《戴维南定理及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《戴维南定理及其应用（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 戴维南定理及其应用戴维南定理及其应用 二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念： 二端网络：二端网络：二端网络：二端网络：具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：二二二二端网络中没有电源。端网络中没有电源。端网络中没有电源。端网络中没有电源。 有源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。b ba aE
2、E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3b ba aE E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3R R4 4无源二端网络无源二端网络无源二端网络无源二端网络 有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页a ab bR Ra ab b无源无源无源无源二端二端二端二端网络网络网络网络+ +_ _E ER R0 0a ab b 电压源电压源电压源电压源（戴维南定理）（戴维南定理）（戴维南定理）（戴维南定理） 电流源电流源电流源电流源（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）a ab b有源有源有
3、源有源二端二端二端二端网络网络网络网络a ab bI IS SR R0 0无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可化简为一个电源化简为一个电源化简为一个电源化简为一个电源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理 任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性线性线性网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势为为为为E E的理想电压源和内阻的
4、理想电压源和内阻的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻 R R0 0 串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。 有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络R RL La ab b+ +U U I IE ER R0 0+ +_ _R RL La ab b+ +U U I I 等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻R R0 0等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电
5、压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络 a a 、b b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。 等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势E E 就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电压压压压U U0 0，即将即将即将即将负载断开后负载断开后负载断开后负载断开后 a a 、b b两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压。等效电源等效电源等效电源等效电源
6、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页戴维南定理证明：戴维南定理证明：戴维南定理证明：戴维南定理证明：+IR(a)NSU+-abIIs=INSU+-(b)abab(c)U =UocNSI =0+-替代原理替代原理叠加原理叠加原理I =IU=ReqIN0Req(d)ab+-Is=IIR+_ER0U-( e)ab+U=Uoc-ReqIU=E-R0I=Uoc=Req下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页替代定理：替代定理：替代定理：替代定理：在在网网络络中中，若若第第在在网网络络中中，若若第第k k条条支支路路的的电电流流和和电电压压为为条条支支路路的的电电流
7、流和和电电压压为为i ik k和和和和u uk k，则则不不论论该该支支路路由由什什么么元元件件组组成成，可可以以用用一一个个则则不不论论该该支支路路由由什什么么元元件件组组成成，可可以以用用一一个个e=ue=uk k的的 恒恒 压压 源源 或或 用用 一一 个个的的 恒恒 压压 源源 或或 用用 一一 个个i is s= i= ik k的的 恒恒 流流 源源 去去 替替 代代 。的的 恒恒 流流 源源 去去 替替 代代 。R3+ E1R2I2I3R1I1E2+ Is=I3E=UR3+ 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页叠加原理：叠加原理：叠加原理：叠加原理：对于对于对
8、于对于线性电路线性电路线性电路线性电路，任何一条支路的电流，都可以看，任何一条支路的电流，都可以看，任何一条支路的电流，都可以看，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。原电路原电路原电路原电路+ + E ER R1 1R R2 2(a)(a)I IS SI I1 1I I2 2I
9、IS S单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1R R2 2(c)(c)I I1 1 I I2 2 + +I IS SE E 单独作用单独作用单独作用单独作用= =+ + E ER R1 1R R2 2(b)(b)I I1 1 I I2 2 叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页应用戴维南定理求解的步骤：应用戴维南定理求解的步骤：应用戴维南定理求解的步骤：应用戴维南定理求解的步骤：1 1、将电路分成待求支路和有源二端网络两部分；将电路分成待求支路和有源二端网络两部分；将电路分成待求支路和有源二端网络两部分；将电路分成待求支路和有源二端网络
10、两部分；2 2、把待求支路断开，画出有源二端网络求有源二端网络的、把待求支路断开，画出有源二端网络求有源二端网络的、把待求支路断开，画出有源二端网络求有源二端网络的、把待求支路断开，画出有源二端网络求有源二端网络的开路电压开路电压开路电压开路电压U Uococ；画出无源二端网络（即有源二端网络中的所；画出无源二端网络（即有源二端网络中的所；画出无源二端网络（即有源二端网络中的所；画出无源二端网络（即有源二端网络中的所有独立电源不工作，非独立电源保留）求等效电阻有独立电源不工作，非独立电源保留）求等效电阻有独立电源不工作，非独立电源保留）求等效电阻有独立电源不工作，非独立电源保留）求等效电阻R
11、Reqeq；3 3、画出有源二端网络的等效电路，、画出有源二端网络的等效电路，、画出有源二端网络的等效电路，、画出有源二端网络的等效电路，E= UE= UococR R0 0= R= Reqeq。然后。然后。然后。然后在等效电路两端接入待求支路，求出待求支路的电流。在等效电路两端接入待求支路，求出待求支路的电流。在等效电路两端接入待求支路，求出待求支路的电流。在等效电路两端接入待求支路，求出待求支路的电流。必须注意：必须注意：必须注意：必须注意：代替有源二端网络的电源的极性应与开路电压代替有源二端网络的电源的极性应与开路电压代替有源二端网络的电源的极性应与开路电压代替有源二端网络的电源的极性应
12、与开路电压U Uococ一致，若一致，若一致，若一致，若U Uococ为负值，则电动势的方向与图中相反。为负值，则电动势的方向与图中相反。为负值，则电动势的方向与图中相反。为负值，则电动势的方向与图中相反。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例1 1： 电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R3 3=13 =13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E
13、E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a aU UococR Reqeq+ +_ _R R3 3b bI I3 3a ab b注意：注意：注意：注意：“ “等效等效等效等效” ”是指对端口外等效是指对端口外等效是指对端口外等效是指对端口外等效 即即即即用等效电源替代原来的二端网络后，待求用等效电源替代原来的二端网络后，待求用等效电源替代原来的二端网络后，待求用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络等效电源等效电源等效电
14、源等效电源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：解：解：(1) (1) 断开待求支路求有源二端网络的开路电压断开待求支路求有源二端网络的开路电压断开待求支路求有源二端网络的开路电压断开待求支路求有源二端网络的开路电压U Uococ例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ，R R3 3=13 =13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I
15、 I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bR R2 2E E1 1I IE E2 2+ + R R1 1+ + a ab b+ +U Uococ U Uococ 也可用节点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用节点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用节点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用节点电压法、叠加原理等其它方法求。U Uococ= = E E2 2 + I + I R R2 2 = 20V +2.5 = 20V +2.5 4 4 V= 30VV= 30V或：或：或：或：U Uococ= = E E1 1 I I R R1 1 = 40V 2.5
16、 = 40V 2.5 4 4 V V = 30V= 30VE2+(R2+R1) I-E1=020+(4+4) I-40=0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：解：解：(2) (2) 求二端网络的等效电阻求二端网络的等效电阻求二端网络的等效电阻求二端网络的等效电阻R Reqeq 除去所有电源除去所有电源除去所有电源除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）（理想电压源短路，理想电流源开路）（理想电压源短路，理想电流源开路）（理想电压源短路，理想电流源开路）例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E
17、2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R3 3=13 =13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bR R2 2R R1 1a ab bR Reqeq从从从从a a、b b两端两端两端两端看进去，看进去，看进去，看进去， R R1 1 和和和和 R R2 2 并联并联并联并联 求求求求R Reqeq时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从a a、b b
18、两端两端两端两端看进去时各看进去时各看进去时各看进去时各电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：解：解：(3) (3) 画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流I I3 3例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ，R R3 3=13 =13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定
19、理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bU UococR Reqeq+ +_ _R R3 3a ab bI I3 3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页课程实践：课程实践：EWB仿真软件来验证例仿真软件来验证例1的正确性。的正确性。EWB链接链接下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：解：解：(1) (1) 求端口开路电压求端口开路电压求端口开路电压求端口开路电压U Uococ例例例例2 2：电路如图，电路如图，电路如图，电路如图，试求有源二
20、端网络的戴维南等效电试求有源二端网络的戴维南等效电试求有源二端网络的戴维南等效电试求有源二端网络的戴维南等效电路。路。路。路。U U12V12V6 6 + +a ab b- -1010 4 4 + +- -I IU Uococ列列列列KVLKVL方程方程方程方程：ococ)-12=0 )-12=0 (2) (2) 求端口短路电流求端口短路电流求端口短路电流求端口短路电流I IscscU U0 0，故受控源，故受控源，故受控源，故受控源0 0为开路。为开路。为开路。为开路。列列列列KVLKVL方程：方程：方程：方程：(4+6)I(4+6)Iscsc-12=0 -12=0 得得得得I Iscsc(
21、3) (3) 求端口的等效电阻求端口的等效电阻求端口的等效电阻求端口的等效电阻R Reqeq方法方法方法方法1 1：端口外加电压源：端口外加电压源：端口外加电压源：端口外加电压源U U，产生输入电流，产生输入电流，产生输入电流，产生输入电流I I 列列列列KVLKVL方程方程方程方程: U-6(0.2U+I-U/10) -4(I-U/10)=0 : U-6(0.2U+I-U/10) -4(I-U/10)=0 10I10IR Reqeq 方法方法方法方法2 2：开路电压与短路电流相比，即：开路电压与短路电流相比，即：开路电压与短路电流相比，即：开路电压与短路电流相比，即R Reqeq=U=Uoc
22、oc/I /Iscsc I IscscU U+ +- -I I+-15V12.5 ab I=U I=Uococ/10 /10 解得：解得：解得：解得：U Uococ=15V=15V0 0ococI-U/100.2U+I-U/10画出戴维南等效电路画出戴维南等效电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页Req=Uoc/Isc111NSIsc+_1UocReqIscUoc+-戴维南等效电阻戴维南等效电阻戴维南等效电阻戴维南等效电阻R Reqeq的计算方法：的计算方法：的计算方法：的计算方法：1 1、电路等效变换法：适用于比较简单的电路；、电路等效变换法：适用于比较简单的电路；、
23、电路等效变换法：适用于比较简单的电路；、电路等效变换法：适用于比较简单的电路；2 2、伏安关系法：单口网络中所有独立电源不激励，、伏安关系法：单口网络中所有独立电源不激励，、伏安关系法：单口网络中所有独立电源不激励，、伏安关系法：单口网络中所有独立电源不激励，所有受控源保留，在端口接一个恒压源所有受控源保留，在端口接一个恒压源所有受控源保留，在端口接一个恒压源所有受控源保留，在端口接一个恒压源U Us s（或恒流（或恒流（或恒流（或恒流源源源源I Is s）时计算端口电流）时计算端口电流）时计算端口电流）时计算端口电流I I（或端口电压（或端口电压（或端口电压（或端口电压U U），等效电），等
24、效电），等效电），等效电阻为阻为阻为阻为R Reqeq=U=Us s/I /I 或或或或R Reqeq=U/I=U/Is s3 3、实验法（开路电压与短路电流相比法）、实验法（开路电压与短路电流相比法）、实验法（开路电压与短路电流相比法）、实验法（开路电压与短路电流相比法）: :下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页戴维南开路电压戴维南开路电压戴维南开路电压戴维南开路电压U Uococ的计算方法：的计算方法：的计算方法：的计算方法：戴维南等效电路中电压源电压等于将外电路断开时戴维南等效电路中电压源电压等于将外电路断开时戴维南等效电路中电压源电压等于将外电路断开时戴维南等效电
25、路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压的开路电压的开路电压的开路电压U Uococ ，电压源方向与所求开路电压方向，电压源方向与所求开路电压方向，电压源方向与所求开路电压方向，电压源方向与所求开路电压方向有关。计算有关。计算有关。计算有关。计算U Uococ的方法视电路形式选择前面学过的的方法视电路形式选择前面学过的的方法视电路形式选择前面学过的的方法视电路形式选择前面学过的任意方法，使易于计算。任意方法，使易于计算。任意方法，使易于计算。任意方法，使易于计算。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页戴维南定理的注意事项：戴维南定理的注意事项：戴维南定理的注意事项：戴维
26、南定理的注意事项：1 1、有源二端网络必须是线性的，但所接的外电路、有源二端网络必须是线性的，但所接的外电路、有源二端网络必须是线性的，但所接的外电路、有源二端网络必须是线性的，但所接的外电路可以是任意的线性或非线性电路。可以是任意的线性或非线性电路。可以是任意的线性或非线性电路。可以是任意的线性或非线性电路。U U0.2U0.2U6 6 + +a ab b- -1010 4 4 + +- -12V12Vc cd d2 2、外电路发生改变时，有源二端网络的等效电路、外电路发生改变时，有源二端网络的等效电路、外电路发生改变时，有源二端网络的等效电路、外电路发生改变时，有源二端网络的等效电路不变。
27、不变。不变。不变。3 3、有源二端网络与外电路之间不能有任何电或磁、有源二端网络与外电路之间不能有任何电或磁、有源二端网络与外电路之间不能有任何电或磁、有源二端网络与外电路之间不能有任何电或磁的耦合。的耦合。的耦合。的耦合。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页巩固巩固练习练习试用戴维南定理求流过负载试用戴维南定理求流过负载试用戴维南定理求流过负载试用戴维南定理求流过负载R RL L上的电流上的电流上的电流上的电流I IL L，其中其中其中其中R RL L 1 1 。3 8A2 6 6VRLab+-IL3 IL下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页课堂小
28、结：课堂小结：课堂小结：课堂小结：1 1、戴维南定理可以解决什么样的问题？、戴维南定理可以解决什么样的问题？、戴维南定理可以解决什么样的问题？、戴维南定理可以解决什么样的问题？2 2、掌握戴维南定理的关键是什么？、掌握戴维南定理的关键是什么？、掌握戴维南定理的关键是什么？、掌握戴维南定理的关键是什么？3 3、戴维南定理的应用负载最大功率问题、戴维南定理的应用负载最大功率问题、戴维南定理的应用负载最大功率问题、戴维南定理的应用负载最大功率问题形成性考核：形成性考核：形成性考核：形成性考核：1 1、P37P371 12222、1 123232 2、复习课本的例题、复习课本的例题、复习课本的例题、复习课本的例题1 114143 3、任选一题（习题或例题）运用支路电流法验证、任选一题（习题或例题）运用支路电流法验证、任选一题（习题或例题）运用支路电流法验证、任选一题（习题或例题）运用支路电流法验证电流是否相等电流是否相等电流是否相等电流是否相等
