《电工电子学》PPT课件
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U/V UER0I
电 压 源
I
U
+
R0
IS
R0 U RL
–
E = IS R0
U/V 电
Is
U R0
I
流
源
O
IS
E R0
I/A
h
O
4
IS I/A
1.9.3 两种实际电源模型的等效变换
a
+
+I
E_
U RL
IS
R0
_
E = IS R0
电流源的电流方
b
向和电压源的电
压方向相反。
a
R0
b
注意
电压源与电流源模型的等效变换关系仅对外 电路而言，至于电源内部则是不相等的。
b
R1
R2
a
b
a
+
(b)
E
R0
则
I3
R3
I3R 0E R 34 16 0A 01A 0
b
h
15
1.10 戴维宁定理
利用戴维宁定理分析电路的一般方法：
1、划分电路，将待求量所在支路划分为外电路，剩下 的部分为有源二端网络；
2、求有源二端网络的开路电压Uo。 3、将有源二端网络内的所有电源置零（电压源短路， 电流源开路），求端口的等效电阻R0; 4、将待求量所在支路接在等效电路中，求解待求量。
I1 a
I2
R1
R2
+
+
E1 I3 R3 _
E
_ E2
R0
b
[解] 上图可以化为 右图所示的等效电路。
a
I3
R3
b
h
12
I
等效电源的电动势 E 可由图 a 求得：
IE 1E 214 9 0A 02A _ R 1R 2 2 05
+ +
R1
R2
a
E1 b _U0
(a)
+ _ E2
于是
E = Uab = E1 R1I = (140 20 2) V = 100 V
1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算
h
1
1.9 电压源与电流源及其等效变换
1.9.1 电压源
外特性曲线
a
U/V 理想电压源
+ E_
+I
U RL
U0 = E
电 压 源
R0
_
b
O
Is
E R0
+ E_ I/A
理想电压 源电路
aI +
U
RL
_
b
UER0I
当 R0=0 时 ， U=E ， 是 一 定 值 ， 则 I
h
17
[例1] 电路如图所示,分别以 A、B 为参考点计算 C 和 D 点的电位及 C 和 D 两点之间的电压。
3
C + 10 V–
A
[解] 以 A 为参考点
10 + 5 I=
A=3A
I
2
3+2
D
VC = 3×3 V = 9 V
–
VD = –3×2 V = – 6 V
B
5V +
以 B 为参考点
VC = 10 V VD = – 5 V
–
当R0=时，I恒等于IS 是一
定值，而其两端电压 U是
任意的，由负载电阻和 IS 确定，这样的电源称为理
h 想电流源或恒流源。 3
1.9.3 两种电源模型的等效变换
电压源电流源两种模型可以进行等效变换，所谓的
等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。
a
+ E_
+I
U RL
R0
_
U0 = E
b
h
8
几个名词
(1) 端口
端口指电路引出的一对端钮，其
i
a 中从一个端钮(如a)流入的电流一
A
定等于从另一端钮(如b)流出的电
b 流。
i
(2) 二端网络 (亦称一端口网络) 网络与外部电路只有一对端钮(或一个端口)联接。
(3) 有源与无源二端网络 内部含有独立电源的二端网络称为有源二端网络。
内部不含有独立源的二端网络称为无源二端网络。
是任意的,由负载电阻和 U 确定，这样的
电源称为理想电压源或恒压源。
h
2
1.9.2 电流源
将式 U = E – R0 I 两边 边同除以 R0，则得
U R0
E R0
I
Is
I
IS
即
IS =
U R0
+
I
外特性曲线
U/V
理
E= IS R0
电 流
想 电
源流
源
O
IS I/A
I
U
+
R0
理想 电流
R0
U
RL
源电 路
h
16
1.11 电路中电位的计算
a
+ E1_
b
R1
R2
I3
R3
c
_
E2 +
电路中某一点的电位是 指由这一点到参考点的电压
电路的参考点可以任意选取
d
通常认为参考点的电位为零
若以 d 为参考点，则：
Va = E1 Vb = I3 R3 Vc = – E2
a
简 化
+E1
电
路
R1 b R2 R3
d
c – E2
2A
b
5 10V 10V 6A
+ 5 U_
h
7
1.10 戴维宁定理
R1 a R3
工程实际中，常常碰到只需研究
R2Rx i R4
b
R5
us
+–
某一支路的情况。这时，可以将除 需保留的支路外的其余部分的电路 (通常为二端网络或称一端口网络)， 等效变换为较简单的含源支路
(电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路),可大大 方便我们的分析和计算。戴维宁定理和诺顿定理正 是给出了等效含源支路及其计算方法。
线性 有源 二端 网络
N
aI
+
U
R
–
b
其中 E 为有源二端 网络的开路电压
a
+
N
– E Baidu Nhomakorabea U0
b
a
+
+
I
E_
U
R
R0
_
b N
R0 为有源二端网络所有独立 源置零，从 a 、b 两点看进去 的等效电阻。
a 独立源置零：
N0
R0
电压源短路
b
电流源开路
h
11
+
[例 1] 用戴维宁定理求图示电路中电流 I3。其中 E1 = 140 V，E2 = 90 V，R1 = 20 ，R2 = 5 ，R3 = 6 。
或
E = Uab= E2 + R2I = (90 + 5 2) V = 100 V
h
13
例2：求其戴维宁等效电路。 3
6V
试用叠加定理求开
路电压E。
R0
E
h
a
6A
2A
b
a
b
14
求等效电源的内阻 R0 可由图(b)求得
+
I1 a
I2
R1
R2
E1 I3 R3 _
+ _ E2
R 0R R 11 R R 222 2 0 05 5 4
小结：
VCD = VC – VD = 15 V
电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，
但是任意两点间的电压不变。
h
18
作业： 练习与思考： P30： 1.10.1 B基本题：P47：1.9.6
h
9
1.10 戴维宁定理
戴维宁定理：
任何一个有源二端线性网络，对外电路来说， 可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻为Ro 的串联组合来等效代替, 等效电压源的电动势E等 于端口处的开路电压（即负载断开时端口处的电 压），而内阻Ro等于二端网络内全部独立电源置 零后的端口间的等效电阻。
h
10
1.10 戴维宁定理
h
5
[例 1] 1.1.9 用电 源等效变换方法求图示 电路中 I3。
[解]
20
7A
5 5 A
+ 140 V _
a
I3 6
20 a 5
I3 6
b
a
+ 90 V _
b 25 A
I34 4625 A10 A
h
44 I3 6
b
6
例2：利用等效变换法 求ab之间的电压。
例3：求U。
a
3
6A
6V
电 压 源
I
U
+
R0
IS
R0 U RL
–
E = IS R0
U/V 电
Is
U R0
I
流
源
O
IS
E R0
I/A
h
O
4
IS I/A
1.9.3 两种实际电源模型的等效变换
a
+
+I
E_
U RL
IS
R0
_
E = IS R0
电流源的电流方
b
向和电压源的电
压方向相反。
a
R0
b
注意
电压源与电流源模型的等效变换关系仅对外 电路而言，至于电源内部则是不相等的。
b
R1
R2
a
b
a
+
(b)
E
R0
则
I3
R3
I3R 0E R 34 16 0A 01A 0
b
h
15
1.10 戴维宁定理
利用戴维宁定理分析电路的一般方法：
1、划分电路，将待求量所在支路划分为外电路，剩下 的部分为有源二端网络；
2、求有源二端网络的开路电压Uo。 3、将有源二端网络内的所有电源置零（电压源短路， 电流源开路），求端口的等效电阻R0; 4、将待求量所在支路接在等效电路中，求解待求量。
I1 a
I2
R1
R2
+
+
E1 I3 R3 _
E
_ E2
R0
b
[解] 上图可以化为 右图所示的等效电路。
a
I3
R3
b
h
12
I
等效电源的电动势 E 可由图 a 求得：
IE 1E 214 9 0A 02A _ R 1R 2 2 05
+ +
R1
R2
a
E1 b _U0
(a)
+ _ E2
于是
E = Uab = E1 R1I = (140 20 2) V = 100 V
1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算
h
1
1.9 电压源与电流源及其等效变换
1.9.1 电压源
外特性曲线
a
U/V 理想电压源
+ E_
+I
U RL
U0 = E
电 压 源
R0
_
b
O
Is
E R0
+ E_ I/A
理想电压 源电路
aI +
U
RL
_
b
UER0I
当 R0=0 时 ， U=E ， 是 一 定 值 ， 则 I
h
17
[例1] 电路如图所示,分别以 A、B 为参考点计算 C 和 D 点的电位及 C 和 D 两点之间的电压。
3
C + 10 V–
A
[解] 以 A 为参考点
10 + 5 I=
A=3A
I
2
3+2
D
VC = 3×3 V = 9 V
–
VD = –3×2 V = – 6 V
B
5V +
以 B 为参考点
VC = 10 V VD = – 5 V
–
当R0=时，I恒等于IS 是一
定值，而其两端电压 U是
任意的，由负载电阻和 IS 确定，这样的电源称为理
h 想电流源或恒流源。 3
1.9.3 两种电源模型的等效变换
电压源电流源两种模型可以进行等效变换，所谓的
等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。
a
+ E_
+I
U RL
R0
_
U0 = E
b
h
8
几个名词
(1) 端口
端口指电路引出的一对端钮，其
i
a 中从一个端钮(如a)流入的电流一
A
定等于从另一端钮(如b)流出的电
b 流。
i
(2) 二端网络 (亦称一端口网络) 网络与外部电路只有一对端钮(或一个端口)联接。
(3) 有源与无源二端网络 内部含有独立电源的二端网络称为有源二端网络。
内部不含有独立源的二端网络称为无源二端网络。
是任意的,由负载电阻和 U 确定，这样的
电源称为理想电压源或恒压源。
h
2
1.9.2 电流源
将式 U = E – R0 I 两边 边同除以 R0，则得
U R0
E R0
I
Is
I
IS
即
IS =
U R0
+
I
外特性曲线
U/V
理
E= IS R0
电 流
想 电
源流
源
O
IS I/A
I
U
+
R0
理想 电流
R0
U
RL
源电 路
h
16
1.11 电路中电位的计算
a
+ E1_
b
R1
R2
I3
R3
c
_
E2 +
电路中某一点的电位是 指由这一点到参考点的电压
电路的参考点可以任意选取
d
通常认为参考点的电位为零
若以 d 为参考点，则：
Va = E1 Vb = I3 R3 Vc = – E2
a
简 化
+E1
电
路
R1 b R2 R3
d
c – E2
2A
b
5 10V 10V 6A
+ 5 U_
h
7
1.10 戴维宁定理
R1 a R3
工程实际中，常常碰到只需研究
R2Rx i R4
b
R5
us
+–
某一支路的情况。这时，可以将除 需保留的支路外的其余部分的电路 (通常为二端网络或称一端口网络)， 等效变换为较简单的含源支路
(电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路),可大大 方便我们的分析和计算。戴维宁定理和诺顿定理正 是给出了等效含源支路及其计算方法。
线性 有源 二端 网络
N
aI
+
U
R
–
b
其中 E 为有源二端 网络的开路电压
a
+
N
– E Baidu Nhomakorabea U0
b
a
+
+
I
E_
U
R
R0
_
b N
R0 为有源二端网络所有独立 源置零，从 a 、b 两点看进去 的等效电阻。
a 独立源置零：
N0
R0
电压源短路
b
电流源开路
h
11
+
[例 1] 用戴维宁定理求图示电路中电流 I3。其中 E1 = 140 V，E2 = 90 V，R1 = 20 ，R2 = 5 ，R3 = 6 。
或
E = Uab= E2 + R2I = (90 + 5 2) V = 100 V
h
13
例2：求其戴维宁等效电路。 3
6V
试用叠加定理求开
路电压E。
R0
E
h
a
6A
2A
b
a
b
14
求等效电源的内阻 R0 可由图(b)求得
+
I1 a
I2
R1
R2
E1 I3 R3 _
+ _ E2
R 0R R 11 R R 222 2 0 05 5 4
小结：
VCD = VC – VD = 15 V
电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，
但是任意两点间的电压不变。
h
18
作业： 练习与思考： P30： 1.10.1 B基本题：P47：1.9.6
h
9
1.10 戴维宁定理
戴维宁定理：
任何一个有源二端线性网络，对外电路来说， 可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻为Ro 的串联组合来等效代替, 等效电压源的电动势E等 于端口处的开路电压（即负载断开时端口处的电 压），而内阻Ro等于二端网络内全部独立电源置 零后的端口间的等效电阻。
h
10
1.10 戴维宁定理
h
5
[例 1] 1.1.9 用电 源等效变换方法求图示 电路中 I3。
[解]
20
7A
5 5 A
+ 140 V _
a
I3 6
20 a 5
I3 6
b
a
+ 90 V _
b 25 A
I34 4625 A10 A
h
44 I3 6
b
6
例2：利用等效变换法 求ab之间的电压。
例3：求U。
a
3
6A
6V