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叠加定理,简而言之就是输入函数增大多少?

更新时间:2023-12-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

随着《电工基础》这门课的深入学习,它的内容也是越发无法理解。并且它的知识点通常都是连贯的,也就是说,若你上面所学的没看懂,这么旁边的知识你才会学得越难。n3V物理好资源网(原物理ok网)

学得快并不能说明学得好,我在之前就提及过好多次,对于基础知识的把握,离不开习题的试炼。似乎有的人说,不晓得在哪找习题做,简单,你在原有的习题上练多几次,提高解题速率也不失为一种好方式。n3V物理好资源网(原物理ok网)

另外,好多时侯,我们并不是学会了就完事的,而是要学因而用,最好是能做到举一反三,比如基尔霍夫电压定理(KCL),我们学会以后能够应用到实际中,拿来判定短路保护器的接线正确与否、用来解释钳形电压表把火零线夹在一起时示数为零的缘由等。n3V物理好资源网(原物理ok网)

说这么多,虽然目的就是要告诉你们,学习是无止境的,所谓学海无涯,希望你们能跟上我的脚步,把曹老师的《电工基础》给吃透。这么大学物理实验电子元件伏安特性的测量实验报告,我们步入此次的主题:叠加原理。n3V物理好资源网(原物理ok网)

图14-1n3V物理好资源网(原物理ok网)

叠加原理又称叠加定律,在线性电路中,当有两个或两个以上的独立电源作用时,则任意大道的电压或电流,都可以觉得是电路中各个电源单独作用而其他电源不作用时,在该大道中形成的各电压份量或电流份量的代数和。n3V物理好资源网(原物理ok网)

作为线性系统(包含线性电路)最基本的性质——线性性质,它包含可加性与齐次性两方面。叠加定律就是可加性的反映,它是线性电路的一个重要定律。齐次性,简而言之就是输入函数减小多少倍,响应函数也会伴随着相同倍数的减小。n3V物理好资源网(原物理ok网)

所以,你们要注意,叠加定律是只适用于线性电路的。线性电路是指完全由线性器件、独立源或线性受控源构成的电路。n3V物理好资源网(原物理ok网)

说到线性器件,不得不给你们说一下线性内阻,它就是线性器件,我们此次的学习也是基于线性内阻电路来讲解的。受控源在以后的学习分享中再进行解读。n3V物理好资源网(原物理ok网)

线性内阻,简单来说,就是电阻不会随电流和电压的变化而变化,比如在室温不变的情况下,金属内阻器件的两端电流同电压的关系就可以觉得是线性的,它的伏安特点曲线是通过座标原点的直线。n3V物理好资源网(原物理ok网)

图14-2n3V物理好资源网(原物理ok网)

如图14-2中,直线的斜率就是阻值的值。关于叠加定律,我们可以简单理解为日常的用水,两根水管同时接到一个水龙头,主管上的水流量就是两根支管水流量叠加所得。我们只要晓得两根支管各自的水流量,主管的水流量就可以由两根支管各自的水流量相乘得出。同理,叠加定律就是某处电流或电压都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处分别形成的电流或电压的叠加。n3V物理好资源网(原物理ok网)

图14-3n3V物理好资源网(原物理ok网)

从14-1中我们可以看见,当电流源或电压源不作用时,它们的处理方式是不一样的。电流源不作用时是作漏电处理,而电压源不作用时是作开路处理,如右图14-3所示。当电流源不作用时,也就是与内阻R1串联的电流源uS漏电,为了易于理解,此时把电压源移到一边。n3V物理好资源网(原物理ok网)

按照基尔霍夫定理(KCL、KVL),以i2为未知量来列多项式,我们可以看见,原电路所得的多项式与应用叠加定律求得的多项式是一样的。该电路图中有两个独立电源,所以分为两个分电路,即把大道电压i2分为两个份量i2’与i2’’,分别算出两个电压份量后再进行求和得出i2。n3V物理好资源网(原物理ok网)

在图例中,我是以电压来展开讲解,你们在私下边可以尝试用电流来列一下等式以加深理解,在这儿就不做赘言。n3V物理好资源网(原物理ok网)

叠加定律不仅要注意是线性电路外,我们还要注意一点:原电路的功率不等于按各分电路估算所得功率的叠加,这是由于功率是电流与电压的乘积,它们不成线性关系。n3V物理好资源网(原物理ok网)

我们以图14-3中的电路为例,借助功率P=I2R来证明,可以看见功率是不能直接用叠加定律求解的,如图14-4所示。n3V物理好资源网(原物理ok网)

图14-4n3V物理好资源网(原物理ok网)

在电路剖析中,叠加定律的应用是十分广的。在《电工基础》课程中大学物理实验电子元件伏安特性的测量实验报告,曹老师就以二极管的电路为例讲了一下叠加定律的实际应用,在这儿也不作赘言。n3V物理好资源网(原物理ok网)

使用叠加定律时应注意以下几点:n3V物理好资源网(原物理ok网)

(1)叠加定律只适用于线性电路,不适用于非线性电路。n3V物理好资源网(原物理ok网)

(2)在叠加的各分电路中,不作用的电流源置零,在电流源处用漏电取代;不作用的电压源置零,在电压源处用开路取代。n3V物理好资源网(原物理ok网)

(3)电路中所有内阻都不予更动。n3V物理好资源网(原物理ok网)

(4)叠加时各分电路中的电流和电压的参考方向可以取为与原电路中的相同。代替数和时,应注意各份量前的“”、“-”号。n3V物理好资源网(原物理ok网)

(5)线性电路的电流或电压均可用叠加定律估算,但功率P不能用叠加定律估算。n3V物理好资源网(原物理ok网)

(6)应用叠加定律时,可把电源分组求解,即每位分电路中的电源个数可以少于一个。n3V物理好资源网(原物理ok网)

对于第(3)点,以右图14-5为例,不作用电压源作开路处理时,与其串联的内阻R2仍然保留,不能去除。n3V物理好资源网(原物理ok网)

图14-5n3V物理好资源网(原物理ok网)

而第(6)点的意思是,如果电路中富含6个独立电源,我们可以把原电路分为两个分电路,每位分电路中分别有3个独立电源或则其他分法,具体如何分看个人需求。n3V物理好资源网(原物理ok网)

至此,叠加定律的讲解就结束了,你们还有那里不理解的呢?欢迎在评论区留言!n3V物理好资源网(原物理ok网)

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