电路课件：07 互易定理和运算放大器

1、南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 求：求：_+36 u42u11.5u1 i11,33uuiui 南京理工大学南京理工大学电电 路路 对于任意一个线性含源二端网络对于任意一个线性含源二端网络N，就其端口而，就其端口而言，可以用一条最简单的有源支路对外进行等效：言，可以用一条最简单的有源支路对外进行等效： 用一条实际电压源支路对外部进行等效，用一条实际电压源支路对外部进行等效，N0abReqNab+_ _uOC 其串联电阻等于该含源二端网络中所有独立源其串联电阻等于该含源二端网络中所有独立源置零时，由端钮看进去的等效电阻置零时，由端钮看进去的等效电阻Req。

2、此即为。此即为戴维戴维南定理南定理。 其中其中电压源的电压等于该含源二端网络在端钮处的开路电电压源的电压等于该含源二端网络在端钮处的开路电压压uOC；uS=uOCRS=Req+_uSRSab+_ab戴戴维维南南等等效效电电路路南京理工大学南京理工大学电电 路路 N0abReqNSabiSCiS=iSCRS=ReqabNSabiSC南京理工大学南京理工大学电电 路路 uuequRi南京理工大学南京理工大学电电 路路 uoc.oceqscuRi南京理工大学南京理工大学电电 路路 22)(LeqOCLLRRURIRp 得得令：令：0 LdRdpeqOCeqLRUppRR42max 时时当当+_uOC

3、ReqabRLI+_U南京理工大学南京理工大学电电 路路 TT1212TT1212,bbbbuu uuii iiuu uuii ii 且各支路电压电流为关联参考方向，则：且各支路电压电流为关联参考方向，则：TTTT0 (0)0 (0)u ii uu ii u即即拟功率守恒拟功率守恒：1100bbk kk kkku iu i 或或定理二、定理二、有网络有网络N和网络和网络 ，若它们具有相同的，若它们具有相同的关联矩阵，并设支路电压向量与支路电流向量关联矩阵，并设支路电压向量与支路电流向量分别为：分别为：N南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工

4、大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 i2N0us1_+1122.us2+_图图bi11122N0.2112SSuiui 南京理工大学南京理工大学电电 路路 u2N0is11122.+._is2图图bu11122N0.+_.2112SSuuii 南京理工大学南京理工大学电电 路路 2u2.N0us1112.+._is2图图bi11122N0.2112SSuiui 南京理工大学南京理工大学电电 路路 N1122_uS1+ +i2N1122_uS2+ +i1N1122iS1i2+ +_u2N1122i1i2+ +_u1iS2i2N1122i1iS21、2、N112_uS1+ + +_

5、u23、2南京理工大学南京理工大学电电 路路 412228VI.南京理工大学南京理工大学电电 路路 .412228VI.11.22.412228VI.2112.南京理工大学南京理工大学电电 路路 .412228VI.2112.I3I2I1182A2 14 222 142I 21311244A;A123243IIII322A3III2A3I 南京理工大学南京理工大学电电 路路 N0Us_+I2图图aI1Us+_图图bI3N06南京理工大学南京理工大学电电 路路 I312V+_图图cIscN0I2N024V_+图图aI1sc2scss3AIIIUU南京理工大学南京理工大学电电 路路 I2N024V

6、_+图图aI1*0NUs+_图图bI3N06s12438eqURI 南京理工大学南京理工大学电电 路路 .36I3南京理工大学南京理工大学电电 路路 图中图中N N0 0为线性纯电阻网络，图为线性纯电阻网络，图(a)中中IS1=4A， IS2=8A，图图(b)所示中所示中，当当U1=16V， U2=12V ，图图(c)所示中，电流源所示中，电流源IS2发出的功率为发出的功率为240W，求求(a)图中图中N N0 0所吸收的功率所吸收的功率。N0 01122(a)IS1IS2+ +_U1+_U2N01122(b)+_U2IS1+_U1N0 01122(c)IS2+_U1 +_U2 496WNP

7、1240V,42VUU南京理工大学南京理工大学电电 路路 N0 01122(a)IS1IS2+ +_U1+_U2N01122(b)+_U2IS1+_U1N0 01122(c)IS2+_U1 +_U2 496WNP 1240V,42VUU南京理工大学南京理工大学电电 路路 4-17_+ +I2N01122I1US1_+ +US2_+ +U2_+ +U1R1R3R2+ +_U3123S11 ,2 ,3 ,18VRRRU 121:9V,4VUU32:30VU 南京理工大学南京理工大学电电 路路 4-17_+ +I2N01122I1US1_+ +US2_+ +U2_+ +U1R3R2+ +_U31S1

8、3121221232121221()18V,9A;0,5A30301818V,;?,?1SSSSSUUUUUNUIUIRRRUUUNUIUIR S1S1S1S1第第一一次次 网网络络：第第二二次次 网网络络：R1南京理工大学南京理工大学电电 路路 11221122254VSSSSSUIUIUIUIU 代入公式：代入公式：得：得：_+ +I2N01122I1US1_+ +US2_+ +U2_+ +U1R1R3R2+ +_U3南京理工大学南京理工大学电电 路路 例：例：如图所示电路中，在如图所示电路中，在R=10时，有时，有U=5V, U2=3V,在在R=40时，有时，有U=8V, U2=6V,

9、试问试问:(1)当当R=?时时, R可获最大功率，并求此功率值；可获最大功率，并求此功率值；(2)当当R=?时时, R2可获最小功率，并求此功率值；可获最小功率，并求此功率值；U R1R3R2R4_+U2_+_+UIsabR南京理工大学南京理工大学电电 路路 22ocmaxeq10=2.5W44 10UPR oc=10VUeq=10R 2min=2.5,0WRRP南京理工大学南京理工大学电电 路路 NS21A21A123南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路

10、路 .ubuauo南京理工大学南京理工大学电电 路路 .RiA(ub- ua).Rouo.ubua理想运放理想化条件：理想运放理想化条件：(1)(2)0(3) AioRR 南京理工大学南京理工大学电电 路路 .RiA(ub- ua).Rouo.ubuaiaib南京理工大学南京理工大学电电 路路 .南京理工大学南京理工大学电电 路路 解得解得 foi1 RuuR .RfR1uiuoi1i2南京理工大学南京理工大学电电 路路 当当RfR1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压放大器。式中的负号表示输出电压与输入电压极性相一个电压放大器。式中

11、的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反，故称为反相放大器反相放大器。 例如例如, R1=1k , Rf=10k , ui(t)=8V时，输出电压为时，输出电压为 南京理工大学南京理工大学电电 路路 利用理想运放的利用理想运放的“虚短虚短”、“虚断虚断”特性分析：特性分析： 解得解得 foi11RuuR.RfR1uiuoi1i2南京理工大学南京理工大学电电 路路 由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同，故称为同相放大器同相放大器。 例如例如R1=1k , Rf=10k , ui(t)=8V时，输出电压为时，输出电压为: 南京理工大学南京理工大学电电 路路 oiuu 显然，该电路的输出电压显然，该电路的输出电压uo将跟随输入电压将跟随输入电压ui的变化，的变化，故称为故称为电压跟随器电压跟随器。 .uiUo南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 当当R1=R2=R时，上式变为时，上式变为 )(2S1S3ouuRRu 该电路输出电压幅度正比于两个输入电压之和，实现