Lecture 7 : Superposition & Source Transformation
Superposition Principle(叠加原理)
叠加原理(Superposition Principle)是电路分析中的一个重要原理,它指出线性电路中的电流和电压是各个独立源单独作用时的电流和电压的代数和。这一性质适用于一个电路中含有多个相互独立的电压源或者电流源的情况。此处的相互独立指的是电路中的各个源之间没有相互影响,即一个源的变化不会影响到其他源。
对于这种情况,可以通过独立的分析每个相互独立的电压源或者电流源的情况,然后将各个源的结果相加来得到整个电路的电流和电压来进行分析。为了达到这个目的,我们可以根据原本的电路构建出针对于某个源的等效电路,然后对这些等效电路进行分析,最后将结果相加。在创造过程中,应该遵循这样的原则:
- 将电流源设定为开路,即让通过其的电流为零
- 而电压源设定为短路,即让其两端的电压相等。
需要注意的是,叠加原理并不适用于非线性电路,因为非线性电路中的电流和电压并不满足叠加原理。同时它也并不适用于不相互独立的电压源和电流源的情况。
Source Transformation(源变换)
源变换(Source Transformation)是一种简化电路分析的方法,它可以将电压源和电流源之间进行转换。这种方法的基本思想是利用欧姆定律,将电压源和电流源之间进行转换,从而使得电路的分析变得更加简单。
通过源变换,我们可以与电阻串联的电压源与电阻并联的电流源之间进行转换。这种转换的规则如下:
所以为什么不直接说诺顿支路和戴维南支路呢?
哦,因为这样的话就不是源变换了,而是戴维南定理和诺顿定理了。
有区别吗?
有,戴维南定理和诺顿定理是对一个二端口网络的等效,而源变换是对一个支路的等效。
其中,
需要注意的是,如果我们把电流的方向视为电流源的方向,把电压下降的方向视为电压源的方向,那么在进行源变换的时候,电流源的方向和电压源的方向是相反的。
源变换也适用于受控源,只需要将受控源的控制变量视为电压或者电流即可。这一点上与叠加原理不同,叠加原理只适用于独立源。
在某些情况中,我们可以把单独的电压源支路视为电压源串联一个阻值为0的电阻,而把单独的电流源支路视为电流源并联一个阻值为无穷大的电阻(即电导G=0)。这样的处理方法可以使得电路的分析变得更加简单。
