重疊定理 (電路分析)
此條目需要補充更多來源。 (2022年12月30日) |
電路的重疊定理 (英語:superposition theorem)指出:對於一個線性系統,一個含多個獨立源的雙邊線性電路的任何支路的響應(電壓或電流),等於每個獨立源單獨作用時的響應的代數和,此時所有其他獨立源被替換成他們各自的阻抗。
為了確定每個獨立源的作用,所有的其他電源的必須「關閉」(置零):
- 在所有其他獨立電壓源處用短路(Short circuit)代替(從而消除電壓,即令V = 0;理想電壓源的內部阻抗為零(短路))。
- 在所有其他獨立電流源處用開路(Open circuit)代替 (從而消除電流,即令I = 0;理想的電流源的內部阻抗為無窮大(開路))。
依次對每個電源進行以上步驟,然後將所得的響應相加以確定電路的真實操作。所得到的電路操作是不同電壓源和電流源的疊加。
重疊定理在電路分析中非常重要。它可以用來將任何電路轉換為諾頓等效電路或戴維南等效電路 。
該定理適用於由獨立源、受控源、無源元件(電阻器 、電感、 電容)和變壓器組成的線性網絡(時變或靜態)。
應該注意的另一點是,疊加僅適用於電壓和電流,而不適用於電功率。換句話說,其他每個電源單獨作用的功率之和並不是真正消耗的功率。要計算電功率,我們應該先用重疊定理得到各線性元件的電壓和電流,然後計算出倍增的電壓和電流的總和。
參考文獻
- Electronic Devices and Circuit Theory (9th ed.) by Boylestad and Nashelsky
- Basic Circuit Theory by C. A. Desoer and E. H. Kuh
外部連結
- All About Circuits(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) - gives its own explanation of the superposition theorem.
- On the Application of Superposition to Dependent Sources in Circuit Analysis(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) - proves superposition of dependent sources is valid.