
A 1.5A 1
B
1 0.5A 1A
US
+ Us D 4.5A 1 6
0.75A
6.75V
U AD 6 4.5V
U BC 2 3V
U 0 =2V
C 1 B 1
A 3A
+ 13.5V
1.5A
1A
2A
Us
-
6
U AD 6 9V
U BC 2 6V
U 0 =4V
iS1
+
R3
uS3
R3 iS1
中，任一支路电流
（或支路电压）都是
i iR1 R4 R2 R2 R1
i R1
R1
uS2
+ -
=
R4 i R 2 R2电路各个独立电源单
独作用时在该支路产
+
i R1
R1
R4 i R 2 R2
iR1
生的电流（或电压）
考研复习邱关源第五版电路浓缩版绝对好用
式
其中
G(n-1)1un1+G(n-1)2un2+…+G(n-1)nun(n-1)=iSn(n-1)
Gii —自电导，等于接在结点i上所有支路的电导之和(包括电压
源与电阻串联支路)。总为正。
Gij = Gji—互电导，等于接在结点i与结点j之间的所支路的
电导之和，总为负。
iSni — 流入结点i的所有电流源电流的代数和（流入结点取
I2
②
U s3
R3
－I1＋I2－I3=0 I1 ×R1－US1＋ I2 ×R2=0 I2 ×R2＋I3×R3－US3=0
代入数据得：
－ I1 ＋ I2 － I3 =0
I1 －10＋3× I2 =0 3×I2 ＋2× I3 －13=0
解得： I1 =1A， I2 =3A， I3 =2A
电压源US1的功率：PUS1=-US1× I1 =-10×1=-10W (发出）
I3 = 1 A
I2 = IS1－I3 = 0.5 A
IS1
R2
I3
rI3
R2 R3
I2
输入电阻
1. 定义
无 源
i
+ u
-
输入电阻
Rin
u i
2. 计算方法
（1）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、 并联和 —Y变换等方法求它的等效电阻；
（2）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输
入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电流 源，求得电压，得其比值。
R6 R3
列回路电压方程如下
IL1 = IS2 IL2 = gU6
I5
g U6
2
I4
R1
《电路》邱关源第五版课后习题答案解析
电路答案——本资料由张纪光编辑整理（C2-241内部专用）第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U A B =5V 可得：I AC .=-25A ：U D B =0：U S .=125V 。
【题2】：D 。
【题3】：300；-100。
【题4】：D 。
【题5】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】：3；-5；-8。
【题7】：D 。
【题8】：P US1=50 W ；P U S 26=- W ；P U S 3=0；P I S 115=- W ；P I S 2 W =-14；P I S 315=- W 。
【题9】：C 。
【题10】：3；-3。
【题11】：-5；-13。
【题12】：4（吸收）；25。
【题13】：0.4。
【题14】：3123I +⨯=；I =13A 。
【题15】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。
【题16】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】：由图可得U E B =4V ；流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23；又由节点D 列KCL 得I I C D =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上 式，得U A C =-7V 。
【题18】：P P I I 12122222==；故I I 1222=；I I 12=； ⑴ KCL ：43211-=I I ；I 185=A ；U I I S =-⨯=218511V 或16.V ；或I I 12=-。
⑵ KCL ：43211-=-I I ；I 18=-A ；U S =-24V 。
第二章 电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I =-+9473A =0.5 A ；U I a b .=+=9485V ； I U 162125=-=a b .A ；P =⨯6125. W =7.5 W；吸收功率7.5W 。
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解
i1 110 /5 (5 10) // 10 10A
5
i2 3i1 / 5 6A i3 2i1 / 5 4A u 10i2 60V
替代以后有：
i1 (110 60) / 5 10A i3 60 / 15 4A
＋ i i3 2 ＋ 110V u 10 10 － － 替 代 5 5 ＋ i i1 i3 2 ＋ 110V 10 － －
1 2 2 3
1. 叠加定理
2 .定理的证明
应用结点法：
is1
+ us2 –
+ us3 –
(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1
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G2uS 2 G3uS 3 iS 1 1 un1 G2 G3 G2 G3 G2 G3 G i G i3 2 2 1 或表示为： is1 + us2 un1 a1iS 1 a2us 2 a3uS 3 (1) ( 2) ( 3) –
＋
2 i (2)
1 ＋ 5A ＋ u(2) 2i (2) － －
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受控源始终保留
i（1） 2 ＋
10V －
1 ＋ u（1） ＋ ＋ (1) － 2iA ＋ u(2) 2i (2) － －
10V电源作用： i
(1) (1)
(10 2i ) /(2 1)
1 1 1 10 2 ( )u1 6 2 2 5 2 2 I1 (5 2) / 2 1.5A R 2 /1 2Ω
u1 6 / 1.2 5V
I 1.5 0.5 1A
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例5 已知: uab=0, 求电阻R
uab 0 解 iab icd 0
6
6
＋
注意 叠加方式是任意的，可以一次一个独立
源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用， 取决于使分析计算简便。 1 ＋ 5A 计算电压u、电流i。 i ＋2 例3 ＋ u 10V 2i － 解 画出分电路图 － －
i（1） 2 ＋ 10V － 1 ＋ u（1） ＋ 2i(1) － －
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)。
( 2)
3A ＋ 3 ＋ 12V －
u
－ 1 2A
i (6 12) /(6 3) 2A
i (2) － 6V ＋ ＋u(2) － 3 ＋ 1 12V 2A －
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u ( 2) 6i ( 2) 6 2 1 8V u u (1) u ( 2) 9 8 17V
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)。
4. 叠加定理的应用 例1 求电压源的电流及功率
2A 解 画出分电路图 2 4 10 70V + － I
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5
下 页
2A 4 2
I
(1)
10 5
＋
4 2
10 70V + － I (2） 5
2A电流源作用，电桥平衡：
两个简单电路
I 0
(1)
70V电压源作用： I ( 2) 70 /14 70 / 7 15A
G3 + us3 –
un1 un1 un1
支路电流为：
G3G2 G3G2uS 3 G2iS 1 i2 (un1 uS 2 )G2 ( )uS 2 G2 G3 2 G2 G3 G2 G3 b1iS 1 b2uS 2 b3uS 3 i2(1) i2( 2 ) i2( 3) G3G2 G2G3 G3iS 1 i3 (un1 uS 3 )G3 ( )uS 2 ( )uS 3 G2 G3 G2 G3 3 G2 G3 i3(1) i3( 2 ) i3( 3)
I R I1 1 2A
12 R 6Ω 2
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uR uC ub 20 8 12V
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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：
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例3 已知:uab=0, 求电阻R
解 用替代： 4 4 RR
c aa 1A 3 ＋3V uC 20V 8 I1 8 2 2 IR I ++ 20V 20V － bb － －
uab 3I 3 0 I 1A
用结点法：
1 1 1 20 a点 ( )ua 1 2 4 4 ua ub 8V I1 1A
=
G1 i is1
(1) 2
G2
i3(1)
G3
三个电源共同作用 G1 i
( 2) 2
is1单独作用 G1 i
( 3) 2
i3( 2 ) G3
+ us2 –
i3( 3) G3
+
+
+
us3 –
us3单独作用
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us2单独作用
③功率不能叠加(功率为电压和电流的乘积，为 电源的二次函数)。 ④ u, i叠加时要注意各分量的参考方向。 ⑤含受控源(线性)电路亦可用叠加，但受控源应 始终保留。
i 2 (1) 1A
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例4 封装好的电路如图，已知下列实验数据：
当 uS 1V, iS 1A 时， 响应 i 2A 当 uS 1V, iS 2A 时， 响应 i 1A 求 uS 3V, iS 5A 时， 响应 i ？
解 根据叠加定理
注意
①当激励只有一个时，则响应与激励成正比。 ②具有可加性。
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例
RL=2 R1=1 R2=1 us=51V，求电流 i 21A R1 8A R1 + 8V – 13A R2 3A R1 + 3V – 5A R2 2A RL i i '=1A + 2V –
+21V– + + us R2 – – u '=34V s 解 则
例
10 + 20V –
10 Uoc + 10V – – b
a
a +
应用电源等效变换
a
2A
1A
+ 5 Uoc – b
Req 5 + 15V Uoc 返 回
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ik
+ uk – 支 路 uk k – +
ik
ik + uk – R=uk/ik
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2. 定理的证明
ik
A
+支 uk 路 – k ik + uk – － uk
A
+ 支 uk 路 – k
+ uk –
A
＋
－ uk ＋
证毕!
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例 求图示电路的支路电压和电流 5
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3. 替代定理的应用 1 例1 若使 I x I , 试求Rx 8
解 用替代：
3 1 I 8 ＋ 0.5 10V 0.5I －
1
0.5 0.5 1 Ix Rx I
– U + 0.5 0.5
I 1
0.5
1
=
– U' + 0.5 0.5
+
0.5
1 I 8 –
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4.3 戴维宁定理和诺顿定理
工程实际中，常常碰到只需研究某一支路的电 压、电流或功率的问题。对所研究的支路来说，电
路的其余部分就成为一个有源二端网络，可等效变
换为较简单的含源支路(电压源与电阻串联或电流 源与电阻并联支路), 使分析和计算简化。戴维宁 定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路及其计算 方法。
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结论 结点电压和支路电流均为各电源的一次
函数，均可看成各独立电源单独作用时， 产生的响应之叠加。
3. 几点说明
①叠加定理只适用于线性电路。 ②一个电源作用，其余电源为零 电压源为零 — 短路。 电流源为零 — 开路。
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G1 is1
i2
G2 + us2 –
i3
G3 + us3 –
第4章 电路定理
本章重点
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5* 4.6* 4.7* 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 特勒根定理 互易定理 对偶原理 首页
i1 110 /5 (5 10) // 10 10A
5
i2 3i1 / 5 6A i3 2i1 / 5 4A u 10i2 60V
替代以后有：
i1 (110 60) / 5 10A i3 60 / 15 4A
＋ i i3 2 ＋ 110V u 10 10 － － 替 代 5 5 ＋ i i1 i3 2 ＋ 110V 10 － －
1 2 2 3
1. 叠加定理
2 .定理的证明
应用结点法：
is1
+ us2 –
+ us3 –
(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1
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G2uS 2 G3uS 3 iS 1 1 un1 G2 G3 G2 G3 G2 G3 G i G i3 2 2 1 或表示为： is1 + us2 un1 a1iS 1 a2us 2 a3uS 3 (1) ( 2) ( 3) –
＋
2 i (2)
1 ＋ 5A ＋ u(2) 2i (2) － －
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受控源始终保留
i（1） 2 ＋
10V －
1 ＋ u（1） ＋ ＋ (1) － 2iA ＋ u(2) 2i (2) － －
10V电源作用： i
(1) (1)
(10 2i ) /(2 1)
1 1 1 10 2 ( )u1 6 2 2 5 2 2 I1 (5 2) / 2 1.5A R 2 /1 2Ω
u1 6 / 1.2 5V
I 1.5 0.5 1A
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例5 已知: uab=0, 求电阻R
uab 0 解 iab icd 0
6
6
＋
注意 叠加方式是任意的，可以一次一个独立
源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用， 取决于使分析计算简便。 1 ＋ 5A 计算电压u、电流i。 i ＋2 例3 ＋ u 10V 2i － 解 画出分电路图 － －
i（1） 2 ＋ 10V － 1 ＋ u（1） ＋ 2i(1) － －
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)。
( 2)
3A ＋ 3 ＋ 12V －
u
－ 1 2A
i (6 12) /(6 3) 2A
i (2) － 6V ＋ ＋u(2) － 3 ＋ 1 12V 2A －
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u ( 2) 6i ( 2) 6 2 1 8V u u (1) u ( 2) 9 8 17V
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)。
4. 叠加定理的应用 例1 求电压源的电流及功率
2A 解 画出分电路图 2 4 10 70V + － I
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2A 4 2
I
(1)
10 5
＋
4 2
10 70V + － I (2） 5
2A电流源作用，电桥平衡：
两个简单电路
I 0
(1)
70V电压源作用： I ( 2) 70 /14 70 / 7 15A
G3 + us3 –
un1 un1 un1
支路电流为：
G3G2 G3G2uS 3 G2iS 1 i2 (un1 uS 2 )G2 ( )uS 2 G2 G3 2 G2 G3 G2 G3 b1iS 1 b2uS 2 b3uS 3 i2(1) i2( 2 ) i2( 3) G3G2 G2G3 G3iS 1 i3 (un1 uS 3 )G3 ( )uS 2 ( )uS 3 G2 G3 G2 G3 3 G2 G3 i3(1) i3( 2 ) i3( 3)
I R I1 1 2A
12 R 6Ω 2
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uR uC ub 20 8 12V
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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：
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例3 已知:uab=0, 求电阻R
解 用替代： 4 4 RR
c aa 1A 3 ＋3V uC 20V 8 I1 8 2 2 IR I ++ 20V 20V － bb － －
uab 3I 3 0 I 1A
用结点法：
1 1 1 20 a点 ( )ua 1 2 4 4 ua ub 8V I1 1A
=
G1 i is1
(1) 2
G2
i3(1)
G3
三个电源共同作用 G1 i
( 2) 2
is1单独作用 G1 i
( 3) 2
i3( 2 ) G3
+ us2 –
i3( 3) G3
+
+
+
us3 –
us3单独作用
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us2单独作用
③功率不能叠加(功率为电压和电流的乘积，为 电源的二次函数)。 ④ u, i叠加时要注意各分量的参考方向。 ⑤含受控源(线性)电路亦可用叠加，但受控源应 始终保留。
i 2 (1) 1A
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例4 封装好的电路如图，已知下列实验数据：
当 uS 1V, iS 1A 时， 响应 i 2A 当 uS 1V, iS 2A 时， 响应 i 1A 求 uS 3V, iS 5A 时， 响应 i ？
解 根据叠加定理
注意
①当激励只有一个时，则响应与激励成正比。 ②具有可加性。
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例
RL=2 R1=1 R2=1 us=51V，求电流 i 21A R1 8A R1 + 8V – 13A R2 3A R1 + 3V – 5A R2 2A RL i i '=1A + 2V –
+21V– + + us R2 – – u '=34V s 解 则
例
10 + 20V –
10 Uoc + 10V – – b
a
a +
应用电源等效变换
a
2A
1A
+ 5 Uoc – b
Req 5 + 15V Uoc 返 回
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ik
+ uk – 支 路 uk k – +
ik
ik + uk – R=uk/ik
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2. 定理的证明
ik
A
+支 uk 路 – k ik + uk – － uk
A
+ 支 uk 路 – k
+ uk –
A
＋
－ uk ＋
证毕!
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例 求图示电路的支路电压和电流 5
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3. 替代定理的应用 1 例1 若使 I x I , 试求Rx 8
解 用替代：
3 1 I 8 ＋ 0.5 10V 0.5I －
1
0.5 0.5 1 Ix Rx I
– U + 0.5 0.5
I 1
0.5
1
=
– U' + 0.5 0.5
+
0.5
1 I 8 –
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4.3 戴维宁定理和诺顿定理
工程实际中，常常碰到只需研究某一支路的电 压、电流或功率的问题。对所研究的支路来说，电
路的其余部分就成为一个有源二端网络，可等效变
换为较简单的含源支路(电压源与电阻串联或电流 源与电阻并联支路), 使分析和计算简化。戴维宁 定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路及其计算 方法。
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结论 结点电压和支路电流均为各电源的一次
函数，均可看成各独立电源单独作用时， 产生的响应之叠加。
3. 几点说明
①叠加定理只适用于线性电路。 ②一个电源作用，其余电源为零 电压源为零 — 短路。 电流源为零 — 开路。
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G1 is1
i2
G2 + us2 –
i3
G3 + us3 –
第4章 电路定理
本章重点
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5* 4.6* 4.7* 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 特勒根定理 互易定理 对偶原理 首页