电路课程设计 受控源叠加原理的应用.doc

电路课程设计说明书课程名称： 电路课程设计 设计题目：对于受控源应用叠加原理进行计算的方法院 系： 自动化学院 电气系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间：2011年4月7日14日天津理工大学 自动化学院电路课程设计任务书学 号： 姓 名： 院 （系）：自动化学院 专 业：电气班 级： 09-3 任务起至日期： 2011 年 4 月 7 日至 2011 年 4 月14 日课程设计题目：对于受控源应用叠加原理进行计算的方法已知技术参数和设计要求：工作量：工作计划安排： 同组设计者及分工： 指导教师签字_ 年 月 日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写。电路课程设计说明书（论文） 对于受控源应用叠加原理进行计算的方法在分析电路时，我们常会遇到含受控源的电路。在这类电源中, 电压源的电压和电流源的电流, 是受电路中其他部分的电流或电压控制的, 通常受控源又称为非独立电源, 当控制的电压或电流消失或等于零时, 受控电源的电压或电流也将为零。因此, 现有教材中反复强调“ 在化简过程中, 不要把受控源的控制量消除掉。”受控源是一种既具有“ 电阻性” 又具有“ 电源”性的元件。当受控源为电阻元件处理时, 网络中各处的响应,只能是各独立电源单独作用时的叠加, 这就是一般教材中所说的, 受控源不参与叠加的原因。如果将受控源作为电源元件, 按照线性系统的叠加性, 受控源就可以象独立电源一样参与叠加。因此, 本文所使用的方法, 就是针对教材中只突出了受控源的电阻性的片面性, 而提出了利用受控源的“ 电源性” , 把受控源当做独立电源一样处理。首先分析电路中只含有一个受控源的情况。例一 求图示电路中的电压U2。 图 图（a） 图1 图（b）解：把电压控制的电流源作为独立电源。 图1 所示电路可看做图（a）和图（b）叠加而成。 由图（a）得：1=2=8/(2+3)=1.6A由图（b）得：2=2/(2+3) * U2/6 =U2/15由图1得：=+=（1.6+U2/15）A又因为U2=32，即U2=3（1.6+U2/15）所以，解得U2=6V利用WEWB50仿真软件,做出电路图，所得U2结果为6V。如图2所示 图2例二 求图示电路中的的电流1图3图（a） 图（b）图（c）解：把电流控制的电压源当成独立电源，图3所示电路可看做由图（a）（b）（c）叠加而成。 由图（a）得：1=10/(2+1)=10/3 A， 由图（b）得：1=1/(2+1) * 3=1 A， 由图（c）得：1=1/（2+1）* 21=21/3,由图3得：1=1-1-1 =10/3-1-21/3 解得：1=1.4 A利用WEWB50仿真软件,做出电路图，所得1结果为1.4A。如图4所示图4下面介绍电路中含多个受控源的情况。例三 如图所示电路的负载电阻RL=4，求i1。 图5 图5（a）图5（b） 图5（c）解：把电流控制的电压源、电流控制的电流源当成独立电源，把图5所示电路可看做由图（a）（b）（c）叠加而成。由图（a）得：i1=6/2+2|(4+4)=5/3 A,由图（b）得：i1=-4i1*8/24+4+2|2=-16 i1/9,由图（c）得：i1=2 i1/24+4+2|2 = i1/9由图5得：i1= i1+ i1 +i1 =5/3-16 i1/9+ i1/9解之，得：i1=5/8 A利用WEWB50仿真软件,做出电路图，所得i1结果为0.625A。图6例四 如图所示电路，求i1和u2图7图7（a）图7（b）图7（c）解：把电流控制的电压源、电压控制的电压源当成独立电源，把图7所示电路可看做由图（a）（b）（c）叠加而成。由图（a）得：i1=6/2+2|(4+4|4)=12/7 A u2=6-2* i1=18/7 V,由图（b）得：i1=2i1 *4/（2|2+4|4+4）=8 i1/7 A u2= -2*i1=16 i1/7 V由图（c）得：i1=-2* u2=- u2/14 A u2=0.5u2 * 2|2* (4+2|2)|4 /(4+2|2)|4+4* (2|2+4)=u2/28 V由图7得：i1= i1+ i1 +i1 u2= u2+ u2+ u2 代入上述数据，解方程组得：i1=4.088 A，u2=2.018 V利用WEWB50仿真软件,做出电路图，所得i1结果为4.088 A,u2的结果为2.018 V。图8由以上各例题，通过比较采用本文中的计算方法，以及利用仿真软件解题，所得的结果是相同的。以上结果也可以通过现用教材所述方法得到验证，现以例一为例。解：由基尔霍夫定律列方程 1-2+U2=0 21+32=8又U2=32 解之，得：2=2A，U2=6V从以上例题来看, 用教材上所述方法解题繁琐, 当控制量变化时, 受控源的方向也要变化；而本文所述方法解题步骤清楚、方便, 易于接受。值得注意的是控制量应该是网络中独立电源与受控源同时存在、共同作用的结果。这是受控源参与叠加必须注意的问题。另外, 在解题时应先用叠加法求出控制量, 然后化简电路, 这样就不怕控制量消失了。但应指出, 这种方法把受控源看成独立电源, 然后运用叠