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如何理解电路中的叠加原理

叠加定理是分析线性电路的重要手段。在线性电路中使用叠加定理,可以有效地简化分析问题的复杂度。
工具/原料

可以参考邱关源、罗先觉写的《电路》第五版

方法/步骤
1

在线性电路中,某处的电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处分别产生的电压或电流的叠加。用一幅图来简要表示如下

2

这里,电路中共有两个电源,一个电压源为Us,一个电流源为Is。现在我们要计算处电阻R1两端的电压与通过它们的电流,就可以把这个电路拆分成两个电路分别计算。其中一个为Us单独作用,此时要让电流源开路。

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接下来我们需要让电流源单独工作,此时让电压源短路,即如图所示的电路。

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最后就可以得到实际的电压U1,即两部分叠加之和。

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综上所述,推广到一般的情况,对于具有b条支路与n个结点的电路,使用结点电压法与回路电流法得到的电路方程具有以下的形式

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叠加定理对于受控源依然有效,只需要把受控的变量保留在各个分压电路之中当做一个参数来处理即可。例如,如下的电路含有一个受控的电压源,需要求出u3的值。

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同样地,可以对两个独立源分别求,然后叠加得到。第一幅图为电流源置0的电路图,第二幅图为电压源置0的电路图。

8

则电压u3的两个分量的计算如下

注意事项
1

叠加定理适用于线性电路,一定不能用于非线性电路

2

叠加定理使用时,暂时不用的独立电压源短路处理,电流源开路处理。电阻一律不变,受控源当电阻使用

3

叠加时电压与电流的参考方向取与原电路相同。取代数和时,注意+ - 号的不同

4

计算功率时不适用,因为功率是电压与电流的乘积,不满足线性条件

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