線性電路的疊加定理詳細分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-11-05
(1)疊加定理：線性電路中，任一支路的電流(或電壓)，等于每一獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產生的電流(或電壓)的代數和。
(2)使用疊加定理求解電路，應確定電路中各變量的參考方向(決定變量前的符號)，畫出獨立源單獨作用時的等效電路圖，在等效電路中求出相應的待求變量，最后求取各獨立源單獨作用所得結果的代數和。
須注意以下問題：
①疊加定理只適用于線性電路；
②在各獨立源單獨作用(求其等效電路)時，不作用的電源置零。電源置零的方法是電壓源用短路代替，電流源用開路代替。
③功率不可用疊加定理的方法計算。④如果該線性電路中含有受控源，使用疊加定理時，應將受控源作為一般元件始終保留在電路中。
疊加定理：線性電路中，如果有多個“激勵”存在，則其“響應”為每個“激勵”分別單獨作用時響應的疊加。
這里的“激勵”是指獨立源，響應是指電路中某個支路或元件上的電壓電流。每個激勵單獨作用時，其它激勵不作用，不作用的電壓源做短路處理，不作用的電流源做斷路處理。
為什么疊加定理只能用于線性電路，不能用于非線性電路呢？
以電阻為例說明：
線性電阻和非線性電阻的區別可由其伏安特性曲線看出：線性電阻是一條過原點的直線，如下圖中綠色線所示，該直線上各點的斜率（電阻）相等；非線性電阻則不然，如圖所示紅色線，是一條半導體二極管元件的伏安特性曲線，該直線上各點的斜率（電阻）不相等，也就是說其電阻值隨外加電壓、電流值改變而改變（非線性電阻）。
假設電阻為線性電阻，阻值為R，
現有一個電壓U1加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I1=U1/R；
若為電壓U2加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I2=U2/R；
若為電壓U1、U2同時作用，即U3=U1+U2加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I3=（U1+U2）/R=I~1~+I~2~；顯然滿足疊加原理。
如果該電阻是非線性電阻，則：
現有一個電壓U1加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I1=U1/R1；
若為電壓U2加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I2=U2/R2；
若為電壓U1、U2同時作用，即U3=U1+U2加到該電阻上，根據歐姆定理可得電阻上的電流：I3=（U1+U2）/R3；
因為非線性電阻不同電壓的電阻值不相等，所以R1≠2≠3，所以I3≠I1+I2。顯然疊加定理不再成立。
也可以直接在伏安特性曲線上觀察得到：如下圖所示，U3=U1+U2，只有線性的伏安關系（圖中綠色線），才有I3=I1+I2。否則對于紅色線，當電壓為U3=U1+U2時，電流I不等于I1+I2。
同理以及功率的計算，因為功率與電壓電流是非線性關系：P=I^2^R（U^2^/R），所以也不能直接使用疊加原理計算功率。
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