? ? ? ? ?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(jīng)常要遇見的,戴維南定理在單頻交流系統(tǒng)中,此定理不僅只適用于電阻,也適用于廣義的阻抗。
? ? ? ?什么是戴維南定理?
? ? ? ? 由于戴維南定理和諾頓定理都是將有源二端網(wǎng)絡等效為電源支路,所以統(tǒng)稱為等效電源定理或等效發(fā)電機定理。
戴維南定理(又譯為戴維寧定理)又稱等效電壓源定律,是由法國科學家L·C·戴維南于1883年提出的一個電學定理。由于早在1853年,亥姆霍茲也提出過本定理,所以又稱亥姆霍茲-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(wǎng)絡N,就端口特性而言,可以等效為一個電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡。電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡在負載開路時的電壓uoc;電阻R0是單口網(wǎng)絡內(nèi)全部獨立電源為零值時所得單口網(wǎng)絡N0的等效電阻。
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等于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:一個(20 / 3)安的電流源(上負下正)和一個6歐電阻并聯(lián)。
2、將Us2和R2等效為:一個(22 / 3)安的電流源(上負下正)和一個3歐電阻并聯(lián)。
將上述兩個電流源及兩個電阻等效為:一個Us12=[(20 / 3)+(22 / 3)]*6*3 / (6+3)=28伏特的電壓源(上負下正)與一個R12=6*3 / (6+3)=2歐的電阻串聯(lián)。
3、將Us4和R4、R5等效為:一個[20 / (5+5)]=2安的電流源(上正下負)和一個10歐電阻并聯(lián)。
這個10歐電阻與R7并聯(lián)的總電阻是 10*10 / (10+10)=5歐。
再把這個電流源和這個5歐電阻等效為:一個Us4`=10伏特的電壓源(上正下負)和一個R457=5歐電阻串聯(lián)。
顯然,對外電阻R6而言,總電源的電動勢為 Us=-Us12-Us3-Us4`=-28-26-10=-64伏特,總電源的內(nèi)阻是 r =R12+R3+R457=2+3+5=10歐(以圖示電流方向為正方向)
(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。
什么是戴維南定理?-----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。
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戴維南定理證明在單口網(wǎng)絡端口上外加電流源i,根據(jù)疊加定理,端口電壓可以分為兩部分組成。一部分由電流源單獨作用(單口內(nèi)全部獨立電源置零)產(chǎn)生的電壓u’=Roi,另一部分是外加電流源置零(i=0),即單口網(wǎng)絡開路時,由單口網(wǎng)絡內(nèi)部全部獨立電源共同作用產(chǎn)生的電壓u”=uoc。由此得到:U=u’+u”=Roi + uoc
什么是戴維南定理?---戴維南定理注意事項
(1)戴維南定理只對外電路等效,對內(nèi)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(nèi)阻之后,又返回來求原電路(即有源二端網(wǎng)絡內(nèi)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,如果待求支路后的有源二端網(wǎng)絡仍為復雜電路,可再次運用戴維南定理,直至成為簡單電路。
(3)戴維南定理只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡。如果有源二端網(wǎng)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大大化簡電路。
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