戴維南定理和諾頓定理是最常用的電路簡化方法,戴維南定理是學電子的同學經常要遇見的,戴維南定理在單頻交流係統中,此定理不僅(jin) 隻適用於(yu) 電阻,也適用於(yu) 廣義(yi) 的阻抗。
什麽是等效電壓源定律?戴維南定理
由於(yu) 戴維南定理和諾頓定理都是將有源二端網絡等效為(wei) 電源支路,所以統稱為(wei) 等效電源定理或等效發電機定理。
戴維南定理(又譯為(wei) 戴維寧定理)又稱等效電壓源定律,是由法國科學家L·C·戴維南於(yu) 1883年提出的一個(ge) 電學定理。由於(yu) 早在1853年,亥姆霍茲(zi) 也提出過本定理,所以又稱亥姆霍茲(zi) -戴維南定理。
戴維南定理(Thevenin‘s theorem):含獨立電源的線性電阻單口網絡N,就端口特性而言,可以等效為(wei) 一個(ge) 電壓源和電阻串聯的單口網絡。電壓源的電壓等於(yu) 單口網絡在負載開路時的電壓uoc;電阻R0是單口網絡內(nei) 全部獨立電源為(wei) 零值時所得單口網絡N0的等效電阻。
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用戴維南定理求開路電壓求解電路的例題與方法
1、如圖,已知Us1=40v,R1=6Ω,Us2=22v,R2=3Ω,Us3=26v,R3=3Ω,Us4=20v,R4=R5=5Ω,R6=6Ω,R7=10Ω
(1)試用戴維南定理求電阻R6中的電流I6
(2)R6等於(yu) 何值可獲得最大功率
解答:先將電源進行等效變換。
1、將Us1和R1等效為(wei) :一個(ge) (20 / 3)安的電流源(上負下正)和一個(ge) 6歐電阻並聯。
2、將Us2和R2等效為(wei) :一個(ge) (22 / 3)安的電流源(上負下正)和一個(ge) 3歐電阻並聯。
將上述兩(liang) 個(ge) 電流源及兩(liang) 個(ge) 電阻等效為(wei) :一個(ge) Us12=[(20 / 3)+(22 / 3)]*6*3 / (6+3)=28伏特的電壓源(上負下正)與(yu) 一個(ge) R12=6*3 / (6+3)=2歐的電阻串聯。
3、將Us4和R4、R5等效為(wei) :一個(ge) [20 / (5+5)]=2安的電流源(上正下負)和一個(ge) 10歐電阻並聯。
這個(ge) 10歐電阻與(yu) R7並聯的總電阻是 10*10 / (10+10)=5歐。
再把這個(ge) 電流源和這個(ge) 5歐電阻等效為(wei) :一個(ge) Us4`=10伏特的電壓源(上正下負)和一個(ge) R457=5歐電阻串聯。
顯然,對外電阻R6而言,總電源的電動勢為(wei) Us=-Us12-Us3-Us4`=-28-26-10=-64伏特,總電源的內(nei) 阻是 r =R12+R3+R457=2+3+5=10歐(以圖示電流方向為(wei) 正方向)
(1)通過電阻R6的電流是 I6=Us / (R6+r )=-64 / ( 6+10)=-4 安
(2)若R6是可變的,則當 R6=r 時,R6可獲得最大功率,這時 R6=10歐。
什麽是戴維南定理?-----戴維南定理的證明方法
戴維南定理可以在單口外加電流源i,用疊加定理計算端口電壓表達式的方法證明如下。
戴維南定理證明在單口網絡端口上外加電流源i,根據疊加定理,端口電壓可以分為(wei) 兩(liang) 部分組成。一部分由電流源單獨作用(單口內(nei) 全部獨立電源置零)產(chan) 生的電壓u’=Roi,另一部分是外加電流源置零(i=0),即單口網絡開路時,由單口網絡內(nei) 部全部獨立電源共同作用產(chan) 生的電壓u”=uoc。由此得到:U=u’+u”=Roi + uoc
什麽是戴維南定理?---戴維南定理注意事項
(1)戴維南定理隻對外電路等效,對內(nei) 電路不等效。也就是說,不可應用該定理求出等效電源電動勢和內(nei) 阻之後,又返回來求原電路(即有源二端網絡內(nei) 部電路)的電流和功率。
(2)應用戴維南定理進行分析和計算時,如果待求支路後的有源二端網絡仍為(wei) 複雜電路,可再次運用戴維南定理,直至成為(wei) 簡單電路。
(3)戴維南定理隻適用於(yu) 線性的有源二端網絡。如果有源二端網絡中含有非線性元件時,則不能應用戴維南定理求解。
(4)戴維南定理和諾頓定理的適當選取將會(hui) 大大化簡電路。