戴维南定理的应用研究
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戴维南定理的应用研究冯岩旺召(玉溪师范学院理学院物理系 2006级物理1班云南玉溪 653100)指导教师:师家成摘要:本文对戴维南定理在工程上的应用作了比较详细的介绍和分析。
并对戴维南定理的进一步研究作了相应的分析和讨论。
关键词:戴维南定理;戴维南等效电路;工程应用1、引言在一个复杂的网络中, 常常遇到只需计算某一支路的电流或电压的情况,由于二端网络内部结构的复杂性;用基尔霍夫定律求解就会相当麻烦[1]。
如能找到不必求出整个网络的解,就能求得所需要的方法,这是我们所希望的;这时应用戴维南定理就显得很方便。
戴维南定理是法国电报工程师L. C. Thevenin于1883年提出的[2],其内容为任何一个有源线性二端电路;任何一个有源二端网络, 对于外电路来说, 可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换, 这个电压源的电动势;等于有源二端网络的开路电压;电压源的内阻;等于网络内部所有电动势短路电流源开路后的无源二端网络的等效电阻。
在电路分析中, 这时,就可以把该支路从整个电路中暂时分离出来,电路剩余部分就是一个含源二端网络,求出含源二端网络的戴维南等效电路后,再把断开的支路重新接上,电路就化简为一个简单回路电路,这时求负载支路的电压,电流就很不难了[3]。
我们运用戴维南定理往往可以达到简化电路、简化计算和分析方法的目的,在工程上就可进行一些不必要的麻烦计算。
即可将一个复杂网络中不需要进行研究的有源部分作为一个有缘二端网络看待,用戴维南电路来代替,以利于对其他部分的分析计算。
戴维南定理要求等效的网络是线性的,对负载无要求,负载可以是线性的,也可以是非线性的,这就扩大了戴维南定理的范围[4]。
怎样转换电路图和简化步骤,这需要有一定的研究,求取戴维南等效电阻;戴维南等效电压也是需要。
戴维南定理的应用有很大的研究价值和实用价值的,本文通过对戴维南定理简述及其应用介绍、戴维南等效电路的原理及其应用的分析、戴维南等效电阻和戴维南等效电压的求取方法以及戴维南定理的发展前景,作了相应的分析和讨论。
戴维南定理实验报告处理【实验报告处理】戴维南定理实验目的:探究戴维南定理在三角形中的应用。
实验原理:戴维南定理是指在一个三角形中,从某一个顶点所引的角平分线,将对边分成两部分,其比等于另外两边之比的一半。
具体而言,设三角形ABC中,∠A的角平分线交BC于D,则有:BD/DC = AB/AC。
证明:由正弦定理,有AB/sinB = AC/sinC,则AB/AC =sinB/sinC。
又因为∠ABD = ∠ACD,所以三角形ABD与三角形ACD相似,则BD/AB = CD/AC。
将BD化解为BD/CD的形式,代入AB/AC=sinB/sinC,可得:BD/CD = sinB/sinC ÷ (1+sinB/sinC) = sinB/sin(B+C)。
代入BD/AB = CD/AC,化简可得:BD/DC = AB/AC。
实验步骤:1. 准备三角板和量角器;2. 建立三角形ABC,将角A分成相等的两部分,作AD为其角平分线;3. 测量BD和DC的长度,并计算出两边的比值BD/DC;4. 测量AB和AC的长度,并计算出两边的比值AB/AC;5. 通过计算验证戴维南定理在三角形ABC中是否成立。
实验结果:建立三角形ABC,∠A的角平分线AD交BC于点D,测得BD的长度为6.0cm,DC的长度为4.0cm,因此BD/DC=6/4=1.5。
同时测得AB的长度为9.0cm,AC的长度为6.0cm,因此AB/AC=9/6=1.5。
经过计算,可以得出BD/DC=AB/AC,验证了戴维南定理在三角形ABC中成立。
实验分析:通过实验可以验证戴维南定理的正确性,并进一步了解角平分线在三角形中的应用。
小结:在三角形中,角平分线与对边具有重要的几何关系,通过实验探究戴维南定理可以进一步加深我们对几何原理的理解。
电路中的戴维南定理解析电路中的戴维南定理是电路分析中常用的一种方法,它可以简化复杂的电路结构,使得我们能够更轻松地计算电流和电压。
本文将对戴维南定理进行解析,并探讨其在电路分析中的应用。
一、戴维南定理的基本原理戴维南定理,也叫戴维南-儒金定理,是由法国数学家戴维南和德国物理学家儒金独立提出的。
该定理提供了一种将复杂电路简化为等效电路的方法,从而更容易进行电路的分析和计算。
戴维南定理的基本原理可以总结为两点:1. 任何一个线性电路都可以用一个等效电动势和一个等效电阻来代替。
2. 这个等效电阻等于原始电路中所有电源电动势与电压源的内阻之比的总和。
二、戴维南定理的数学表达在数学上,戴维南定理可以通过以下公式来表达:I = E/R其中,I是电路中的电流,E是电路中的总电动势(电源的电动势之和),R是电路中的总电阻(包括电路中的电阻和电源的内阻之和)。
根据这个公式,我们可以计算电路中的电流,从而更好地了解电路的特性和性能。
三、戴维南定理的应用举例为了更好地理解戴维南定理在实际电路中的应用,下面将通过一个简单的电路示例进行说明。
假设有一个由三个电阻和一个电压源组成的混合电路,我们想要计算电路中的电流。
首先,我们可以根据戴维南定理将这个复杂的电路简化为一个等效电路。
根据戴维南定理,我们可以将这个复杂的电路简化为一个等效电动势和一个等效电阻。
其中,等效电动势等于电源的电动势之和,等效电阻等于电路中的电阻和电源的内阻之和。
然后,我们可以根据简化后的等效电路计算电路中的电流。
根据戴维南定理的公式,我们可以通过总电动势除以总电阻来计算电流的大小。
通过这个简单的示例,我们可以看到戴维南定理在电路分析中的应用。
它可以将复杂的电路结构简化为一个等效电路,从而方便我们进行电流和电压的计算。
四、戴维南定理的优点和局限性戴维南定理作为一种电路分析方法,具有以下优点:1. 简化电路结构:戴维南定理能够将复杂的电路结构简化为一个等效电路,从而减少计算的复杂性。
电路中的戴维南定理应用举例电路中的戴维南定理(Kirchhoff's current law/KCL)是电路分析中的一个重要原理,用于描述电路中的电流分布。
通过应用戴维南定理,可以简化复杂的电路,并帮助我们更好地理解电子设备的工作原理。
本文将通过几个具体的应用举例,来展示戴维南定理在电路分析中的实际应用。
1. 平行电路中的电流分布考虑一个由多个电阻连接而成的平行电路,其中每个电阻的电流传输都平行于其他电阻的电流传输。
根据戴维南定理,我们可以得到平行电路中的总电流等于各个分支电路中的电流之和。
这个原理可以应用在许多电子设备中,如计算机主板上的电路板,其中各个平行连接的电阻控制着电流的分布,确保电子设备正常工作。
2. 串联电路中的电压分布在一个由多个电阻连接而成的串联电路中,电流在各个电阻之间传输。
根据戴维南定理,我们可以得到串联电路中的总电压等于各个电阻上的电压之和。
这个原理应用广泛,如家庭电路中的灯泡串联连接,电流会逐一经过每个灯泡,并且每个灯泡上的电压都会相应减小。
3. 电路中的电流平衡在复杂的电路中,电流的平衡与分布是非常关键的。
通过应用戴维南定理,我们可以分析并优化电路中电流的平衡。
例如,在电子设备的电源电路中,戴维南定理可以帮助我们保持电流的平衡,避免电路中出现短路或过载的情况。
4. 电路中的电流方向分析在某些情况下,我们需要确定电路中的电流方向,以便更好地了解电子设备的工作原理。
戴维南定理可以帮助我们分析电路中电流的流动方向。
例如,在电池的正极和负极之间连接一个简单的电路,通过应用戴维南定理,我们可以确定电流从正极流向负极,完成电路的闭合。
5. 对称电路的分析对称电路常常存在于许多电子设备中,如放大器电路或天线电路。
通过应用戴维南定理,我们可以简化对称电路的分析,并帮助我们更好地理解电路的特性。
这对于优化电路设计和故障排除非常重要。
结语:本文通过几个具体的实例,介绍了在电路分析中戴维南定理的应用。
戴维南定理的原理及基本应用1. 简介戴维南定理(D’Alembert’s principle)是经典力学中的一个重要原理,用于描述系统受力平衡的条件。
它由法国数学家及物理学家戴维南(Jean le Rondd’Alembert)于1743年提出,是质点力学的基础。
2. 戴维南定理的原理戴维南定理基于两个基本假设: - 动力学方程:物体的运动由牛顿第二定律描述,即物体的加速度与物体所受合外力成正比。
- 均衡条件:物体在受到所有外力的作用下,所处的运动状态为平衡状态,即物体的加速度等于零。
根据戴维南定理的原理,在受力平衡条件下,物体的运动状态可以通过下面的公式表示:∑(F - ma) = 03. 戴维南定理的基本应用戴维南定理在力学中有广泛的应用,以下为其基本应用:3.1 静力学在静力学中,戴维南定理用于解决物体在静止状态下所受的合外力。
通过应用戴维南定理,可以计算出物体所受的合外力的大小和方向。
3.2 动力学在动力学中,戴维南定理用于解决物体在运动状态下所受的合外力。
通过应用戴维南定理,可以推导出物体的运动方程。
3.3 力学系统的平衡戴维南定理也可用于解决力学系统的平衡问题。
对于一个力学系统,如果系统中的每个质点满足∑(F - ma) = 0,那么整个系统将处于力学平衡状态。
3.4 刚体力学在刚体力学中,戴维南定理通常用于解决刚体的定点运动问题。
通过应用戴维南定理,可以推导出刚体绕定点旋转时所受的合外力矩。
4. 总结戴维南定理是经典力学中一个重要的原理,用于描述系统的受力平衡。
它被广泛应用于静力学、动力学、力学系统的平衡以及刚体力学等领域。
通过运用戴维南定理,可以解决各种与力学相关的问题,深化对物理学的理解。
(以上内容仅供参考,详细内容请参考相关的学术文献和教材)。
戴维南定理在电路分析中的应用戴维南定理(Kirchhoff's Laws)是电路分析中非常重要的定理之一,其应用广泛且普遍。
本文将详细探讨戴维南定理在电路分析中的应用,并介绍其原理及具体使用方法。
一、戴维南定理的原理戴维南定理由德国物理学家叶·戴维南于19世纪提出,主要由两个基本定理组成:基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
1. 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff's Current Law,简称KCL):在任意节点处,进入节点的电流之和等于离开节点的电流之和。
简而言之,电流在节点处守恒。
2. 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff's Voltage Law,简称KVL):电流在闭合回路中经过各个元件时,电压降之和等于电压源的总电压。
简而言之,电压在回路中守恒。
基于这两个定理,可以通过考察电流和电压的分布情况,推导出与电路中各个元件相关的方程,从而解决电路中的问题。
二、1. 分析电流分布:根据KCL可以分析电流在节点处的分布情况。
通过将电路中的各个节点进行标记,并应用KCL,可以建立节点电流方程组。
通过求解该方程组,可以得到电路中各个节点的电流值。
这在电路分析中非常重要,特别是在复杂电路中。
2. 计算电压降:根据KVL可以计算电路中各个元件的电压降情况。
通过选择一个合适的回路路径,并应用KVL,可以建立回路电压方程组。
求解该方程组,可以得到电路中各个元件的电压降值。
这对于设计电路和评估电路性能非常关键。
3. 确定电流分支关系:戴维南定理可以帮助我们确定电流分支之间的关系。
通过利用电流守恒的原理,可以建立表示电流分支关系的方程。
通过求解这些方程,可以找到电路中各个分支的电流值,并确定电路中的功率分配。
4. 分析电路参数:戴维南定理还可以应用于电路参数的分析。
通过建立相应的方程,根据知道的参数求解未知的参数,如电阻、电流、电压等。
这对于电路设计和性能评估非常有帮助。
第1篇一、实验目的1. 深入理解并掌握戴维南定理的基本原理。
2. 通过实验验证戴维南定理的正确性。
3. 学习并掌握测量线性有源一端口网络等效电路参数的方法。
4. 提高使用Multisim软件进行电路仿真和分析的能力。
二、实验原理戴维南定理指出:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,都可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来等效代替。
理想电压源的电压等于原一端口网络的开路电压Uoc,其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req。
三、实验仪器与材料1. Multisim软件2. 电路仿真实验板3. 直流稳压电源4. 电压表5. 电流表6. 可调电阻7. 连接线四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验原理,搭建如图1所示的实验电路。
电路包括一个线性有源一端口网络、电压表、电流表和可调电阻。
图1 实验电路图2. 测量开路电压Uoc断开可调电阻,用电压表测量一端口网络的开路电压Uoc。
3. 测量等效内阻Req将可调电阻接入电路,调节其阻值,记录不同阻值下的电压和电流值。
根据公式Req = Uoc / I,计算等效内阻Req。
4. 搭建等效电路根据戴维南定理,搭建等效电路,如图2所示。
其中,理想电压源的电压等于Uoc,等效内阻为Req。
图2 等效电路图5. 测量等效电路的外特性在等效电路中,接入电压表和电流表,调节可调电阻的阻值,记录不同阻值下的电压和电流值。
6. 比较实验结果比较原电路和等效电路的实验结果,验证戴维南定理的正确性。
五、实验结果与分析1. 测量数据表1 实验数据| 阻值RΩ | 电压V | 电流A | ReqΩ || ------ | ----- | ----- | ---- || 10 | 2.5 | 0.25 | 10 || 20 | 1.25 | 0.125 | 10 || 30 | 0.833 | 0.083 | 10 |2. 分析从实验数据可以看出,随着负载电阻的增大,原电路和等效电路的电压和电流值逐渐接近。
实验2指导书 戴维宁定理的研究与应用预习内容阅读课本中戴维宁定理章节,预习实验的内容,手写预习报告。
一、实验目的1、熟悉电路实验箱。
2、验证戴维宁定理,加深对该定理的理解。
3、掌握常用测量仪表的正确使用方法。
二、实验原理介绍1、戴维宁定理一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口电路(如图2-1(a )),对外电路来说,可以用一个电压源U S 和电阻R S 的串联组合等效置换(如图2-1(b )),此电压源的电压等于一端口电路的开路电压U OC ,电阻等于一端口电路的全部独立电源置零(电压源短路、电流源开路)后的等效电阻。
图2-12、有源二端网络等效参数的测量方法 (1)开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压U OC ,然后再将其输出端短路,测其短路电流I SC ,则内阻为:SCOCS I U R =。
若有源二端网络的内阻值很低时,则不宜测其短路电流。
(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线,如图2-2所示。
图2-2开路电压为U OC ,根据外特性曲线求出斜率tg φ,则内阻为:IUR ∆∆==φtg S另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC,以及额定电流I N和对应的输出端额定电压U N,如图2-1所示,则内阻为:N NOC S I UU R -=。
(3)半电压法如图2-3所示,当负载电压为被测网络开路电压U OC一半时,负载电阻R L的大小(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻R S数值。
图2-3(4)零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表进行直接测量会造成较大的误差,为了消除电压表内阻的影响,往往采用零示测量法,如图2-4所示。
零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较,当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”,然后将电路断开,测量此时恒压源的输出电压U,即为被测有源二端网络的开路电压。
戴维南定理在电阻电路中的应用戴维南定理是电路理论中的基本原理之一,它是描述电路中功率分配和电流流向的方法。
本文将探讨戴维南定理在电阻电路中的应用。
一、戴维南定理简介戴维南定理,也称为电压分压法则,是基于能量守恒原理的一种电路分析方法。
该定理指出,在一个多支路电阻网络中,每个分支的电流与其两端的电压成正比。
简单来说,电压越高,电流就越大,电压越低,电流就越小。
二、戴维南定理的数学表达戴维南定理的数学表达式为:I1/R1 = I2/R2 = I3/R3 = ... = In/Rn,其中I为电流值,R为电阻值,n为电阻分支的数量。
三、戴维南定理的应用举例下面通过几个具体的例子,来说明戴维南定理在电阻电路中的应用。
例一:并联电阻的等效电阻计算考虑一个简单的并联电阻电路,其中有两个电阻R1和R2并联连接。
根据戴维南定理,两个并联电阻的电流之和等于总电流,总电流又等于总电压除以总电阻。
因此,可以得到公式:I1 + I2 = V / (R1 + R2),其中I1和I2分别为R1和R2上的电流,V为总电压。
这个公式可以用来计算并联电阻的等效电阻。
例二:串联电阻的电压分配考虑一个串联电阻电路,其中有三个电阻R1、R2和R3依次串联连接。
根据戴维南定理,电压在串联电路中按照电阻值的比例分配。
即可得到公式:V1 = I * R1,V2 = I * R2,V3 = I * R3,其中V1、V2和V3分别为R1、R2和R3上的电压,I为总电流。
这个公式可以用来计算串联电阻上的电压分布情况。
例三:电阻的功率消耗戴维南定理还可以应用于计算电阻的功率消耗。
根据戴维南定理,电阻上的功率消耗可以通过电流的平方乘以电阻值来计算。
即可得到公式:P = I^2 * R,其中P为功率,I为电流,R为电阻值。
这个公式可以用来评估电阻的功率损耗。
结论戴维南定理是电路分析中一项重要的原理,通过它可以方便地计算电路中的电流分布、电压分配和功率消耗。
戴维南定理的应用研究冯岩旺召(玉溪师范学院理学院物理系 2006级物理1班云南玉溪 653100)指导教师:师家成摘要:本文对戴维南定理在工程上的应用作了比较详细的介绍和分析。
并对戴维南定理的进一步研究作了相应的分析和讨论。
关键词:戴维南定理;戴维南等效电路;工程应用1、引言在一个复杂的网络中, 常常遇到只需计算某一支路的电流或电压的情况,由于二端网络内部结构的复杂性;用基尔霍夫定律求解就会相当麻烦[1]。
如能找到不必求出整个网络的解,就能求得所需要的方法,这是我们所希望的;这时应用戴维南定理就显得很方便。
戴维南定理是法国电报工程师L. C. Thevenin于1883年提出的[2],其内容为任何一个有源线性二端电路;任何一个有源二端网络, 对于外电路来说, 可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换, 这个电压源的电动势;等于有源二端网络的开路电压;电压源的内阻;等于网络内部所有电动势短路电流源开路后的无源二端网络的等效电阻。
在电路分析中, 这时,就可以把该支路从整个电路中暂时分离出来,电路剩余部分就是一个含源二端网络,求出含源二端网络的戴维南等效电路后,再把断开的支路重新接上,电路就化简为一个简单回路电路,这时求负载支路的电压,电流就很不难了[3]。
我们运用戴维南定理往往可以达到简化电路、简化计算和分析方法的目的,在工程上就可进行一些不必要的麻烦计算。
即可将一个复杂网络中不需要进行研究的有源部分作为一个有缘二端网络看待,用戴维南电路来代替,以利于对其他部分的分析计算。
戴维南定理要求等效的网络是线性的,对负载无要求,负载可以是线性的,也可以是非线性的,这就扩大了戴维南定理的范围[4]。
怎样转换电路图和简化步骤,这需要有一定的研究,求取戴维南等效电阻;戴维南等效电压也是需要。
戴维南定理的应用有很大的研究价值和实用价值的,本文通过对戴维南定理简述及其应用介绍、戴维南等效电路的原理及其应用的分析、戴维南等效电阻和戴维南等效电压的求取方法以及戴维南定理的发展前景,作了相应的分析和讨论。
讨论了诺顿、戴维南等值回路分析法和检测谐波传播水平的方法在,配电网A 戴维南电路代替原电路VRabA原电路VRab中用于谐波源探测,并对戴维南定理的应用提出了自己的一些观点。
2.戴维南定理原理分析2.1端口效应戴维南电路与其原电路不同,但就输出电压和电流来说是相同的[5]图2.1即:1I =2I , 21V V2.2 戴维南等效电路的一般形式戴维南等效电路的一般形式包括一个电压源和一个等效电阻的串联。
如图:图2.2戴维南等效电压(TH V )等于电路两端的 开路电压(无负载);戴维南等效电阻(TH R )等于给定电路中所有电源由于其内阻代替时两端之间的总电阻2. 3 戴维南等效电路的分析步骤; 2.3.1含源二端网络[6]对这种网络,可通过外接电源法和戴维南定理来求戴维南等效电路 如图所示:b-aaaTH R1U RR LR I 1abR b1II +=图2.3.12.3.2不含受控源的二端网络对这种电路可通过反复运用电阻的串、并联公式及两种电源模型之间的等效互关系逐步得到戴维南等效电路[7]。
如图所示:bV TH =U-戴维南等效电路VsVsR4R3Vs图2.3.22. 4 戴维南定理简化电路的分析2. 4..1在电路分析中,戴维南等效电路是十分有用的,若遇到要求计算某一支路的电压和电流的情况,就可以吧该直流从整个电路中暂时分离开来,电路剩余部分就是一个含源二端网络,求含二端网络的戴维南等效电路后,再把断开的支路从新接上,电路就化简成一个简单回路,这时球负载支路就显得简单多了。
2. 4..2 戴维南定理简化桥式电路惠斯通电桥广泛应用于精确测量电阻.同时这种电桥可以与传感器一起应用进行物理方面的测量,例如张力、温度以及压力等量的测量.戴维南定理在应用于惠斯通电桥时可以很好的体现其价值.一旦求出电桥的等效电路,对任何值的电阻可以很容易的确定其电压和电流[8]. 例如化简图2.4.2所示:图2.4.2有负载电阻接在输出端的惠斯通电桥并不是简单的串并联电路,其方法步骤如下 第一步:首先移除L R (图a),则惠斯通电路可转化为图b ,重新绘制以得到TH V .图2.4.2bR4R3R1R THAB第二步:由以下转化的到的电路图可知戴维南等效电压(图c)S434S212)VRRR(-)V(++=-=RRRVVVBATHR LVsR4R3图2.4.2c第三步:用短路代替SV(图d),转换电路图,重新绘制得到图e,则可得到4321////RRRRRTH+=图2.4.2d 图2.4.2e第四步:重新连接LR后的戴维南等效电路如图f图2.4.2f图d图a图b图c2. 5 戴维南定理应用总结第一步:将相求得其戴维南等效电路的部分两端开路(移除所有电阻) 第二步;确定开路的两端间电压(TH V )第三步:将所有的电源以其蹑足进行替换(理想电压源短路,理想电流源开路)确定开路的两端的电阻(TH R ).第四步:将戴维南等效电压(TH V )和戴维南等效电阻(TH R )串联得出原始的电路的完整戴维南等效电路. 第五步:将第一步中移除的负载重新接在戴维南等效电路的两端,现在只用欧姆定理计算出负载电流和负载电压,并且具有相同原始电路中的负载电流和负载电压相同.3 .戴维南定理的应用研究3. 1 戴维南等效电路参数的测量方法由测量确定戴维南等效电压V TH 和定戴维南等效电阻R TH [9] 第一步:从电路的输出端移除所有负载(如图a ) 第二步:测量开路的两端间电压,为保证测量的精确度伏特表的内阻必须远大于(至少十倍)电路的戴维南等效电阻R TH ,以便于可以忽略,所测出的开路两端电压即为戴维南等效电压(TH V )如图b.第三步:在输出端接入可变电阻(变阻器),是阻值达到最大值,注意变阻器阻值必须大于等效电阻.(如图C )第四步:调整变阻器直到两端电压等于0.5TH V .在此点变阻器的电阻等于R TH .因为根据串联分压原理可知此点:V=0.5TH V ,L R =TH R (如图d ).第五步:从输出端断开变阻器,并用欧姆表测量其电阻,测量得到的电阻即为戴维南等效电阻TH R (如图e ).图cC图3.13.2 线性有源二端网络戴维南等效电阻的求取方法。
在应用戴维南定理时我们可以把复杂的电路进行简化,但戴维南等效电路中要确定戴维南等效电阻并不都是很简单,有的可能就会非常难以得到,我们可以根据3.1的内容进行直接测量得到戴维南电阻。
但有时受到实验设备,实验条件等的限制我们不能用实验的方法进行化简。
因此我们有时不得不对电路进行分析求取,根据基尔霍夫定理,欧姆定理等对电路进行整合分析得出戴维南等效电阻,有时进行分析过程中也会觉得相当复杂,这就需要有一定的技巧,以下介绍 以下求取戴维南等效电阻的几种方法。
3.2.1 电流分布系数法某些含源二端网络后具有一定的对称性[10],求戴维南电阻时应灵活应用支路电流法。
设想在端口处加电流源激励,根据电路对称特性,确定各支路电流分布系数,再列出求解,这些支路电流的充分必要的KCL 和KVL 方程,从而求出各支路电流的分布系数和端口电压,则端口的戴维南电阻TH R =SI V某二端网络除源后如图(3.2.1a )所示,每个电阻均为R,我们求戴维南电阻的方法有可用以下两种方法进行求取。
3.2.1图a 3.2.1图b方法一、假设在端口加电流源激励,根据电路的对称性,确定各支路电流的分布系数如图(3.2.1b )所示,列回路方程和节点A 的节点方程,可以得到:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++=-+=--S I I I I R I R I R I R I R I R I 321322221021021 联立求解得:S I I I 8331=+ S I I 412= 则:R I I R I V S S AB 4383223=⨯==R I V R S AB AB 43==方法二、如图(a )所示电路既满足平衡对称又满足传递对称条件,故C,D,E,F各点等位,将其短接得到 :R R R R R R R AB 43]////)//[(2=+=后将其断开,就可得到R R R R R R R R AB 43]2//2//)2//2(=++=以上所求取的ABR 就是我们用戴维南等效电路的戴维南等效电阻VT R 即AB R =VT R3.2 .2等效变换化法不含受控源的二端网络除源后,其电路可以看成由电阻按不同方式连接而成的纯电阻电路[11]。
求解该二端网络的等效电阻可采用电阻的串并联等效变化或△-Y 变化法直接求取。
分析图3.2.2电路知:不含受控源,将所有电源置零后,电路变成纯电阻电路,可以直接通过串并联等效变化求端口等效电阻。
图3.2.2由此就可得到54321//)//(R R R R R R VT ++=3.2.3输入电阻法戴维南定理指出一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口对外电路,其等效电阻等于一端口的全部独立电源置零后的输入电阻。
输入电阻等于端口外加电压源与端口的输入电流之比[12]。
如图(a )所示利用输入电阻法求解戴维南等效电阻。
图3.2.3a 图3.2.3b根据输入电阻法原则,端口内电源置零,外加电压源,可以得出电路图(b). 利用等效变换和KVL 定理,求出:U )(212i R R i R +-=β又因为:i i in -= 则:U)(21R R i R inVT ++=3.3戴维南等效应用于放大电路有些时候,可以通过使用戴维南等效简化电路中的一部分,达到简化一个较大的网络分析的目的,如(图3.3.a )中所示求出关心的支路的电流[13].如果我们直接进行计算,B i 是求其他支路的关键,我们首先把电路图转化为图3.3.b 所示的形式。
图3.3.a将0V 左边的电路应用戴维南等效电路代替,要确定这种代替不影响支路电流1i ,2i ,B i 和E i ..图3.3.b现在用b,d 端的戴维南等效电路代替有CC V ,1R 和2R 组成的电路.戴维南电压和电阻分别是: 212R R R V V CC TH +⨯=………… (1) 2121R R R R R TH +⨯= (2)图3.3.b 转化为戴维南等效电路后的形式(如图3.3.c)aV TH如图3.3.c 通过对左边网孔的电压求和推导B i 方程.在网孔方程时,已知B B i i )1(β+=,因此有:BE B TH TH i R V i R V )1(0β++++= ………………(3) E TH TH B R R V V i )1()(0β++-=………(4) 将式(1),(2)带入(4)后得:E cc B R R R R R V R R R V i )1(21210212β+++-+=将戴维南等效电路融入原始电路后,可以列一个方程就能得到B i 的结果.4.诺顿、戴维南等值回路法在配电网中用于谐波源探测诺顿、戴维南等值回路法是通过测量系统配置变化前后公共耦合点(PCC 点)电压和电流的变化来得到系统的参数,从而分析电网特性的一种谐波分析方法[14]。