电工技术实例教程-2.3等效变换法分析复杂电路3

(v) (mA)
(Ω)
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实训流程： 2）负载实验
按图2.35（a）接入RL。改变RL阻值，测量有源二端网络的外特 性曲线。
表2-10 有源二端网络的外特性曲线测量
U（V） I（mA）
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实训流程：
3）验证戴维南定理 从电阻箱上取得按步骤1）所得的等效电阻R0之值，然后令其与
1）用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的UOC、R0。
（1）按图2.35（a）所示接入电路，其
中稳压电源US=12V，恒流源Is=10mA。 （2）不接入RL，用电压表测出开路电 压UOC，用电流表测出短路电流ISC，并 计算出R0。
表2-9开路电压、等效电阻测量
Uoc Isc R0=Uoc/Isc
电压Uoc，然后再将其输出端短路，
用电流表测其短路电流Isc，则等效
电阻为R0=UOC/ISC。
如果二端网络的内阻很小，若将 其输出端口短路则易损坏其内部元件，
此时不宜采用此方法。
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还有（1）半电压法测等效电阻R0 当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱
的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
（2）用万用表直接测量等效电阻。（直接测量法）
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求解等效电阻R0的方法 （3）外加电源法
将有源二端网络所有独立电源置零， 在端口a、b处施加一电压或电流，计算或测 量输入端口的电流I或电压U，则等效电阻 R0=U/I。
（4）开路短路法
将有源二端网络输出端开路，
用电压表直接测出其输出端的开路
无源二端网络：
由电阻组成电路。
等效
有源二端网络： 含有电源电路
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等效
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2.戴维南定理
任一有源二端网络都可化简为一实际电压源，电压值 为网络端口电压UOC，电阻值为网络无源化后的端口电阻 R0。
网络无源化：电压源短路，电流源开路。
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3. 有源二端网络等效参数的测定
应用戴维南定理的关键是求出有源二端网络N的开路 电压UOC和与之对应的无源网络N0的等效电阻R0。
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4. 用戴维南定理求解电路
【例2-9】图2.36（a）所示电路中， US1=12V，IS2=2A，R1=2Ω，R2=1Ω， R3=3Ω，RL=6Ω，求电阻RL上的电流I。
解：（1）将电阻RL断开，求出移去RL 后的a、b二端有源网络的开路电压UOC， 如图2.36（b）所示。
将电流源IS2与电阻R1组成的实际 电流源转换成实际电压源，可得到
R0 （R1 R2）/ /R3 3 / /3 1.5（Ω）
（3）画出有源二端网络的等效电路， 并将电阻RL接上，如图2.36（d）所示， 求电流I。
I UOC 8 1.067（A） R0 RL 1.5 6
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4. 用戴维南定理求解电路
【例2-10】用戴维南定理求解例2-7 电路图中的电阻R2上的电压和电流。 如图2.22（a）所示：US=12V，IS= 2A， R1=4Ω，R2=6Ω，R3=8Ω，R4=4Ω
直流稳压电源[调到步骤1）所测得的开路电压Uoc之值]相串联，如图 2.35（b）所示，仿照步骤2）测其外特性，对戴维南定理进行验证。
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实训流程：
4）有源二端网络参数的其他测量方法
（1）在图2.35（a）中，将被测有源网络内的所有独立源置零（将电流源
IS断开，去掉电压源US，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连） ，然后直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻，此 即为被测网络的等效电阻R0。
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半电压法测等效电阻
零示法测量开路电压
（2）零示法测量开路电压UOC 用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电
源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为 “0”。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有 源二端网络的开路电压。
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实训流程：
UOC
Uab
12 2 2 2 1 2 1 3
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8（V）
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4. 用戴维南定理求解电路
【例2-9】图2.36（a）所示电路中， US1=12V，IS2=2A，R1=2Ω，R2=1Ω， R3=3Ω，RL=6Ω，求电阻RL上的电流I。
解： （2）求出a、b二端无源网络（电 压源用短路替代，电流源用开路替代） 的等效电阻R0，如图2.36（c）所示。
开路电压UOC一般是通过前面所介绍的分析方法和定 理来求解。当然，开路电压也可以通过实验的方法测得。
在精度要求不高的情况下，可用电压表直接测量UOC。
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3. 有源二端网络等效参数的测定
求解等效电阻R0的方法主要有下列几种。 （1）将有源二端网络内部所有独立电源置零，即电压源用 短路替代，电流源用开路替代，得到与之对应的无源网络N0。 然后，根据电阻串并联、星形与三角形等效变换等方法，求 出该二端的等效电阻。（理论计算法）
等效电阻R0=
。
（2）用半电压法和零示法测量被测网络的等效电阻R0及其开路电压UOC
等效电阻R0=
；开路电压UOC=
。
（3）比较各种方法所测得的有源二端网络的参数值。
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4. 用戴维南定理求解电路
戴维南定理常用来分析电路中某一支路的电流和电压。
解题步骤 1）移去待求支路电流的 支路（形成二端网络） 2）求端口电压UOC 3）求无源端口电阻RO 4）画戴维南等效电路 5）接入待求支路求解
工作任务：
◦ 简单电路的测试分析。 ◦ 电阻间的等效变换。 ◦ 基尔霍夫定律的研究与应用。 ◦ 支路电流法的验证。 ◦ 叠加定理的研究。 ◦ 测定电源等效变换的条件。 ◦ 戴维南定理的验证──有源二端网络等效参数的测定。 ◦ 最大功率传输条件测定。 ◦ 含有受控源电路的分析。
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2.3.1 叠加定理及其应用
实训2-4：叠加定理的研究 实训2-5：验证叠加定理
2.3.2 实际电压源和实际电流源的等效互换
实训2-6：测定电源等效变换的条件
2.3.3 戴维南定理及其应用
实训2-7：戴维南定理的验证──有源二端网络等效参数 的测定
实训2-8：最大功率传输条件测定
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1. 二端网络
二端网络：有2个引出端的电路。