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戴維南定理例題詳解_戴維南定理解題技巧
用戴維南定理解題求詳細(xì)過(guò)程
把上面的圖改畫(huà)為下面的圖,。
將電阻R=3k從電路中斷開(kāi),,并設(shè)定如圖三個(gè)節(jié)點(diǎn),。
電路整個(gè)分解為左右兩個(gè)部分:
左邊:節(jié)點(diǎn)電壓為Uan,使用節(jié)點(diǎn)電壓法,,可得到方程:
Uan/60+(Uan+240)/30+(Uan-120)/20=0。
解得:Uan=-20(V),。
右邊:節(jié)點(diǎn)電壓為Ubn,,同樣使用節(jié)點(diǎn)電壓法:
Ubn/60+(Ubn-480)/60+(Ubn+240)/20=0,解得:Ubn=-48(V),。
所以:Uoc=Uab=Uan-Ubn=-20-(-48)=28(V),。
再將所有電壓源短路,得到:Req=Rab=60‖30‖20+60‖60‖20=10+12=22(kΩ),。
戴維南:U=Uoc×R/(Req+R)=28×3/(22+3)=3.36(V)
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戴維南定理和諾頓定理是的電路簡(jiǎn)化方法,,戴維南定理是學(xué)電子的同學(xué)經(jīng)常要遇見(jiàn)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。
什么是等效電壓源定律,?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(luò)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(jī)定理。
戴維南定理(又譯為戴定理)又稱等效電壓源定律,,是由法國(guó)科學(xué)家L·C·戴維南于1883年提出的一個(gè)電學(xué)定理,。由于早在1853年,,亥姆霍茲也提出過(guò)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(dú)立電源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)N,,就端口特性而言,可以等效為一個(gè)電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò),。電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡(luò)在負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓uoc,;電阻R0是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨(dú)立電源為零值時(shí)所得單口網(wǎng)絡(luò)N0的等效電阻。
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用戴維南定理求開(kāi)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
?。?)R6等于何值可獲得最大功率
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解答:先將電源進(jìn)行等效變換。
1,、將Us1和R1等效為:一個(gè)(20 / 3)安的電流源(上負(fù)下正)和一個(gè)6歐電阻并聯(lián),。
2、將Us2和R2等效為:一個(gè)(22 / 3)安的電流源(上負(fù)下正)和一個(gè)3歐電阻并聯(lián),。
將上述兩個(gè)電流源及兩個(gè)電阻等效為:一個(gè)Us12=[(20 / 3)+(22 / 3)]*6*3 / (6+3)=28伏特的電壓源(上負(fù)下正)與一個(gè)R12=6*3 / (6+3)=2歐的電阻串聯(lián),。
3、將Us4和R4,、R5等效為:一個(gè)[20 / (5+5)]=2安的電流源(上正下負(fù))和一個(gè)10歐電阻并聯(lián),。
這個(gè)10歐電阻與R7并聯(lián)的總電阻是 10*10 / (10+10)=5歐。
再把這個(gè)電流源和這個(gè)5歐電阻等效為:一個(gè)Us4`=10伏特的電壓源(上正下負(fù))和一個(gè)R457=5歐電阻串聯(lián),。
顯然,,對(duì)外電阻R6而言,總電源的電動(dòng)勢(shì)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?yàn)檎较颍?/p>
?。?)通過(guò)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(dāng) R6=r 時(shí),,R6可獲得最大功率,,這時(shí) R6=10歐。
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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(jì)算端口電壓表達(dá)式的方法證明如下,。
戴維南定理證明在單口網(wǎng)絡(luò)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(dú)作用(單口內(nèi)全部獨(dú)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(luò)開(kāi)路時(shí),,由單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部全部獨(dú)立電源共同作用產(chǎn)生的電壓u"=uoc。由此得到:U=u’+u"=Roi + uoc
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什么是戴維南定理,?---戴維南定理注意事項(xiàng)
(1)戴維南定理只對(duì)外電路等效,,對(duì)內(nèi)電路不等效,。也就是說(shuō),不可應(yīng)用該定理求出等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之后,,又返回來(lái)求原電路(即有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電路)的電流和功率,。
(2)應(yīng)用戴維南定理進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),,如果待求支路后的有源二端網(wǎng)絡(luò)仍為復(fù)雜電路,,可再次運(yùn)用戴維南定理,直至成為簡(jiǎn)單電路,。
(3)戴維南定理只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡(luò),。如果有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有非線性元件時(shí),,則不能應(yīng)用戴維南定理求解。
?。?)戴維南定理和諾頓定理的適當(dāng)選取將會(huì)大大化簡(jiǎn)電路