疊加原理就是指在線性電路中有多個電源共同作用時,電路上任意一個支路上的電壓或電流都是各電源單獨(dú)作用下,在各支路上產(chǎn)生的電壓或電流的疊加(代數(shù)和)。
如何理解電路中的疊加原理(圖文教程)
1、電路的疊加原理說的就是一個電路的輸出是由各個源獨(dú)立作用時所產(chǎn)生的輸出的相加之和。這里的源可以是獨(dú)立源也可是受控源。本例以獨(dú)立源為例來說明疊加原理。比如下圖所示的電路。
2、電路可以認(rèn)為由兩個獨(dú)立源,一個電壓源V,一個電流源I
3、當(dāng)電壓源V作用時,則電流源I不起作用,若電流源不起作用時,可以認(rèn)為電流源是開路狀態(tài)的,即如下圖所示
4、所以電壓源單獨(dú)作用時的電路圖如下圖所示
5、所以電壓源單獨(dú)作用時得到的輸出電壓為下圖所示,其實就是兩個電阻的分壓
6、當(dāng)電流源作用時,而電壓源不起作用時,則電壓源是短路的,如下圖所示
7、所以當(dāng)電流源單獨(dú)作用時的電路圖如下圖所示
8、所以電流源單獨(dú)作用時得到的輸出電壓為下圖所示
9、所以總的輸出電壓是上述二者的疊加
線性電路疊加原理
1、線性性
【元件的線性性】當(dāng)描述元件的特性方程為線性方程時,元件為線性元件,如線性電阻元件有u=Ri的特性時,元件為線性元件,如線性電阻元件有u=Ri的特性方程,線性受控源(CCVs)a2=r1°
【線性電路】除電源?!藩?dú)立電源外,電路中的其他元件均為線性元件,這種電路稱為線性電路。
【線性時不變電路】除獨(dú)立電源外,電路中其他元件均為線性元件,且是時不變元件,這種電路稱為線性時不變電路。
【電路的線性性】線性電路中,響應(yīng)(電路中的任何電壓或電流)和激勵(獨(dú)立電壓源與獨(dú)立電流源)的關(guān)系為線性關(guān)系。線性關(guān)系體現(xiàn)為可加性和齊次性。
【齊次性】在僅有一個獨(dú)立電源激勵的線性電路中,若將激勵增大K倍,響應(yīng)也相應(yīng)增大K倍,如圖4-1-1所示,如果x激勵下的某個響應(yīng)(電路中的任何電壓或電流)為y,則Kx激勵下的某個響應(yīng)為ky。
【可加性】多個激勵共同作用引起的響應(yīng),等于每個激勵單獨(dú)作用所引|起的響應(yīng)之和。如圖4-1-2所示,如果x1激勵下的某個響應(yīng)為y1,x2激勵下的某個響應(yīng)為y2,則x和x2共同激勵下的響應(yīng)為y1+y2
2、疊加定理
【疊加定理】對于任意線性電路,由多個獨(dú)立電源共同作用所引起的響應(yīng)等于這些獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時所引起的響應(yīng)的代數(shù)和。疊加定理是線性電路的線性性質(zhì)的體現(xiàn)。
引起的響應(yīng)的代數(shù)和。疊加定理是線性電路的線性性質(zhì)的體現(xiàn)。
【例4-1-1】應(yīng)用疊加定理計算圖4-1-3(a)中電流動i1和電壓u2
解圖4-1-3(a)所示電路有一個獨(dú)立電壓源和一個獨(dú)立電流源,兩個電源共同作用下的響應(yīng)可以由結(jié)點分析方程求得。
通過疊加定理分析。獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用的電路如圖4-1-3(b)、(c)所示。電壓源u5單獨(dú)作用電路如圖
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