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关于端口总功率有条件满足叠加性的讨论

2021-08-24陈希有田社平李冠林

电气电子教学学报 2021年4期

陈希有, 田社平, 齐 琛, 章 艳, 李冠林

(1. 大连理工大学 电气工程学院,辽宁 大连 116023;2.上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240)

0 引言

当端口接入独立电源时,二端口或多端口网络便要消耗来自独立电源的功率。一般说来,功率不满足叠加性,也就是说,不能用各独立电源单独作用时,网络消耗的功率的叠加,来计算所有独立电源共同作用时网络消耗的总功率。但是,当网络本身满足特定条件,并且端口接入的独立电源符合某种要求时,由所有独立电源共同作用导致网络消耗的总平均功率,可以用这些独立电源或电源组单独作用时,网络消耗的平均功率的叠加来计算。文献[1]、[2]结合电阻电路,并使用特勒根定理对这种现象的一个方面进行了分析。本文用端口参数从多个方面专门讨论这些现象。文中内容虽然不属于教学基本要求之列,但可适当地向学生提出,启发思考,以培养其具体问题具体分析的思维方式,以及大胆质疑的科学精神。对教师而言,坚持深入研究教学内容,始终是提高学术功底的重要途径。

1 端口只接电流源的情况

1.1 对二端口网络

先讨论正弦稳态二端口网络情况,电路如图1所示。用阻抗参数表达端口电压与电流的关系为

图1 二端口只接电流源

(1)

二端口网络吸收的总平均功率为

(2)

这样,二端口网络消耗的总功率就变成

(3)

显然,等号右边两项分别是两个端口所接电流源单独作用时,二端口网络消耗的平均功率。由此得出结论:

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