
【计】 superposition theorem
【计】 superimpose
【化】 superimpose; superposition
theorem
【化】 theorem
【医】 theorem
中文术语:叠加定理
英文术语:Superposition Theorem
学科领域:电路分析 (Circuit Analysis)
叠加定理是线性电路系统(Linear Circuits)的基本分析原理,其表述为:
在包含多个独立源的线性电路中,任意支路的电流或电压等于各独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。
英文表述为:
"In any linear network containing multiple independent sources, the response (voltage or current) in any element is the algebraic sum of the responses caused by each independent source acting alone."
仅适用于由线性元件(电阻、电容、电感等)构成的电路,不适用于含二极管、晶体管等非线性元件的系统。
叠加定理不适用于直接计算功率(因功率与电流/电压平方相关,具有非线性特性)。
Alexander, C. K., & Sadiku, M. N. O. Fundamentals of Electric Circuits (7th ed.). McGraw-Hill Education. (第4章详述叠加定理的推导与应用)
Nilsson, J. W., & Riedel, S. A. Electric Circuits (11th ed.). Pearson. (第5章提供定理的数学证明与实例)
IEEE Standard for Circuit Analysis Methods. IEEE Std 113-2019. (明确叠加定理在工业标准中的适用规范)
设电路有 ( n ) 个独立源,支路响应 ( R ) 可表示为:
$$
R = sum_{k=1}^{n} R_k
$$
其中 ( R_k ) 为第 ( k ) 个独立源单独作用时的响应分量。
叠加定理是线性电路分析中的核心原理之一,其核心思想可概括为:在多个独立电源共同作用的线性电路中,任一支路的电流或电压等于各独立电源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。以下从多个角度详细解释:
叠加定理的数学表达为: $$ text{总响应} = sum_{k=1}^{n} text{第k个电源单独作用时的响应} $$ 例如,若电路中有电压源 ( V_1 ) 和电流源 ( I_2 ),某支路电流 ( I ) 可表示为: $$ I = I^{(V_1)} + I^{(I_2)} $$ 其中 ( I^{(V_1)} ) 是仅保留 ( V_1 ) 时的电流,( I^{(I_2)} ) 是仅保留 ( I_2 ) 时的电流。
叠加定理通过“分而治之”的策略,将复杂问题分解为简单子问题,是电路理论中简化分析的重要工具,但需严格满足线性条件方可使用。
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