《電子技術(shù)應(yīng)用》
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論疊加定理在線性電路中的應(yīng)用范圍
來(lái)源:微型機(jī)與應(yīng)用2013年第13期
劉 紅1,,符曉玲1,,2,王 超1
(1.昌吉學(xué)院 物理系,,新疆 昌吉 831100,; 2.山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院,,山東 濟(jì)南 2
摘要: 疊加定理在使用中一般只局限于簡(jiǎn)單的直流電路的電壓和電流計(jì)算,,以及非正弦周期電流電路的電壓電流的計(jì)算,。全面闡明了在線性直流電路、正弦交流電路和非正弦周期電流電路中,,疊加定理能否適用計(jì)算電壓,、電流和功率,以及不適用計(jì)算的原因,。
Abstract:
Key words :

摘  要: 疊加定理在使用中一般只局限于簡(jiǎn)單的直流電路的電壓電流計(jì)算,,以及非正弦周期電流電路的電壓電流的計(jì)算,。全面闡明了在線性直流電路,、正弦交流電路和非正弦周期電流電路中,疊加定理能否適用計(jì)算電壓、電流和功率,,以及不適用計(jì)算的原因,。
關(guān)鍵詞: 疊加定理;線性電路,;電壓,;電流;功率

    疊加定理是線性電路的重要定理之一,,在線性電路分析中占有非常重要的地位,。其基本內(nèi)容是[1-3]:任一線性電路中任一支路的電流或電壓等于電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí),在這個(gè)支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和,。定理指明了它適用于計(jì)算電路中的電壓和電流,,但在分析正弦交流電路時(shí),需要計(jì)算電壓和電流的瞬時(shí)值和相量值[4],,確定這兩者是否都可以使用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,。線性電路還包括非正弦周期電流電路,它的電壓和電流的瞬時(shí)值和相量值是否也可用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,。定理中沒(méi)有提到功率的計(jì)算,,在分析電路中功率和電壓、電流都是重要的參數(shù),,那么功率的計(jì)算是否也可用疊加定理,。本文就以上問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的探討。
1 線性直流電路
1.1 電壓和電流

    疊加定理一般都是在直流線性電路分析中引出,,因此用于計(jì)算直流線性電路的電壓和電流肯定是成立的,。

2 正弦交流電路
    根據(jù)電路中激勵(lì)頻率不同可把電路分為兩大類[5],一類是單一頻率正弦交流電路,,另一類是不同頻率交流正弦電路,,它們對(duì)于疊加定理的適應(yīng)也不相同,現(xiàn)分別闡述,。
2.1 單一頻率正弦交流電路
    假設(shè)電路中含有兩個(gè)同頻率的正弦信號(hào),,則電路中響應(yīng)的頻率與信號(hào)源的頻率相同,此時(shí)電路仍為單一頻率電路,。則阻抗Z上產(chǎn)生的電壓和電流分別為:

2.2.1 電壓和電流
 由上分解式可以看出在不同頻率正弦交流電路中,,電壓和電流的瞬時(shí)值的計(jì)算恰好是不同頻率正弦交流電路的求解思路,所以電壓和電流的瞬時(shí)值可以用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,。不同頻率的電源在電路中的響應(yīng)電壓和電流的頻率也不相同,,因此不能用疊加定理計(jì)算電壓和電流的相量值。
2.2.2 功率
 瞬時(shí)功率

 本文對(duì)線性直流電路和線性交流電路關(guān)于疊加定理的使用范圍和條件進(jìn)行了分析,,通過(guò)討論研究得出:在線性直流電路中,,電壓和電流的計(jì)算可以使用疊加定理,,但不能用于功率的計(jì)算;對(duì)于正弦交流電路,,在單一頻率的情況下,,電路中的電壓和電流的瞬時(shí)值和相量值都可以使用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,瞬時(shí)功率不適用疊加定理計(jì)算,,而有功功率一般不適用疊加定理來(lái)計(jì)算,,只有在兩個(gè)同頻率的電源共同作用下的線性正弦交流電路,如果這兩個(gè)電源分別單獨(dú)作用在某一支路上產(chǎn)生的兩個(gè)電流的相位差為90°時(shí),,該支路的平均功率就可以用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,;對(duì)于不同頻率正弦交流電路,電路中的電壓和電流的瞬時(shí)值可以使用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,,而相量值不適用疊加定理計(jì)算,,瞬時(shí)功率也不適用于疊加定理來(lái)計(jì)算,有功功率可用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,;對(duì)于非正弦周期交流電路,,電路中的電壓和電流的瞬時(shí)值可以使用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,有功功率可用疊加定理進(jìn)行計(jì)算,。而相量值不可用疊加定理計(jì)算,,瞬時(shí)功率的計(jì)算也不能用疊加定理進(jìn)行計(jì)算。以上結(jié)論總結(jié)見(jiàn)表1,。

 

 

參考文獻(xiàn)
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