3·49

叠加

每次只留一个独立源。电压源置零是短路,电流源置零是开路,受控源始终保留。

练习 3

基础 两个源,一个电流,外加功率陷阱

+ − 24 V 12 Ω Is = 6 A 4 Ω a i

(a) 用叠加求 ii。
(b) 12 Ω 吸收的功率是多少?能不能把两次单独算出来的功率相加?
(c) 想让 i=0i = 0,IsI_s 应该取多少(方向照图)?

提示

只留 24 V:分压。只留 6 A:4 Ω 和 12 Ω 分流。

看解答

(a) 只留 24 V(6 A 开路):i′=24/(4+12)=1.5i' = 24/(4+12) = 1.5 A。只留 6 A(24 V 短路):6 A 在 4 Ω 和 12 Ω 之间分流,

i′′=6⋅44+12=1.5 A,i=i′+i′′=3 Ai'' = 6 \cdot \frac{4}{4+12} = 1.5\ \text{A},\qquad i = i' + i'' = 3\ \text{A}

(b) P=12×32=108P = 12 \times 3^2 = 108 W。两次单独算是 12(1.52)+12(1.52)=5412(1.5^2) + 12(1.5^2) = 54 W,少了交叉项 2⋅12⋅1.5⋅1.5=542 \cdot 12 \cdot 1.5 \cdot 1.5 = 54 W,所以功率不能叠加。

(c) i=1.5+Is/4i = 1.5 + I_s/4(每 1 A 的 IsI_s 贡献 0.25 A)。令它为 0:Is=−6I_s = -6 A,即 6 A 朝下。