電路基本分析方法及定理-特定電路所對(duì)應(yīng)分析方法

3.2戴維寧定理

(TheveninTheorem)工程實(shí)際中，常常碰到只需研究某一支路的電壓、電流或功率的問(wèn)題。對(duì)所研究的支路來(lái)說(shuō)，電路的其余部分就成為一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)，可等效變換為較簡(jiǎn)單的含源支路(電壓源與電阻串聯(lián)或電流源與電阻并聯(lián)支路),使分析和計(jì)算簡(jiǎn)化。戴維寧定理和諾頓定理正是給出了等效含源支路及其計(jì)算方法。任務(wù)二

特定電路所對(duì)應(yīng)分析方法二、戴維南定理無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：ABAB有源二端網(wǎng)絡(luò)：（一端口網(wǎng)絡(luò)）1.二端網(wǎng)絡(luò)3.2戴維寧定理

(TheveninTheorem)任務(wù)二

特定電路所對(duì)應(yīng)分析方法一、戴維南定理2.戴維寧定理任何一個(gè)線(xiàn)性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，總可以用一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合來(lái)等效置換；此電壓源的電壓等于外電路斷開(kāi)時(shí)端口處的開(kāi)路電壓uoc，而電阻等于一端口的輸入電阻（或等效電阻Req）。NABiuiABReqUoc+-uUocAB+–Req-+(1)求開(kāi)路電壓Uoc(2)求等效電阻Req解:例1:627V求電路的戴維南等效電路。6+–15VABIS2A+–U0C6ABIUocAB+–Req-+(1)求開(kāi)路電壓Uoc(2)求等效電阻Req10

10

+–20VAB+–10V解例2:5

15V求電路的戴維南等效電路。10AB10+–U0C(1)開(kāi)路電壓Uoc的計(jì)算

等效電阻為將一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電源全部置零(電壓源短路，電流源開(kāi)路)后，所得無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。（2）等效電阻的計(jì)算

戴維寧等效電路中電壓源電壓等于將外電路斷開(kāi)時(shí)的開(kāi)路電壓Uoc，電壓源方向與所求開(kāi)路電壓方向有關(guān)。計(jì)算Uoc的方法視電路形式選擇前面學(xué)過(guò)的任意方法，使易于計(jì)算。幾點(diǎn)說(shuō)明已知：R1=20

、R2=30、R3=30、R4=20、

US=10V。求：當(dāng)R5=16時(shí)，I5=?R1R3+_R2R4R5USI5等效電路解例3:R5R1R3+_R2R4USI5R5R1R3+_R2R4USI5ABUocAB+–Req-+2VR5I5求開(kāi)路電壓Uoc解CR1R3+_R2R4USABD+–U0CR5R1R3+_R2R4USI5AB

求等效電阻Req解CUocAB+–Req-+2VR5I524R1R3R2R4ABDR=R1//

R2

＋R3//

R4=20//30＋30//20=12+12=24Ω

iABReqUoc+-u實(shí)驗(yàn)測(cè)定V-+NiABuiABReqUoc+-uNiABu開(kāi)路電壓：Uoc短路電流：IsoV-+A-+A-+優(yōu)點(diǎn)已知開(kāi)關(guān)S1A＝2A2V＝4V求開(kāi)關(guān)S打向3，電壓U等于多少線(xiàn)性含源網(wǎng)絡(luò)AV5

U+－S1321A＋－解例4:任務(wù)二

特定電路所對(duì)應(yīng)分析方法三、最大功率傳輸定理

一個(gè)含源線(xiàn)性一端口電路，當(dāng)所接負(fù)載不同時(shí)，一端口電路傳輸給負(fù)載的功率就不同，討論負(fù)載為何值時(shí)能從電路獲取最大功率，及最大功率的值是多少的問(wèn)題是有工程意義的。Ni+–u負(fù)載iUoc+–u+–ReqRL應(yīng)用戴維寧定理當(dāng)一個(gè)含源二端網(wǎng)絡(luò)向負(fù)載傳輸功率時(shí)，該含源二端網(wǎng)絡(luò)傳遞給負(fù)載的功率為最大的條件是：負(fù)載與含源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電阻相等。三、最大功率傳輸定理1.定理RL

P0Pmax最大功率匹配條件對(duì)P求導(dǎo)：iUoc+–u+–ReqRL負(fù)載功率：UocAB+–Req-+(1)求等效電路解:例1:5

25V求負(fù)載變化時(shí)獲得的最大功率。5+–10VABIS3A+–U0C5AB5+–10VABIS3ARLRL任務(wù)二

特定電路所對(duì)應(yīng)分析方法在線(xiàn)性電路中，多個(gè)獨(dú)立電源共同作用時(shí)，在任一支路中產(chǎn)生的電壓或電流，等于各獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生電壓或電流的代數(shù)和。一、疊加定理1.定理幾點(diǎn)說(shuō)明（1）疊加定理只適用于線(xiàn)性電路。（2）一個(gè)電源作用，其余電源為零電壓源為零—短路。電流源為零—開(kāi)路。+電源共同作用U1單獨(dú)作用R2BAI1I2I3R3U2+_R1U1+_R2I1′I2′I3′R3R1U1+_BAR2I1″I2″I3″R3R1U2+_BAU2單獨(dú)作用（3）功率不能疊加(功率為電壓和電流的乘積，為電源的二次函數(shù))。（4）電壓、電流疊加時(shí)要注意各分量的參考方向。用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理:I2=I2′+I2=1+（－1）=0BAI23Ω7.2V+_2Ω12V+_6Ω12V電源單獨(dú)作用時(shí)：7.2V電源單獨(dú)作用時(shí)：解例1:I2′12V+_BA2Ω3Ω6ΩI2″7.2V+_BA2Ω3Ω6Ω=+用疊加原理求：I=?I=I′+I″=2+（－1）=1A“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使電路開(kāi)路。+-I4A20V10

10

10

I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

4A電流源單獨(dú)作用時(shí)：20V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：解例2:“恒壓源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒壓源去掉，使電路短路。求電壓U.8

12V3A+–6

3

2

+－U8

3A6

3

2

+－U’’8

12V+–6

3

2

+－U’畫(huà)出分電路圖＋12V電源作用：3A電源作用：解例4:線(xiàn)性電路中，所有激勵(lì)(獨(dú)立源)都增大(或減小)同樣的倍數(shù)，則電路中響應(yīng)(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù)。當(dāng)激勵(lì)只有一個(gè)時(shí)，則響應(yīng)與激勵(lì)成正比。2.齊性原理BAI23Ω7.2V+_2Ω12V+_6ΩI2′12V+_BA2Ω3Ω6ΩI2″7.2V+_BA2Ω3Ω6Ω=+采用倒推法：設(shè)i'=1A。則求電流i。R