戴维宁定理七种例题
电路实验指导书 戴维宁定理的研究
电路实验 戴维宁定理的研究一、实验目的1. 通过实验加深对等效概念的理解,验证戴维宁定理。
2. 学习有源线性二端网络的等效电路参数的测试方法。
3. 初步掌握实验电路的设计思路和方法。
二、实验原理1. 戴维宁定理戴维宁定理指出:任何一个有源线性二端网络N ,对外电路而言,都可以用一个理想电压源和一个电阻串联的支路等效,如图2-1所示。
(a )原电路 (b )戴维宁等效电路图2-1 有源线性二端网络的等效等效的理想电压源电压等于原有源二端网络的开路电压,如图2-2(a )所示;等效的串联电阻等于原有源二端网络N 中所有独立电源置零时的无源二端网络N 0的输入电阻,如图2-2(b )所示。
(a )求开路电压(b )求等效内阻图2-2 有源线性二端网络的等效参数的求取2. 有源线性二端网络的等效电阻的测量方法 (1)直接测量法测量时将有源二端网络N 中所有的独立电源置零,用数字式万用表的电阻挡直接测量a 、b 间的电阻值即可。
+-IU +-I OCU 0ROC U 0R 0R(2)开路短路法在如图2-1(a )所示的电路中,当时,测量有源二端网络的开路电压,当时,测量有源二端网络的短路电流,则等效内阻。
(3)加压求流法将有源二端网络N 中的所有独立电源置零,在a 、b 端施加一已知直流电压U ,测量流入二端网络的电流I ,如图2-3所示,则等效内阻。
(4)半电压法电路如图2-4所示,改变值,当负载电压时,负载电阻即为被测有源二端网络的等效电阻值。
图2-3 加压求流法 图2-4 半电压法(5)直线延长法当有源二端网络不允许短路时,先测开路电压,然后按图2-5(a )所示的电路连线,读出电压表读数和电流表读数。
在电压和电流的直角坐标系中标出(,0)(,)两点,如图2-5(b )所示,过这两点作直线,与纵轴的交点为(0,),则,所以,。
(a )电路图 (b )U -I 曲线图2-5 直线延长法L R =∞OC U 0L R =SC I 0OCSCU R I =0U R I=L R 0.5OC U U =ab-OC U 1U 1I OC U 1U 1I SC I 11OC SC OC U I I U U =-101OC U U R I -=(6)两次求压法测量时先测一次开路电压,然后在a 、b 端接入一个已知负载电阻,再测负载电阻两端的电压,则等效内阻。
《戴维宁定理》课件
R3 + R4
= 2V
RAB = R1 //R2 + R3 //R4
= 20//30 + 30//20 = 24Ω
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吉林大学
电工技术
A
戴维南等效电路
R1
R2
+_
I5
U
R5
R3
R4
B
RS +
A I5
US _
B
US RS
= 2V = 24Ω
I5
=
US RS + R5
=
2 24 + 10
= 0.059A
吉林大学
电工技术
二、戴维宁定理
一个有源二端网络可以用实际电压源模型等效 等效电压源的电压等于有源二端网络的开路电压
等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端 网络的等效电阻。
有源
二端网络
R
RO
+
R
US _
注意:“等效”是指对端口外等效,即R两端
的电压和流过R电流不变
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有源 A
二端网络
R5
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吉林大学
电工技术
例3.已知E1=110V,E2=100V,Is=90A,
Ro1=Ro2=Ro3=1Ω,R1=10Ω,R2=9Ω,
R3=20Ω ,用戴维宁定理求R3中的Iab。
IS
· · +
E1- R1
RO3 R2
RO1
URa3b
· · a
b
解:a、b开路
+ E2 -
IRRo1===1E(1R01/o/1(∥(R1R1++11)R0+o)R1)o3 = 1+0A(Ro2 ∥R2)
戴维宁定理七种例题
戴维宁定理七种例题
例1 利用戴维宁定理求下图所示电路中的电压U0
图1
分析:断开待求电压所在的支路(即3Ω电阻所在支路),将剩余一端口网络化为戴维宁等效电路,需要求开路电压Uoc和等效电阻Req。
(1)求开路电压Uoc,电路如下图所示
由电路联接关系得到,Uoc=6I+3I,求解得到,I=9/9=1A,所以Uoc=9V (2)求等效电阻Req。
上图电路中含受控源,需要用第二(外加电源法(加电压求电流或加电流求电压))或第三种(开路电压,短路电流法)方法求解,此时独立源应置零。
法一:加压求流,电路如下图所示,
根据电路联接关系,得到U=6I+3I=9I(KVL),I=I0´6/(6+3)=(2/3)I0(并联分流),所以U=9´(2/3)I0=6I0,Req=U/I0=6Ω
法二:开路电压、短路电流。
开路电压前面已求出,Uoc=9V,下面需要求短路电流Isc。
在求解短路电流的过程中,独立源要保留。
电路如下图所示。
根据电路联接关系,得到6I1+3I=9(KVL),6I+3I=0(KVL),故I=0,得到Isc=I1=9/6=1.5A(KCL),所以Req=Uoc/Isc=6Ω
最后,等效电路如下图所示
根据电路联接,得到
注意:
计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法,要具体问题具体分析,以计算简便为好。
戴维南定理的解析与练习
戴维宁定理一、知识点:1、二端(一端口) 网络的概念:二端网络:具有向外引出一对端子的电路或网络。
无源二端网络:二端网络中没有独立电源。
有源二端网络:二端网络中含有独立电源。
2、戴维宁(戴维南)定理任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压为 U OC 的理想电压源和一个电阻 R0 串联的等效电路来代替。
如图所示:等效电路的电压 U OC 是有源二端网络的开路电压,即将负载 R L 断开后 a 、b 两端之间的电压。
等效电路的电阻 R0 是有源二端网络中所有独立电源均置零(理想电压源用短路代替,理想电流源用开路代替)后 , 所得到的无源二端网络 a 、b 两端之间的等效电阻。
二、例题:应用戴维南定理解题:戴维南定理的解题步骤:1.把电路划分为待求支路和有源二端网络两部分,如图 1 中的虚线。
2.断开待求支路,形成有源二端网络(要画图) ,求有源二端网络的开路电压 UOC 。
3.将有源二端网络内的电源置零,保留其内阻(要画图) ,求网络的入端等效电阻 Rab。
4.画出有源二端网络的等效电压源,其电压源电压 US=UOC (此时要注意电源的极性),内阻 R0=Rab 。
5.将待求支路接到等效电压源上,利用欧姆定律求电流。
例 1:电路如图,已知 U1=40V, U2=20V, R1=R2=4, R3=13 ,试用戴维宁定理求电流I3。
解: (1) 断开待求支路求开路电压UOCU U 40 20I = 1 2 = = 2.5 AR + R 4 +41 2UOC = U2 + I R2 = 20 +2.5 4 =30V或: UOC = U1 – I R1 = 40 –2.5 4 = 30VUOC 也可用叠加原理等其它方法求。
(2) 求等效电阻 R0将所有独立电源置零(理想电压源用短路代替,理想电流源用开路代替)R RR = 1 2 = 20 R + R1 2(3) 画出等效电路求电流 I3U OC 30I = = = 2 A3 R + R 2 +130 3例 2:试求电流 I1解: (1) 断开待求支路求开路电压 UOCUOC = 10 – 3 1 = 7V(2) 求等效电阻 R0R0 =3(3) 画出等效电路求电流 I3 a327V _ b 解得: I1 = 1. 4 A【例 3】 用戴维南定理计算图中的支路电流 I 3。
电工与电子技术戴维宁定理习题
Isc=I1=9/6=1.5A
独立源保留
Req = Uoc / Isc =9/1.5=6
③等效电路
9 U0 6 3 3 3V
6 +
+ U0 3 9V --
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注计意算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法
还是开路、短路法,要具体问题具体分析,以计 算简便为好。
2021/3/9
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例
a
10 +
20V –
10 +
+
Uoc
10V –
–
b
应用电源等效变换
a
2A 1A
+
5 Uoc
– b
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a
Req 5 +
Uoc 15V
-
b
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例
I
10
+
20V –
Req 5 +
Uoc 15V -
a
10 +
+
Uoc
10V –
–
b
ai
a
N Req
u+ –
N
+
Req
u –
i
u
Req i
b
b
③开路电压,短路电流法。 Req
Req
uoc isc
+ Uoc
-
i
a +
u
-b
2 3 方法更有一般性。
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注意
① 外电路可以是任意的线性或非线性电路,外电路 发生改变时,含源一端口网络的等效电路不变(伏 -安特性等效)。
戴维宁定理典型例题
戴维宁定理典型例题戴维宁定理是关于 Boolean 方程可满足性的一个重要定理,被广泛应用于计算机科学与逻辑学中。
本文将针对戴维宁定理展示一个典型例题,并通过详细论述和分析解题过程,帮助读者更好地理解和应用该定理。
例题为:已知一个 Boolean 方程 F = (x1 AND x2) OR (NOT x1 AND x3),要证明该方程的可满足性。
解题过程如下:步骤一:将原始方程转化为戴维宁标准形式根据戴维宁定理,任何一个二元 Boolean 方程都可以通过变换,转化为与或非(AND-OR-NOT)的标准形式。
对于给定的方程 F,我们先将其转化为合取范式(conjunctive normal form,CNF),再进行戴维宁变换。
首先,对原始方程 F 进行合取范式转化:F = (x1 AND x2) OR (NOT x1 AND x3)= (NOT NOT x1 OR NOT NOT x2) AND (NOT x1 OR NOT x3)根据化简原则,得到 CNF 形式:F = (NOT NOT x1 OR NOT NOT x2) AND (NOT x1 OR NOT x3)接下来,对CNF 形式的方程F 进行戴维宁变换。
根据戴维宁定理,只需对方程中的每个子句进行与或非的变换操作,即可得到与原方程等价的戴维宁标准形式。
对每个子句进行戴维宁变换:(NOT NOT x1 OR NOT NOT x2) => ((NOT x1) AND (NOT x2))(NOT x1 OR NOT x3) => ((NOT x1) AND (NOT x3))合并得到戴维宁标准形式:F = [(NOT x1) AND (NOT x2)] AND [(NOT x1) AND (NOT x3)]步骤二:判断戴维宁标准形式方程的可满足性根据戴维宁定理,一个 Boolean 方程的可满足性可以通过判断其戴维宁标准形式方程的可满足性来确定。
诺顿定理和戴维宁定理例题
诺顿定理和戴维宁定理例题诺顿定理和戴维宁定理,听起来是不是有点高深莫测?别担心,今天咱们就像聊天一样,轻松聊聊这俩定理,顺便带你进入电路的神奇世界。
诺顿定理,简单说就是把复杂的电路简化成一个电流源和一个电阻,听起来很高科技,其实就像把一大堆杂七杂八的东西,整理成一两样好用的工具。
想象一下,你打开了一个满是零件的工具箱,结果发现只需要一个扳手和一个螺丝刀,就能解决大多数问题,多痛快啊!这样你就可以专心搞其他的事情,而不用被那些繁琐的细节绊住脚。
然后再说戴维宁定理,这个其实和诺顿定理有点像,但它是把电路简化成一个电压源和一个电阻。
就好比你把一杯水分成两个杯子,一个装满水,另一个只有一点点。
这时候,虽然看似东西变少了,但实际上一样能干活。
戴维宁定理就像是在说,只要我们抓住核心,就能把复杂的事情变得简单易懂。
想想生活中的琐事,有时候咱们也是这样,把问题简化了,反而更容易解决。
咱们来个例子,想象你有一个复杂的电路,里面有好几个电阻、几个电源,简直像迷宫一样。
要用诺顿定理解决这个问题,首先咱们得找到“诺顿等效电流”,就是把所有的电流汇聚成一股强劲的流。
这就好比你和朋友们约好一起去玩,最后大家都汇聚到一个地方,热闹得不行。
还得找出“诺顿等效电阻”,这就像是在说,在这股强劲的流动中,有多少阻碍,多少麻烦需要克服。
如果你决定用戴维宁定理来解决这个复杂的电路,咱们的第一步是找出“戴维宁等效电压”,也就是你那个“水杯”的水量,看看究竟能提供多少电压。
然后呢,记得找出“戴维宁等效电阻”,看一下电流在这杯水流动时会遇到多少阻碍。
这两种方法,听起来是不是特别简单,虽然背后有一些复杂的计算,但一旦掌握,就能轻松应对那些电路问题。
在电路的世界里,诺顿和戴维宁就像是两位老朋友,互相帮助,互相补充。
无论你是选择哪个定理,最终的目的都是让事情变得简单明了。
就像我们生活中有很多选择一样,往往最终能带我们走出困境的,往往是那些看似简单的办法。
戴维宁定理七种例题
对于任何一个含源二端网络都可以用一个电源来代替,其电源电动势E等于其含源二端网络的开路电压,其内阻R等于含源二端网络内所有电动势为零时的输入电阻,这就是戴维南定理.","force_purephv":"0","gnid":"92556239629d7cecd","highlight":{"ab_ta g_A":{"src":"kuaizixun_keywords_A","words":[{"index":50,"word":"内阻"},{"index":39,"word":"二端网络"},{"index":30,"word":"电动势"},{"index":21,"word":"电源"}]},"ab_tag_B":{"src":"kuaizixun_keywords_B","words":[{"index":50,"word ":"内阻"},{"index":39,"word":"二端网络"},{"index":30,"word":"电动势"},{"index":21,"word":"电源"}]}},"img_data":[{"flag":2,"img":[]}],"pat":"mass_model_adver,art_src_6,fts 2,sts0","powerby":"pika","pub_time":1574885731610,"rawurl":"http://zm. /ece8b7f69391c355ce27de98cb114a3b","redirect":0,"rptid": "611f0af7fbc1e915","src":"文学旅游生活","tag":[],"title":"戴维南定理的内容是什么?戴维南定理的例题_ :可将任一复杂的集总参数含源线性时不变二端网络等效为一个简单的二端网络的定理. 对于任意含独立源,线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络),都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效.这个电压源的电压...戴维南定理例题:戴维南定理是一个很实用的定理.虽然这样的题,你可以一步一步简化这个电路图,最终得到最简的形式求得所需的电压值.(这题这样做样还简单一些)但是如果这个电路更复杂类似桥式电路,就无法用化简的方法直接求答案了,只能用戴维...用戴维南定理求习题7-20图所示电路中的电流I0. - 上学吧找答案:首先,找Rth(也就是R0)当找Rth时.所有线性时不变的电压源,视为短路(一条直线).R不考虑,因为R是负载,戴维南定律只看出了负载以外的电路.所以,当把48V和60V 换成直线之后,可以看到12ohm和6ohm的电阻成并联,并联求出...求助.戴维南定理解题步骤._ :运用戴维南定理解题的步骤概括为:1、分2、求E 3、求r 4、合分别配以相应的图形步骤(1) 把电路分为待求支路和有源二端网络两部分.(2) 把待求支路移开,求出有源二端网络的开路电压Uab (3) 将网络内各电源除去,仅保留电源内阻,求出网络两端的等效电阻Rab (4) 画出有源二端网络的等效电路,等效电路中电源的电动势E0=Uab,电源的内阻r0=Rab,然后在等效电路两端接入待求支路,则待求支路的电流为I= E0/( r0+R)【戴维南定理的内容以及解题步骤】:在计算戴维南等效电路时,必须联立两个由电阻及电压两个变量所组成的方程式,这两个方程式可经由下列步骤来获得: 1. 在AB两端开路(在没有任往外电流输出,亦即当AB点之间的阻抗无限大)的状况下计算输出电压VAB,此...戴维南定理是什么,解题步骤是哪些_ :戴维南等效是关于电压源的等效:故此:第一步:将待求电路与外电路断开,求待求电路等效端口处的开路电压;第二步:将待求电路中所有电压源短路(直接用导线短接代替),将所有电流源开路(直接断开),化解纯电阻电路,求得内阻.(注:含受控源可参考百度文档:应用戴维南定理求解线性含受控源电路) 第三步:根据求得的开路电压和内阻画出等效电路即可.戴维南定理题?_ :开路电压就是R0与R1分压, Uo=Us*R1/(R0+R1),等效电阻就是R0//R1,有了这个戴维南等效,计算I2和U就太容易了.。
4-2戴维宁定理
短路电流。有必要指出:
① uoc是N的端口开路电压,注意 uoc和 isc 的方向为非关联!
② 当 R0=∞时,N 的戴维宁等效电路不存在!
举例
求得开路电压为
1Ω
uoc 2 21 4V
1Ω
2A
++ 2V
- uoc
1Ω
-
应用叠加定理求得
isc 2 2 1 4 A
求得戴维宁等效电阻为
+
2A
2V
+i u
is
-
图(b)
R0
+us N
-
解:依据戴维宁定理,设 N 的戴维宁等效电路如图(b)所示
N 的VCR方程为 另由题意已知
u R0 (i is ) us R0i 2 103 R0 us
u 2000 i 10 (V )
比较可得 R0 2000
解得 R0 2000
2 103 R0 us 10
R3 和 R4 并联,然后再串联。
R4
R0
所 以,R0
R1 R2 R1 R2
R3 R4 R3 R4
b
5.8
R4 +–
E
a
IG G RG
b
a
R0 +
RG
IG
E' _
b
解:(3) 画出等效电路求检流计中的电流 IG
E
2
IG
R0
RG
A 5 .8 10
0.126
A
3. 戴维宁等效定理应用小结及注意事项
在下图所示电路中,虽然单口网络 N 内含有电压 控制电压源,但由于受控源的控制量 u 是 N 的端口电 压,因此可以对 N 作戴维宁等效变换。
电路-戴维南定理
因为网络开路,Ux=0, 所以受控源的电流为零, 因此开路电压Uoc=10V。
例6求解过程
将该网络除源,用外加电压法求等效电阻。
由KCL,得:I ' = I+0.1Ux
由KVL,得:Ux-5I ' +U = 0 而 Ux =-14 I
Req
U I
Req=3//6=2
+ -2V I
-
2
2
Req
I 2 11A 22 2
求戴维宁等效电阻Req的方法
⑴ 除源后用串、并联或其他等效化简 的方法求解;
⑵ 除源后用外加电压法求解; ⑶ 无须除源,用开路、短路法求解。
其中第一种方法只适用于由纯电 阻构成的网络;当网络中含有受控源 时,宜采用后两种方法。
外加电压法
eq
(2)求解开路电压
uoc= us6-R4is1=3-1×2=1V
(3)求解戴维宁等效电阻
R eq R 3//R 5R 42/4 / 17 3
(4)与待求支路联接,求解所求响应
Req
+
Uoc
+
u2 R2
u2 Reuqo cR2R2 0.56V7
例题4: 用戴维宁定理求电压u 。
例4求解过程——求开路电压
解:有源二端网络如下图所示:
根据KVL,uoc=3×6+9=27V
例4求解过程——求等效电阻
• 将网络除源后,等效电路如下:
Req=3
例4求解过程——求解等效电路
例题5:求a、b端的戴维宁等 效电路。
• 已知R1=1, R2=2 , R3 =3 , =0.5,
戴维宁定理课件
§2-9 戴维宁定理
20:41:01
一、预备知识
二端网络:
任何具有两个引出端子的电路(也称网络)都可称 为二端网络。
பைடு நூலகம்
分类:
若在这部分电路中含有电源,就称为有源二端网络, 否则称无源二端网络
20:41:01
二、戴维宁定理的内容 任何线性有源二端网对外电路而言,都可以用 一个实际电压源来代替;电压源的电动势等 于有源二端网络的开路电压,其内阻等于有 源二端网络内所有电源置零后,无源网络两 端的等效电阻。
I3
20:41:01
七、本堂小结
1、二端网络定义及其分类
2、戴维宁定理的内容 3、应用戴维宁定理解题
三步走:
{
有源 无源
①断开待求支路,得到有源二端网络,求开路 电压UAB ②将有源二端网络换成无源二端网络求 等效电阻RAB(置零)
③画出等效电路(方向)
20:41:02
二端网络:
任何具有两个引出端的电路(也称网络)都可称为 二端网络。
例题:电桥电路如下图所示已知R1 = 10Ω,R2 =2.5Ω,R3 = 5Ω,R4=20Ω, E = 2.5V,R5 = 69Ω,试求电阻R5 上通过的电流。
20:41:01
解:(1)断开待求支路R5,得到有源二端网 络,求开路电压UAB
U AB I1R1 I 2 R3 E E R1 R3 R1 R2 R3 R4 12.5 12.5 10 5 10 2.5 5 20 7.5V
20:41:01
解题步骤总结:
①断开待求支路,得到有源二端网 络,求开路电压UAB
②将有源二端网络换成无源二端 网络求等效电阻RAB ③画出等效电路求解
戴维宁定理2
小结:
一、戴维宁定理
二、应用戴维宁定理解题的方法及步骤
戴 维 宁 定 理
教师:安咏雪
如图f所示电路中,已知E1=10V,E2=20V,R1=4Ω, R2=2Ω,R3=8Ω,R4=6Ω,R5=6Ω,试求流过R4的 电流。
E2 R5 R1 E1 R4 图f R3 R2
网络
电路
-
E1 E2
R1 R2
E3
R3
R
R
R
+
R
R
R
+
-
E1 E2
R1 R2
E3
R3
E1 E2
a
R
R R
R/3 b
E0 R0
a b
E3
R3
戴维宁定理:
任何线性有源二端网络,对外电路而言,可以用 一个等效电源代替:(如图c)
E0=Uab R0=Rab
有 源 二 端 网 络
a
+a E0=Uab
b 图c
R0=Rab -b
应用戴维宁定理求某一支路的电流或电压的方法 和步骤:
(1)断开待求支路,形成有源二端网络,求出有源二端网络两端点 间的开路电压Uab,即为等效电源的电动势E0; (2)将有源二端网络中各电源置零后(将电动势用短路代替), 形成无源二端网络,计算此无源二端网络的等效电阻,即为等效 电源的内阻R0; (3)将上述等效电源E0、R0与待求支路联接,形成等效简化电路,根据 已知条件求解。
R1=4Ω,R2=2Ω,R3=8Ω,R4=6Ω,R5=6Ω,试用戴维宁定 理求流过R4的电流。
(1)断开待求支路, 求E0=Uab:
I I’
E2 R5 R1 E1 R4 图f R3 R2
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戴维宁定理例题
例1 运用戴维宁定理求下图所示电路中的电压U0
图1
剖析:断开待求电压地址的支路(即3Ω电阻地址支路),将剩下一端口网络化为戴维宁等效电路,需恳求开路电压U oc和等效电阻R eq。
(1)求开路电压U oc,电路如下图所示
由电路联接联络得到,U oc=6I+3I,求解得到,I=9/9=1A,所以U oc=9V
(2)求等效电阻R eq。
上图电路中含受控源,需求用第二(外加电源法(加电压求电流或加电流求电压))或第三种(开路电压,短路电流法)办法求解,此刻独立源应置零。
法一:加压求流,电路如下图所示,
依据电路联接联络,得到U=6I+3I=9I(KVL),I=I0´6/(6+3)=(2/3)I0(并联分流),所以U=9´(2/3)I0=6I0,R eq=U/I0=6Ω
法二:开路电压、短路电流。
开路电压前面已求出,U oc=9V,下面需恳求短路电流I sc。
在求解短路电流的进程中,独立源要保存。
电路如下图所示。
依据电路联接联络,得到6I1+3I=9(KVL),6I+3I=0(KVL),故I=0,得到I sc=I1=9/6=1.5A(KCL),所以R eq=U oc/I sc=6Ω
终究,等效电路如下图所示
依据电路联接,得到
留心:
核算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法仍是开路、短路法,要详细疑问详细剖析,以核算简练为好。
戴维南定理典型例子
戴维南定理指出,等效二端网络的电动势E等于二端网络开路时的电压,它的串联内阻抗等于网络内部各独立源和电容电压、电感电流都为零时,从这二端看向网络的阻抗Zi。
设二端网络N中含有独立电源和线性时不变二端元件(电阻器、电感器、电容器),这些元件之间可以有耦合,即可以有受控源及互感耦合;网络N的两端ɑ、b接有负载阻抗Z(s),但负载与网络N内部诸元件之间没有耦合,U(s)=I(s)/Z(s)。
当网络N中所有独立电源都不工作(例如将独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替),所有电容电压和电感电流的初始值都为零的时候,可把这二端网络记作N0。
这样,负载阻抗Z(s)中的电流I(s)一般就可以按下式1计算(图2)式中E(s)是图1二端网络N的开路电压,亦即Z(s)是无穷大时的电压U(s);Zi(s)是二端网络N0呈现的阻抗;s是由单边拉普拉斯变换引进的复变量。
和戴维南定理类似,有诺顿定理或亥姆霍兹-诺顿定理。
按照这一定理,任何含源线性时不变二端网络均可等效为二端电流源,它的电流J等于在网络二端短路线中流过的电流,并联内阻抗同样等于看向网络的阻抗。
这样,图1中的电流I(s)一般可按下式2计算(图3)
式中J(s)是图1二端网络N的短路电流,亦即Z(s)等于零时的电流I(s);Zi(s)及s的意义同前。
图2、图3虚线方框中的二端网络,常分别称作二端网络N的戴维南等效电路和诺顿等效电路。
在正弦交流稳态条件下,戴维南定理和诺顿定理可表述为:当二端网络N接复阻抗Z时,Z中的电流相量I一般可按以下式3计算式中E、J分别是N的开路电压相量和短路电流相量;Zi是No呈现的复阻抗;No是独立电源不工作时的二端网络N。
这个定理可推广到含有线性时变元件的二端网络。
戴维南定理注意事项
(1)戴维南定理只对外电路等效,对内电路不等效。
也就是说,不可应用该定理求出等效电源电动势和内阻之后,又返回来求原电路(即有源二端网络内部电路)的电流和功率。
(2)应用戴维南定理进行分析和计算时,如果待求支路后的有源二端网络仍为复杂电路,可再次运用戴维南定理,直至成为简单电路。
(3)戴维南定理只适用于线性的有源二端网络。
如果有源二端网络中含有非线性元件时,则不能应用戴维南定理求解。
(4)戴维南定理和诺顿定理的适当选取将会大大化简电路。
戴维宁定理的解题步骤:
1.把电路划分为待求支路和有源二端网络两部分,如图1中的虚线。
2.断开待求支路,形成有源二端网络(要画图),求有源二端网络的开路电压UOC。
3.将有源二端网络内的电源置零,保留其内阻(要画图),求网络的入端等效电阻Rab。
4.画出有源二端网络的等效电压源,其电压源电压US=UOC(此时要注意电源的极性),内阻R0=Rab。
5.将待求支路接到等效电压源上,利用欧姆定律求电流。
例1:电路如图,已知U1=40V,U2=20V,R1=R2=4,R3=13,试用戴维宁定理求电流I3。
解:(1)断开待求支路求开路电压UOC
UOC也可用叠加原理等其它方法求。
(2)求等效电阻R0
将所有独立电源置零(理想电压源用短路代替,理想电流源用开路代替)
(3)画出等效电路求电流I3
例2:试求电流I1
解:(1)断开待求支路求开路电压UOCUOC=10减去3乘以1=7V
(2)求等效电阻R0
R0=3
(3)画出等效电路求电流I3
解得:I1=1.4A。