疊加定理是分析線性電路的重要手段。在線性電路中使用疊加定理,可以有效地簡化分析問題的複雜度。
操作方法
(01)在線性電路中,某處的電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時,在該處分別產生的電壓或電流的疊加。用一幅圖來簡要表示如下
(02)這裏,電路中共有兩個電源,一個電壓源爲Us,一個電流源爲Is。現在我們要計算處電阻R1兩端的電壓與通過它們的電流,就可以把這個電路拆分成兩個電路分別計算。其中一個爲Us單獨作用,此時要讓電流源開路。
(03)接下來我們需要讓電流源單獨工作,此時讓電壓源短路,即如圖所示的電路。
(04)最後就可以得到實際的電壓U1,即兩部分疊加之和。
(05)綜上所述,推廣到一般的情況,對於具有b條支路與n個結點的電路,使用結點電壓法與迴路電流法得到的電路方程具有以下的形式
(06)疊加定理對於受控源依然有效,只需要把受控的變量保留在各個分壓電路之中當做一個參數來處理即可。例如,如下的電路含有一個受控的電壓源,需要求出u3的值。
(07)同樣地,可以對兩個獨立源分別求,然後疊加得到。第一幅圖爲電流源置0的電路圖,第二幅圖爲電壓源置0的電路圖。
(08)則電壓u3的兩個分量的計算如下
特別提示
疊加定理適用於線性電路,一定不能用於非線性電路
疊加定理使用時,暫時不用的獨立電壓源短路處理,電流源開路處理。電阻一律不變,受控源當電阻使用
疊加時電壓與電流的參考方向取與原電路相同。取代數和時,注意+ - 號的不同
計算功率時不適用,因爲功率是電壓與電流的乘積,不滿足線性條件