3·04

叠加:一次只开一个源

下面这个电路会陪我们走完整章。问题:a、b 两端的电压是多少?(a、b 什么都不接,这叫开路电压。)

+ − 12 V 3 Ω 6 Ω 2 A a b voc + −

两个源同时推,不好想。办法:一次只留一个源,其他关掉,分别算,最后加起来。

+ − 12 V 3 Ω 6 Ω 开路 a b
就是上面的分压:6 Ω 上 8 V。
短路 3 Ω 6 Ω 2 A a b
2 A 流进 3 Ω ∥ 6 Ω = 2 Ω,电压 2 × 2 = 4 V。

v=8+4=12v = 8 + 4 = 12 V

用节点法核对

v−123+v6=2⇒v=12\frac{v-12}{3} + \frac{v}{6} = 2 \Rightarrow v = 12 V ✓

为什么可以直接加

电阻电路的方程全是"一次的"(没有平方、没有相乘)。这种电路叫线性 (linear) 电路,每个源的效果互不干扰,可以分开算再相加。这就是叠加 (superposition)。

例:把 12 V 换成 24 V,2 A 不变,答案变成多少?

只有 12 V 那一份加倍:16 + 4 = 20 V。不是 24 V。

两个常见错误
  • 功率不能叠加,只有电压和电流可以。
  • 第 5 章的受控源不是"源",叠加时不能关掉它。