常用电路分析方法.ppt

工程电路分析工程电路分析第五章 常用电路分析方法天津大学电信学院天津大学电信学院2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院2本章目录本章目录线性和叠加性线性和叠加性1单口网络的等效电路单口网络的等效电路2戴维南等效电路戴维南等效电路3最大功率传输定理最大功率传输定理42024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院35.1 线性和叠加性线性和叠加性1、齐次性、齐次性 叠加性叠加性 线性线性齐次性次性(Homogeneity)单个个电源作用下的源作用下的线性网性网络,响响应和激励成正比和激励成正比.叠加性叠加性(Superposition)线性网性网络中中,多个激励共同作用多个激励共同作用下的响下的响应等于各激励等于各激励单独作用独作用下各响下各响应的代数和的代数和.叠加性和叠加性和齐次性次性统称称为线性性(Linearity)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院4线性性电压-电流关系流关系:通通过元件的元件的电流与元件两端的流与元件两端的电压成成正比正比.电阻阻 v(t)=Ri(t).线性元件性元件:具有具有线性性电压-电流关系的无源元件流关系的无源元件.线性受控源性受控源:输出出电压或或电流与流与电路中某路中某处的的电流或流或电压(或它或它们的代数和的代数和)的一次的一次幂成正比成正比.线性性电路路:由独立源、由独立源、线性受控源和性受控源和线性元件性元件组成的成的电路路.本本课程研究的程研究的电路都是路都是线性性电路路.2、线性电路和线性元件、线性电路和线性元件2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院5对于于线性性网网络,各独立源各独立源同同时增大增大(或或缩小小)k倍倍,则该网网络中的任意中的任意支路支路电压或或电流也相流也相应地增大地增大(或或缩小小)k倍倍.5.1 线性和叠加性3、齐次定理、齐次定理2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院6解法解法1:电阻串并联电阻串并联 分压分压 欧姆定律欧姆定律解法解法2:网孔分析法网孔分析法or网孔分析法网孔分析法解法解法3:齐次定理齐次定理例例1 求下图所示电路中各支路的支路电压和电流求下图所示电路中各支路的支路电压和电流.5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院74、叠加定理、叠加定理(课本定本定义)在任何在任何线性性电阻网阻网络中中,.(pp.110)定理内容定理内容:在具有唯一解的在具有唯一解的线性网性网络中中,所有所有独立源共同作用独立源共同作用下下各无源元件的各无源元件的电流或流或电压,等于每一个独立源等于每一个独立源单独作用下独作用下产生的生的电压或或电流的代数和流的代数和.当当某某一一独独立立源源单独独作作用用时,其其他他独独立立源源应置置零零,即即:独独立立电压源用短路代替源用短路代替;独立独立电流源用开路代替流源用开路代替.在使用叠加定理在使用叠加定理时,电路中的受控源始路中的受控源始终保持不保持不变.式中式中:k,h-由网络结构和元件参数决定的参数由网络结构和元件参数决定的参数,m-电压源的个数电压源的个数,n-电流源的个数电流源的个数.5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院8例例2 计算下图所示电路中的计算下图所示电路中的ix.(例题例题5.1 pp.110)5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院9练习练习1 用叠加定理计算下图所示电路中的用叠加定理计算下图所示电路中的ix.(练习练习5.1 pp.111)5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院104、使用叠加定理解题步骤、使用叠加定理解题步骤分析分析电路路,确定独立确定独立电源数源数.选取其中任一独立源取其中任一独立源,将其它独立源全部置零将其它独立源全部置零,即即对电压源源短路短路,电流源开路流源开路,全部受控源保持不全部受控源保持不变.用合适的符号重新用合适的符号重新标注注电流和流和电压变量量,并根据并根据该独立源独立源单独作用独作用时的的简化化电路路,求得所需的求得所需的电路路变量量.对每一个独立源重复上述步每一个独立源重复上述步骤23.将各独立源将各独立源单独作用独作用时得到的得到的电路路变量量进行代数叠加行代数叠加,得得到最到最终结果果.5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院11练习练习5.1例例2 用叠加定理计算下图所示电路中的用叠加定理计算下图所示电路中的ix.(例题例题5.2 pp.112)5.1 线性和叠加性叠加定理是独立源的叠加叠加定理是独立源的叠加,受控源不能用于叠加定理受控源不能用于叠加定理2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院12练习练习5.1练习练习2 用叠加定理计算下图所示电路中的独立电流源和受控电用叠加定理计算下图所示电路中的独立电流源和受控电流源两端的电压流源两端的电压.(练习练习5.2 pp.113)5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院135、说明、说明叠加定理是叠加定理是电路分析中的一个基本工具路分析中的一个基本工具,其目的在于将复其目的在于将复杂激励激励问题简化化为多个多个单一激励一激励问题.适用情况适用情况:电路中含有多个独立源或激励信号路中含有多个独立源或激励信号较复复杂的情况的情况 f(t)=2cos(10t)+5sin(2t)+10 f1(t)=2cos(10t),f2(t)=5sin(2t),f3(t)=10在运用叠加定理在运用叠加定理时,受控源始受控源始终保留在保留在电路中路中.叠加原理的局限性叠加原理的局限性:仅适用于适用于线性响性响应,非非线性响性响应(功率功率)不不满足叠加原理足叠加原理,一般不能用叠加定理求解需先求得不同独立一般不能用叠加定理求解需先求得不同独立源源单独作用独作用时得到的所有得到的所有电流分量和流分量和电压分量分量,进而求而求总的的电流和流和电压,并根据并根据总电流和流和总电压计算功率算功率.优点点:降低了降低了电路路结构的复构的复杂度度 缺点缺点:需求解多个需求解多个电路路问题.5.1 线性和叠加性2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院145.2 单口网络的等效电路单口网络的等效电路单口网口网络:由由电路元件路元件组成成,对外只有两个端外只有两个端钮的网的网络,称称为二端网二端网络或或单口网口网络.1、单口网络、单口网络2、单口网络的等效电路、单口网络的等效电路等效等效:如果一个单口网络如果一个单口网络N和另一个单口网络和另一个单口网络N 的的VCR完完全相同全相同,则称这两个单口网络等效则称这两个单口网络等效.求解单口网络等效电路的方法求解单口网络等效电路的方法:方法方法1:等效变换等效变换,适用于不含受控源的简单电路适用于不含受控源的简单电路.方法方法2:戴维南定理戴维南定理/诺顿定理诺顿定理,适用于一般电路适用于一般电路.2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院155.2 单口网络的等效电路3、常用的等效变换、常用的等效变换(1)两电阻串联两电阻串联(2)两电阻并联两电阻并联(3)两电压源串联两电压源串联(4)两电压源并联两电压源并联只有两个大小相等只有两个大小相等,极性一致的两电压源极性一致的两电压源才允许并联才允许并联,等效电路为其中任一电压源等效电路为其中任一电压源.(5)两电流源并联两电流源并联(6)两电流源串联两电流源串联只有两个大小相等只有两个大小相等,方向一致的两电流源方向一致的两电流源才允许串联才允许串联,等效电路为其中任一电流源等效电路为其中任一电流源.(7)电压源与电流源并联电压源与电流源并联(8)电压源与电阻并联电压源与电阻并联等效电路为电压源本身等效电路为电压源本身(9)电流源与电压源串联电流源与电压源串联(10)电流源与电阻串联电流源与电阻串联等效电路为电流源本身等效电路为电流源本身2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院165.2 单口网络的等效电路(11)电压源与电阻的串联电压源与电阻的串联(12)电流源与电阻的并联电流源与电阻的并联2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院174、实际电源模型、实际电源模型理想理想电源模型源模型:不考不考虑电压源或源或电流源的内阻流源的内阻,能向外能向外电路路提供无限大的能量提供无限大的能量.实际电源模型源模型:不能忽略不能忽略实际电源的内阻源的内阻时,需引入需引入实际电源模型源模型.实际电压源模型源模型:等效等效为理想理想电压源源vS与内阻与内阻RS的串的串联电路路.实际电流源模型流源模型:等效等效为理想理想电流源流源iS与内阻与内阻Rp的并的并联电路路.5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院18实际电压源模型实际电压源模型实际电压源源:等效等效为理想理想电压源源vS与内阻与内阻RS的串的串联电路路.5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院19实际电流源模型实际电流源模型实际电流源流源:等效等效为理想理想电流源流源iS与内阻与内阻Rp的并的并联电路路.5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院205、电源等效变换、电源等效变换5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院215、电源等效变换、电源等效变换电压源和源和电阻的串阻的串联电路可等效路可等效为电流源与流源与电阻的并阻的并联电路路.在在进行行电源源变换时,电流源的流源的电流指向流指向电压源的源的“+”端端.电源等效源等效变换也适用于受控源也适用于受控源.但如果某个元件的支路但如果某个元件的支路电压或或支路支路电流是受控源的流是受控源的控制控制变量量,或是或是电路所求响路所求响应,则不能包不能包含在任何含在任何电源等效源等效变换中中.5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院22例例3 借助电源等效变换求解借助电源等效变换求解V0.5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院23例例5.4例例4 利用电源变换化简电路利用电源变换化简电路,计算下图所示电路中流过计算下图所示电路中流过4.7k 电阻的电流电阻的电流i.(例题例题5.4 pp.120)5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院24例例5.4练习练习3 利用电源变换化简电路利用电源变换化简电路,计算下图所示电路中计算下图所示电路中47k 电阻的电阻的电流电流ix.(练习练习5.3 pp.120)5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院25例例5.5例例5 利用电源变换化简电路利用电源变换化简电路,求求vx.(例题例题5.5 pp.120)5.2 单口网络的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院265.3 戴维南等效电路戴维南等效电路问题的提出的提出:对于复于复杂的含源的含源单口网口网络,难以用等效以用等效变换得得到等效到等效电路路,需要引入一种普遍适用的方法求复需要引入一种普遍适用的方法求复杂单口网口网络的等效的等效电路路.戴戴维南定理和南定理和诺顿定理提供了求含源定理提供了求含源线性性单口网口网络等效等效电路路普遍适用的方法普遍适用的方法.戴戴维南等效南等效电路路:电压源串源串联电阻阻电路路 诺顿等效等效电路路:电流源并流源并联电阻阻电路路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院271、戴维南定理、戴维南定理课本定义课本定义:给定任何线性电路给定任何线性电路,.(pp.124)更一般的描述更一般的描述:由独立源、电由独立源、电阻和受控源的线性单口网络阻和受控源的线性单口网络(简称含源线性单口网络简称含源线性单口网络),就其就其端口来说端口来说,可等效为一个电压可等效为一个电压源串联电阻支路源串联电阻支路.其中其中,电压源电压源的电压等于该网络的开路电压的电压等于该网络的开路电压vOC,串联电阻等于该网络中所串联电阻等于该网络中所有独立源为置零时所得无源网有独立源为置零时所得无源网络的等效电阻络的等效电阻.5.3 戴维南等效电路Thevenin2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院28戴维南等效电路戴维南等效电路与含源线性单口网络等效的电压源串联电阻支路称为该单口与含源线性单口网络等效的电压源串联电阻支路称为该单口网络的戴维南等效电路网络的戴维南等效电路.其中其中,电压源等于该网络电压源等于该网络N的开路电压的开路电压vOC,串联电阻称为戴维南等效电阻串联电阻称为戴维南等效电阻RTH等于该网络中所有独等于该网络中所有独立源为零值时所得无源网络立源为零值时所得无源网络N0的等效电阻的等效电阻.5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院292、诺顿定理、诺顿定理课本定义课本定义:给定任何线性电路给定任何线性电路,.(pp.126)更一般的定义更一般的定义:含源线性单口网络含源线性单口网络N,就其端口来看就其端口来看,可以等效可以等效为一个电流源并联电阻组合为一个电流源并联电阻组合.其中其中,电流源的电流等于该网络电流源的电流等于该网络的短路电流的短路电流;并联电阻等于该网络中所有独立源为零值时所并联电阻等于该网络中所有独立源为零值时所得网络得网络N0的等效电阻的等效电阻.与含源线性单口网络等效的电流源并联电阻支路称为该单口与含源线性单口网络等效的电流源并联电阻支路称为该单口网络的诺顿等效电路网络的诺顿等效电路.5.3 戴维南等效电路N:含源线性单口网络含源线性单口网络;N0:N对应的无源线性对应的无源线性 单口网络单口网络;M:任意外电路任意外电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院30与含源线性单口网络等效的电流源并联电阻支路称为该单口与含源线性单口网络等效的电流源并联电阻支路称为该单口网络的诺顿等效电路网络的诺顿等效电路.其中其中,电流源电流源iSC等于该网络等于该网络N的短路电的短路电流流,并联电阻称为诺顿等效电阻并联电阻称为诺顿等效电阻RN等于该网络中所有独立源等于该网络中所有独立源为零值时所得网络为零值时所得网络N0的等效电阻的等效电阻.诺顿等效电路诺顿等效电路5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院31戴维南定理的证明戴维南定理的证明5.3 戴维南等效电路(证明过程使用叠加定理)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院32推理推理5.3 戴维南等效电路若含源单口网络的开路电压为若含源单口网络的开路电压为vOC,短路电短路电流为流为iSC,则该网络的戴维南等效电阻为则该网络的戴维南等效电阻为:2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院33情况情况1:只含独立源和电阻的网络只含独立源和电阻的网络简单简单复杂复杂情况情况2:只含受控源和电阻的网络只含受控源和电阻的网络情况情况3:含有受控源、独立源和电阻的网络含有受控源、独立源和电阻的网络3、戴维南等效电路的求解、戴维南等效电路的求解5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院34情况情况1:只含有独立源和电阻的网络只含有独立源和电阻的网络等效等效变换法法 开路开路电压-等效等效电阻法阻法 分析并化简分析并化简电路电路.断开外电路断开外电路,求开路电压求开路电压vOC.将网络将网络N内所有独立源置零内所有独立源置零,即电压源短接即电压源短接,电流源开路电流源开路,求该无源线性网络求该无源线性网络N0的等效电阻的等效电阻Req=RTH.得到戴维南等效电路得到戴维南等效电路:vOC,RTH.1、所用方法、所用方法2、开路电压、开路电压-等效电阻法等效电阻法5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院35例例5.7例例6 运用戴维南定理确定下图电阻运用戴维南定理确定下图电阻RL左侧电路的戴维南等效电左侧电路的戴维南等效电路路.(例题例题5.6,pp.123)vTH=vOC=8 V,RTH=9 方法方法1:等效变换法等效变换法5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院36例例5.75.3 戴维南等效电路方法方法2:开路电压开路电压-等效电阻法等效电阻法求开路电压求开路电压:求等效电阻求等效电阻:例例6 运用戴维南定理确定下图电阻运用戴维南定理确定下图电阻RL左侧电路的戴维南等效电左侧电路的戴维南等效电路路.(例题例题5.6,pp.123)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院37练习练习4 利用戴维南定理求下图电路中的利用戴维南定理求下图电路中的i2.(练习练习5.6,pp.125)5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院38例例5.8例例7 求下图所示电路中求下图所示电路中1k 电阻所连接网络的戴维南等效电路电阻所连接网络的戴维南等效电路和诺顿等效电路和诺顿等效电路.(例题例题5.8 pp.126)开路电压开路电压等效电阻等效电阻戴维南等效电路戴维南等效电路诺顿等效电路诺顿等效电路5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院39情况情况2:只含有受控源和电阻的网络只含有受控源和电阻的网络外加外加电源法源法(外加外加电压源法源法 外加外加电流源法流源法)分析分析并并化简电路化简电路.外加外加1A电流源电流源,求端口求端口测试测试电压电压vtest,外加外加1V电压源电压源,求端口测试求端口测试电电流流itest.求求戴维南等效戴维南等效电阻电阻:RTH=vtest/1=1/itest,开路电压开路电压vOC=0.1、所用方法、所用方法2、外加电源法、外加电源法 注意注意vtest或或itest的参考方向的参考方向 网络网络N中受控源的控制支中受控源的控制支 路必须在路必须在N内部内部 网络网络N中不包括外电路受中不包括外电路受 控源的控制支路控源的控制支路5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院40例例8 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(例题例题5.10 pp.129)方法方法1:外加外加电压源法源法1 求开路电压求开路电压:2 外接外接1V电压源电压源,求等效电阻求等效电阻:5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院411 求开路电压求开路电压:2 外接外接1A电流源电流源,求等效电阻求等效电阻:方法方法2:外加外加电流源法流源法5.3 戴维南等效电路例例8 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(例题例题5.10 pp.129)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院42方法方法3:外加外加电压源法源法+电源等效源等效变换5.3 戴维南等效电路例例8 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(例题例题5.10 pp.129)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院43练习练习5 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(练习练习5.9 pp.131)方法方法1:外加外加电压源法源法5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院44方法方法2:外加外加电流源法流源法5.3 戴维南等效电路练习练习5 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(练习练习5.9 pp.131)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院45思考:外加电压源 or外加电流源?5.3 戴维南等效电路网网络端口存在串端口存在串联电阻阻时,一般一般选用用电流源流源;网网络端口存在并端口存在并联电阻阻时,一般一般选用用电压源源;适当适当选用用电源等效源等效变换可有效可有效简化化计算算.2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院46情况情况3:同时含有独立源、受控源和电阻的网络同时含有独立源、受控源和电阻的网络开路开路电压-短路短路电流法流法 开路开路电压-外加外加电源法源法 分析分析并并化简电路化简电路.断开外电路断开外电路,求开路电压求开路电压vOC.短接外电路短接外电路,求短路电流求短路电流iSC.求求戴维南等效戴维南等效电阻电阻:RTH=vOC/iSC.1、所用方法、所用方法2、开路电压、开路电压-短路电流法短路电流法5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院47例例5.10例例9 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(例题例题5.9 pp.128)5.3 戴维南等效电路1 求开路电压求开路电压2 求短路电流求短路电流3 求等效电阻求等效电阻2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院48练习练习5.8练习练习6 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(练习练习5.8 pp.128)5.3 戴维南等效电路1 求开路电压求开路电压:2 求短路电流求短路电流:3 求等效电阻求等效电阻:4 画等效电路画等效电路:2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院49练习练习5.85.3 戴维南等效电路1 等效变换等效变换:2 求开路电压求开路电压:4 求等效电阻求等效电阻:3 求短路电流求短路电流:先使用电源等效变换先使用电源等效变换,再求等效电路再求等效电路练习练习6 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(练习练习5.8 pp.128)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院50练习练习5.85.3 戴维南等效电路外接外接1A电流源电流源:开路电压开路电压-外接电源法外接电源法外接外接1V电压源电压源:练习练习6 求下图所示电路的戴维南等效电路求下图所示电路的戴维南等效电路.(练习练习5.8 pp.128)2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院514、戴维南等效电路求解方法小结、戴维南等效电路求解方法小结情况情况1:只含独立源和只含独立源和电阻的情况阻的情况等效等效变换法法.开路开路电压-等效等效电阻法阻法.情况情况2:含有受控源和含有受控源和电阻的情况阻的情况外加外加电源法源法.(开路开路电压为零零,注意注意vtest和和itest的参考方向的参考方向)情况情况3:同同时含有独立源、受控源和含有独立源、受控源和电阻的情况阻的情况开路开路电压-短路短路电流法流法.综合法合法:先求开路先求开路电压,然后用外加然后用外加电源法求等效源法求等效电阻阻.(注注意用外加意用外加电源法求等效源法求等效电阻阻时,应将网将网络内部各独立源置内部各独立源置零零值).5.3 戴维南等效电路求解等效电路时求解等效电路时,可考虑借助电源等效变换可考虑借助电源等效变换(包括受控源情况包括受控源情况)化简电路化简电路,可有效简化计算可有效简化计算.2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院52说明说明1.针对不同情况不同情况,选择合适的方法求戴合适的方法求戴维南等效南等效电路路.2.当含源当含源线性网性网络中存在受控源中存在受控源时,戴戴维南等效南等效电路中的开路路中的开路电压vOC和等效和等效电阻阻RTH都可能都可能为负值.3.求戴求戴维南等效南等效电阻阻时,使用外接使用外接电流源或外接流源或外接电压源法可有源法可有效效简化化计算算(网网络内部独立源置零内部独立源置零).4.在某些情况下在某些情况下,借助借助电源等效源等效变换化化简电路路,可有效可有效简化化计算算.5.3 戴维南等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院535.4 最大功率传输定理最大功率传输定理问题的提出的提出:给定一含源定一含源线性性单口网口网络N,接在它两端的接在它两端的负载电阻阻RL不同不同,从从单口网口网络传递给负载的功率不同的功率不同.在什么在什么条件下条件下,负载得到的功率取最大得到的功率取最大值?2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院541、最大功率传输定理推导、最大功率传输定理推导5.4 最大功率传输定理2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院555.4 最大功率传输定理定理内容定理内容:由含源由含源线性性单口网口网络传输给可可变负载RL的功率的功率为最大的条件是最大的条件是:负载RL等于从等于从负载端看端看进去的戴去的戴维南等效南等效电阻阻RTH时，网，网络传递给负载的功的功率最大率最大.2、最大功率传输定理、最大功率传输定理2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院56例题例题5.4 最大功率传输定理例例10 如下图所示电路如下图所示电路:(例题例题5.11 pp.133)(a)当当Rout=3k 时时,求网络求网络N传递给的功率传递给的功率.网络网络N能够传递给任何能够传递给任何Rout的最大功率是多少的最大功率是多少?2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院575.4 最大功率传输定理(b)求求N的等效电路的等效电路2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院58例题例题5.4 最大功率传输定理练习练习7 如如下图所示电路下图所示电路:(a)求求RL获得最大功率时的阻值获得最大功率时的阻值.(b)RL获得的最大功率获得的最大功率.(c)RL获得的最大功率时获得的最大功率时,360V电压源产生的功率传递给电压源产生的功率传递给RL的比率的比率.(a)求求N1的等效电路的等效电路当当RL=RTH=25 时时,RL取得最大功率取得最大功率(b)求求RL获得的最大功率获得的最大功率(c)电压源传递给电压源传递给RL的功率比例的功率比例2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院595.4 最大功率传输定理最大功率传输定理用于最大功率传输定理用于单口网络给定单口网络给定,负载电阻可负载电阻可变变的情况的情况.如果单口网络本身可变如果单口网络本身可变,则当则当RTH=0时时,负载电阻获得最大功负载电阻获得最大功率率.负载获取最大功率时负载获取最大功率时,电路的传输效率并不一定是电路的传输效率并不一定是50%.因为因为就内部功率而言就内部功率而言,单口网络与它的等效电路并不等效单口网络与它的等效电路并不等效.计算最大功率计算最大功率传输问题时应优先考虑使用传输问题时应优先考虑使用戴维戴维南定理南定理.3、说明、说明2024/4/20 周六周六天津大学电信学院天津大学电信学院60本章小结 三个重要定理三个重要定理三个重要定理三个重要定理:叠加定理叠加定理叠加定理叠加定理 戴戴戴戴维维南定理南定理南定理南定理 最大功率最大功率最大功率最大功率传输传输定理定理定理定理 一个重要等效：一个重要等效：一个重要等效：一个重要等效：电电源等效源等效源等效源等效1.1.线线性性性性线线路路路路 叠加性叠加性叠加性叠加性 齐齐次性次性次性次性 2.2.叠加定理叠加定理叠加定理叠加定理 利用叠加定理求解利用叠加定理求解利用叠加定理求解利用叠加定理求解电电路路路路问题问题 3.3.实际电实际电源模型源模型源模型源模型 电压电压源和源和源和源和电电流源的等效流源的等效流源的等效流源的等效4.4.戴戴戴戴维维南定理南定理南定理南定理 诺顿诺顿定理定理定理定理 戴戴戴戴维维南等效南等效南等效南等效电电路路路路 诺顿诺顿等效等效等效等效电电路路路路5.5.戴戴戴戴维维南等效南等效南等效南等效电电路的求解路的求解路的求解路的求解6.6.最大功率最大功率最大功率最大功率传输传输定理定理定理定理2024/4/20 周六天津大学电信学院61作业作业19 用叠加定理求用叠加定理求下下图图所示电路中的所示电路中的i.作业作业20 用叠加定理求用叠加定理求下下图所示图所示电路中的电路中的v.(课后习题课后习题 10 pp.139)2024/4/20 周六天津大学电信学院62作业作业21 利用电源变换化简电路利用电源变换化简电路,求下图所示电路中的求下图所示电路中的vx.作业作业22 运用电源变换化简电路运用电源变换化简电路,求求下图所示电路中下图所示电路中的的V1.(课后习题课后习题27 pp.142)2024/4/20 周六天津大学电信学院63作业作业5.6作业作业23 计算下图所示电路的戴维南等效电路计算下图所示电路的戴维南等效电路.作业作业24 计算下图计算下图所示电路所示电路的戴维南等效电路的戴维南等效电路.(课后习题课后习题 49 pp.145)2024/4/20 周六天津大学电信学院64作业作业25 计算下图所示电路计算下图所示电路的戴维南等效电路的戴维南等效电路.作业作业26 计算下图所示电路计算下图所示电路的戴维南等效电路的戴维南等效电路.2024/4/20 周六天津大学电信学院65作业作业27 下图下图所示电路中所示电路中可变负载电阻可变负载电阻RL所能获得的最大所能获得的最大功率功率.作业作业28 求从下图所示网络所能得到的最大功率求从下图所示网络所能得到的最大功率.(课后习题课后习题63 pp.115)