0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

为什么叠加定理只能用于线性电路呢?

冬至子 来源:电路与电测 作者:sunman 2023-10-23 15:37 次阅读

叠加定理说的是:线性电路中,如果有多个“激励”存在,则其“响应”为每个“激励”分别单独作用时响应的叠加。

这里的“激励”是指独立源,响应是指电路中某个支路或元件上的电压电流。每个激励单独作用时,其它激励不作用,不作用的电压源做短路处理,不作用的电流源做断路处理。

为什么叠加定理只能用于线性电路,不能用于非线性电路呢?

电阻为例来说明:线性电阻和非线性电阻的区别可由其伏安特性曲线看出:线性电阻是一条过原点的直线,如下图中绿色线所示,该直线上各点的斜率(电阻)相等;非线性电阻则不然,如图所示红色线,是一条半导体二极管元件的伏安特性曲线,该直线上各点的斜率(电阻)不相等,也就是说其电阻值随外加电压、电流值改变而改变(非线性电阻)。

图片

假设电阻为线性电阻,阻值为R,

现有一个电压U1加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 1 =U 1 /R;

若为电压U2加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 2 =U 2 /R;

若为电压U 1、 U2同时作用,即U 3 =U 1 +U2 加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 3 =(U 1 +U 2 )/R=I ~1~ +I ~2~ ;显然满足叠加原理。

如果该电阻是非线性电阻,则:

现有一个电压U1加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 1 =U 1 /R 1

若为电压U2加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 2 =U 2 /R 2

若为电压U 1、 U2同时作用,即U 3 =U 1 +U2 加到该电阻上,根据欧姆定理可得电阻上的电流:I 3 =(U 1 +U 2 )/R 3

因为非线性电阻不同电压的电阻值不相等,所以R 1 ≠R 2 ≠R 3, 所以I 3 ≠I 1 +I 2。 显然叠加定理不再成立。

也可以直接在伏安特性曲线上观察得到:如下图所示,U 3 =U 1 +U 2, 只有线性的伏安关系(图中绿色线),才有I 3 =I 1 +I 2 。否则对于红色线,当电压为U 3 =U 1 +U2时,电流I不等于I 1 +I2。

图片

同理以及功率的计算,因为功率与电压电流是非线性关系:P=I^2^R(U ^2^ /R),所以也不能直接使用叠加原理计算功率。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电流源
    +关注

    关注

    3

    文章

    352

    浏览量

    28907
  • 线性电路
    +关注

    关注

    0

    文章

    50

    浏览量

    12104
  • 线性电阻
    +关注

    关注

    0

    文章

    22

    浏览量

    9084
  • 叠加定理
    +关注

    关注

    1

    文章

    10

    浏览量

    8931
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    叠加定理的验证

    叠加定理的验证
    发表于 12-03 14:19

    叠加定理的验证

    叠加定理的验证实验目的:1、验证叠加定理及其使用范围;2、合理使用直流电表。原理说明:叠加定理线性电路中,若干独立源共同作用下的任意支路电流或电压等于当每个独立电源单独作用情况下,在
    发表于 12-17 13:46

    叠加定理实验

    叠加定理学习课件一、实验目的验证叠加定理。正确使用直流稳压电源和万用表。加深对线性电路叠加性和齐次性的认识和理解。二.实验原理   &
    发表于 06-13 11:02

    叠加定理实验

    叠加定理实验验证叠加定理。正确使用直流稳压电源和万用表。加深对线性电路叠加性和齐次性的认识和理解。
    发表于 10-24 19:17

    注意叠加定理使用的条件

    叠加定理注意叠加定理使用的条件,(下面冒出了一个奇怪的图)一定是线性电路,计算与电流电压是线性关系的东西。戴维南与诺顿定理先上两张图解释,先
    发表于 12-29 08:12

    叠加定理和戴维宁定理

    叠加定理和戴维宁定理: 叠加定理:在一个线性网络中,由几个独立电源(多个激励)共同作用所引起的零状态响应恒等于各个独立电源单独作用所引起的零状态响应之和。
    发表于 12-08 19:20 57次下载
    <b class='flag-5'>叠加定理</b>和戴维宁<b class='flag-5'>定理</b>

    戴维南定理叠加定理实验

    戴维南定理叠加定理实验 一、实训目的1.加深对戴维南定理叠加定理的理解;2.掌握支路电流、开路电压及除源电阻的测量
    发表于 09-22 12:46 1.8w次阅读
    戴维南<b class='flag-5'>定理</b>与<b class='flag-5'>叠加定理</b>实验

    叠加定理、替代定理的验证

    叠加定理、替代定理的验证   一、实验目的  1、验证线性电路中的叠加定理及其适用范围;  2、验证替代定理;  3、继续学习直流电表的测
    发表于 10-17 23:04 1w次阅读

    什么是叠加定理

    什么是叠加定理 对于无源元件来讲, 如果它的参数不随其端电压或通过的电流而变化, 则称这种元件为线性元件。 比如电阻, 如果
    发表于 07-07 10:48 2.7w次阅读
    什么是<b class='flag-5'>叠加定理</b>

    叠加定理

    叠加定理  在线性电路中,若干独立电源共同作用下的任意支路电流或电压等于当每个独立电源单独作用情下下,
    发表于 07-27 10:02 5363次阅读
    <b class='flag-5'>叠加定理</b>

    叠加定理仿真

    绘制叠加定理仿真电路图,并设置各元件参数,注意开关元件K1、K2的控制按钮不要使用键盘上的同一按键控制。
    发表于 07-24 00:30 5207次阅读
    <b class='flag-5'>叠加定理</b>仿真

    浅谈电路设计中运用叠加定理的独立源电路

    本文主要运用叠加定理来介绍电路设计中的独立来源。 线性电路具有超校准能力 在电路设计中,叠加定理非常重要,也是我的最擅长的。该
    的头像 发表于 02-01 11:23 4384次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>电路</b>设计中运用<b class='flag-5'>叠加定理</b>的独立源<b class='flag-5'>电路</b>

    第四课叠加定理,戴维宁定理,诺顿定理,受控电压源电流源

    叠加定理注意叠加定理使用的条件,(下面冒出了一个奇怪的图)一定是线性电路,计算与电流电压是线性关系的东西。戴维南与诺顿定理先上两张图解释,先
    发表于 01-07 13:12 8次下载
    第四课<b class='flag-5'>叠加定理</b>,戴维宁<b class='flag-5'>定理</b>,诺顿<b class='flag-5'>定理</b>,受控电压源电流源

    线性电路的基本定理

      作为线性系统(包含线性电路)最基本的性质—线性性质,它包含可加性与齐次性两方面。 叠加定理是可加性的反应,它是线性电路的一个重要
    的头像 发表于 03-09 11:50 4549次阅读
    <b class='flag-5'>线性电路</b>的基本<b class='flag-5'>定理</b>

    叠加定理只适合于直流电路中吗

    叠加定理是一种适用于线性电路的分析方法,可用于直流电路和交流电路。然而,对于交流
    的头像 发表于 02-26 09:50 531次阅读