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简明电路分析基础 第四章 戴维南定理 jat469PPT课件

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戴维宁定理PPT课件

戴维宁定理PPT课件
直流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.理解二端网络及戴维宁定理；
2.能应用戴维宁定理解决复杂直流电路。
二、考点解读
必考点：戴维宁定理的含义及应用。
重难点：戴维宁定理的应用、解题方法与步骤。
知识清单
1.二端网络
定义：任何具有两个引出端的电路（或网络）都叫二端网络。
分类：根据网络中是否含有电源进行分类，有电源的叫作有源二端网络，否则叫作无源二端
②求出有源二端网络两端点间的开路电压ab ，即为等效电源的电动势0 ；
③将有源二端网络中各电源置零后，计算无源二端网络的等效电阻0 ；
④将等效电源接上待求支路负载，形成等效简化回路，根据已知条件求解。
知识点精讲
如图2-9-1所示电路的虚线方框部分采用了测量二端网络的实验方法。
读出图中短路电流 和开路电压 。（图中表1读数为122mA，表2读数为0，表3读数为0
20−10
=
=13A，
1 + 2 + 3 10+5+15
1
=IR 3 + =3×15+10=15V。
如图2-9-9所示，求 。
15
=R 3 ∥（R 1 +R 2 ）= 2 =7.5Ω。
如图2-9-10所示，当 = =7.5Ω时，可获得最大功率，P max =
网络。
一个无源二端网络可以用一个等效电阻R来代替；一个有源二端网络可以用一个等效电压源
和0 来代替。
知识清单
戴维宁定理
（1）内容：任何线性有源二端网络，对外电路而言，可以用一个等效电压源代替。等效电压源
的电动势0 等于该有源二端网络两端点间的开路电压 ，而等效电源的内阻0 等于二端网络中，各电

戴维南定理ppt课件

戴维南定理ppt课件
电压 U s UAB U2 IR2 15 2.53 22.5V
7
3、确定去源二端网络的等效电阻RS
具体做法：电压源短路，电流源开路。
电压源短路，电路简化和等效。等效电阻为：
RS

R1 R2 R1 R2

8
33 33
1.5
4、把待求支路放回戴维南等效电源电路中，求解所需参数。
（说明戴维南定理的解题步骤和解题方法。）
使用戴维南定理求解电路问题，正确的步骤十分重要。
5
戴维南定理解题步骤
1、把待求支路（R3）从原电路中移开
根据戴维南定理：等效电压UAB=US 等效电阻RAB=RS
6
2、确定含源二端网络的等效电压US
电流 I U1 U 2 R1 R2
30 15 2.5A 33
本例中最后可得： US=22.5 V，RS=1.5 ，
R3Hale Waihona Puke 6 ，最终变换电路I3

US RS R3

22.5 1.5 6

3A
至此我们完成了利用戴维南定理求解复杂电路的过程
9
步骤
1、把待求支路从原电路中移开，应用戴维南 定理分析等效电压与等效电阻；
2、确定含源二端网络的等效电压US ； 3、确定去源二端网络的等效电阻RS ； 4、把待求支路放回戴维南等效电源电路中，
戴维南定理
1
实例导入
电话、电视、MP3播放器等声音故障
等效
二端 网络
实际电路非常复杂，求解复杂电路中某一电子 元件的电压、电流等问题，比较繁琐。
1883年法国电报工程师戴维南提出了比较简化 的解决思路——戴维南定理。

电路原理-戴维宁定理ppt课件

电路原理-戴维宁定理ppt课件
Ro233662
从图(b)电路求得电流I 的表达式为
IU oc U 2oc 1 3 ( 5 ) 8 R o 1R o 2R x 1 2R x 1 R x
令 I=2A，求得Rx=3。此时电压U 为
U R o 1 I U o 1 c 1 2 5 7 V
例2. 用戴维宁定理求电压U12
注意：受控源的控制量和受 控量要划分到一个网络中
解： 1. 求开路电压
12 Uoc(33)V1V
2. 求等效电阻
3Is 323Is Us 5Is Us
Req
Us Is
5
3. 作出戴维宁模型，求出待求量
U 1244R eq U oc(4 451)V9 4V
(108)106 Req(108)103 4.45k
Uoc 15.56V Req 4.45k
戴维南等效电路
I(4.45151.526)1030.946A
5. 戴维宁定理的证明
替代定理
叠加原理
N端口处的支路方程：
u(t)uo(ct)R eiq(t)
电压源uoc(t)和电阻元件Req串联组成的等效电路称 为戴维宁等效电路 。 电压源uoc(t)的电压等于原线性电阻性有源二端网 络的开路电压。 电阻元件Req的电阻等于将原线性电阻性有源二端 网络N中所有独立源的激励化为零时该网络的端 口等效电阻。
R1 R2
a
+
R4
Us
Is
–
R3
b
无源二端网络
+
Us–
R2
R1
a
Is
R3
b
有源二端网络
3. 定理内容
戴维宁定理(Thevenins theorem)是关于线性有 源二端网络(active two-terminal network)的串联型 等效电路的定理。

电路分析基础第四章(李瀚荪)ppt课件

电路分析基础第四章(李瀚荪)ppt课件
结论: 继电器触点闭合。
编辑版pppt
41
例3 10 10
20 +
15V -
解：
20 2A
+ 5V-
10 10
5 + -85V
R多大时能从电路中
R 获得最大功率，并求 此最大功率。
20 20
+ 15V
-
5V+-
5
10 10
2A
+ -85V
R
10 +
2A
5
+
R
10V -
-85V
编辑版pppt
42
10 10
例1、求 ab 端钮的等效电阻。(也叫ab端输入电阻)
I 100 a
+
Uab
10
_
50 I
b
解： Uab = 100I +10(I + 50I ) = 610I
\ R = Uab = 610W
I
编辑版pppt
30
例2、 求 ab 端钮的等效电阻。
a
I1
1.5k
1.5k 1.5k
结论
Rab =600
对电源内部则是不等效的。
例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。
(2) 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。
+
a
E
– R0
IS
b
a–
a
E
R0
+ R0
IS
b
b
a R0
b
(3) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
(4) 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路，

电路分析基础第04章电路定理

电路分析基础第04章电路定理

Pmax

uo2c 4 Req
•最大功率匹配条件
RL Req
最大功率 匹配条件
Pmax

uo2c 4 Req
匹配:RL=Req时,P达到最大值， 称负载电阻与一端口的输入电阻匹配
扩音机为例
Ri
变
压
R=8Ω
ui
器
信号源的内阻Ri为 1kΩ， 扬声器上不可能得到最大功率。 为了使阻抗匹配，在信号源和扬声器之间连上一个变 压器。
第四章 电路定理
§4.1 叠加定理** §4.2 替代定理 §4.3 戴维宁定理** §4.4 特勒根定理 §4.5 互易定理 §4.6 对偶原理
§4.1 叠加定理
一、内容
在线性电阻电路中，任一支路电流（或支路电 压）都是电路中各个独立电源单独作用时在该 支路产生的电流（或电压）之叠加。
i i(1) i(2)＋ uu(1)u(2)＋
pmax
uo2c 4Req
0.2mW
注
(1) 最大功率传输定理用于一端口电路给定,
(2)
负载电阻可调的情况;
(2) 一端口等效电阻消耗的功率一般并不等于
(3) 大
端口内部消耗的功率,因此当负载获取最
(4)
功率时,电路的传输效率并不一定是50%;
(3) 计算最大功率问题结合应用戴维宁定理
(4) 或诺顿定理最方便.
4、恢复原电路
a
R0
+ Uabo
-
I b
I = U abo 9 R 0 10
例. 求U0 。
解
6
+ 9V 3
–
– 6I + a
+
I

电路分析基础-第4章电路定理课件

电路分析基础-第4章电路定理课件

IS
N
+
-US
将题给的条件代入，得：
40 40K2 I 0 2K1 20K2 I
10 5K1 10K2 I 解之得：K1 =-3.75， K2=1.625，I′=-25A 即有：I 3.75IS 1.625US 25
当US =-40V， IS=20A时，有：
I 3.75 20 1.625 40 25 165A
2.以一条实际电流源支路对外部等效，其中电流源的 电流值等于该含源线性二端网络端钮处短接时的短路电 流isc ，其并联电阻Req 的确定同1，此即诺顿定理。
NS
a
Req
b
uoc+-
a b
isc
a Req
b
二证、明戴:N用维S替宁代i定ab+–u定理理的，外电路证将明外电证路明用一uRo独ce+–q 立i电+–u流ab 源替外电路代。
UOC 4 12 6I1 12V ② 求等效电阻Req：
将独立电源置零，即电压
源处短路、电流源处开路。
Req
1
36 36
3Ω
戴维宁等效电路如左图所示。
3
(3 1)I 12
b
I 3A
(2)求诺顿等效电路
解： ① 求短路电流：
+
+ 1 _4V+ a
6V_ 12V_
ISC
3 6
采用节点法，参考节点如图(a) 所示，因此有：
(电压源短路，电流源开路)后，所得无源一端口网络
的输入电阻。
(1)不含受控源，用电阻的串、并联及Y-△变换计算。
(2)含受控源，在无源一端口的端口处施加一电压源， 求出此端口处的电流。电压与电流的比值为等效电阻。

电路分析戴维南定理ppt课件

I Uoc2 Uoc1 3V (5V) 8V Ro1 Ro2 Rx 1 2 Rx 1 Rx
令 I=2A，求得Rx=3。此时电压U 为
U Ro1I Uoc1 (1) 2A 5V 7V
或
U －(Rx Ro2 )I Uoc2 (3 2) 2V 3V 7V
uoc


R2 R1 R2

R4 R3 R4
uS
将独立电压源用短路代替，
Ro


R1 R2 R1 R2

R3 R4 R3 R4

i uoc Ro RL
7
电桥电路的几个电阻参数在满足什么条件下，可
使电阻RL中电流i为零?
i uoc Ro RL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10
戴维宁定理的应用：简化电路的分析
11
例题:已知r =2，试求图(a)单口的戴维宁等效电路。
求得开路电压
解：在图上标出uoc的参考方向。 先求受控源控制变量i1
i1

10V 5

2A
uoc ri1 2 2A 4V
u0 Ro i i 0
等效为一个4V电压源
12
补充例题2 电路如图(a)所示，其中g=3S。试求Rx为何值 时电流I=2A，此时电压U为何值?
uoc (10) 2A 10V (15) 4et A (30 60et )V
Ro 10 5 15
根据所设uoc的参考方向，得 到图(c)所示戴维宁等效电路。
5
例4－7 求图4-10(a)单口网络的戴维宁等效电路。
解：uoc的参考方向如图，用分压公 式可求得uoc为

电路第4章ppt课件


应用叠加定理时注意以下几点： 应用叠加定理时注意以下几点： 1、叠加定理只适用于线性电路求电压和电流 、叠加定理只适用于线性电路求电压和 适用于线性电路求电压 不能用叠加定理求功率。 不能用叠加定理求功率。
线性电路中，电压、电流是独立源的线性函数， 线性电路中，电压、电流是独立源的线性函数，而功率是独 立源的二次函数
N2
1
若已知端口电压： 若已知端口电压：
1
i
N1
+
u =α
N2
u
1/ 1
+ us= α
-
N1
i + u
1/
i =β
若已知端口电流
N1
i
+
u
1/
is= β
N2
可作类似的替代。 注：（1）对N1可作类似的替代。 （ 2 ）注意电压源 us 的方向与被替代网络端口电压 u 的方向相同； 的方向相同；电流源 is与被替代网络端口电流 i 的方向相 同。
定理: 由两个单口网络N 联接组成的电路， 定理 : 由两个单口网络 1和 N2联接组成的电路， 若已知端口电压值为α、 电流值为β， 若已知端口电压值为 、 电流值为 ， 则可以用一 或用一个电流值为β 个电压值为α的电压源或用一个电流值为 个电压值为α的电压源或用一个电流值为β的电流 来代替单口网络N 源 来代替单口网络 1 或 N2 ， 替代后电路中所有电 压和电流将保持原有（替代前）的值不变。 压和电流将保持原有（替代前）的值不变。
∆ l1 ∆11 ∆ 21 il 1 = uS 11 + uS 22 + L + uSll ∆ ∆ ∆
再将u 代入，便有： 再将us1、us2、…、usb代入，便有：

戴维宁定理课件ppt


知识回顾:
b、有源二端网络可以计算两端点间的开路电 压Uab。
E1
a
I1
a
E1
R2
R1
E2
Uab
R1
Uab
E2
R2
b
b I
R
Uab=E1－E2
Uab = I1R2 ＋E2
或 = E1 － I1R1
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
最后一分钟！
二、解题四步曲：分离、等效、组合，求解。 三、作业：拓展练习
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
求解④
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
快速记忆！
应用戴维宁定理解题：
解题四步曲：①分离、 ②等效、 ③组合、 ④求解
注意：
1、仅适用于线性网络; 2、只对端口以外的电路等效，而二端网络内部 的任何元件都不等效。
请积极思维！
请学生分析：
1、分开有源二端网络和待求支路； 2、求有源二端网络的开路电压Uab； 将有源二端网络内E1、E2除去（即短路，仅保留 其内阻），求Rab； 3、将有源二端网络等效成一个电源，移上待 求支路； 4、用Ｉ=Eo/（Ro＋ro) ，求电流Ｉ。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
请认真听讲！
3、定理内容理解：

戴维南定理教案演示文稿课件


与其他定理的关联
戴维南定理与诺顿定理的关系
诺顿定理是戴维南定理的逆定理，两者在电路分析中常常互为补充，共同应用于电路的简化与分析。
戴维南定理与基尔霍夫定律的关系
基尔霍夫定律是电路分析的基本原理，而戴维南定理是在其基础上进一步简化电路的方法。
定理的深化理解
等效电压源模型的理解
戴维南定理中的等效电压源模型是理解定理的关键，通过该模型可以直观地理解等效电 路的特点和性质。
教学评估与反馈
课堂小测验
教学反馈
通过简单的题目，检查学生对戴维南 定理的理解程度。
鼓励学生提出对教学的建议和意见， 以便教师不断改进教学方法和内容。
课后作业
布置相关练习题，让学生巩固所学知 识，提高解题能力。
THANKS
在等效电路的构建中，需要将原 电路划分为两部分，一部分是线 性电阻网络，另一部分是独立源 和受控源。
在等效电路的求解中，需要应用 基尔霍夫定律和线性代数方法求 解等效电路的电压和电流。
定理证明的实例
为了更好地理解戴维南定理的证明过程，可以通过具体的实例进行演示。例如， 可以选取一个简单的电路作为示例，将其划分为两部分，然后进行等效电路的构 建、求解和验证。
通过实例演示，可以让学生更加深入地理解戴维南定理的证明过程和应用方法， 从而更好地掌握该定理。
03
戴维南定理的应用
在电路分析中的应用
1 2
3
简化电路分析
戴维南定理可以将复杂电路简化为简单的一端口网络，方便 进行计算和分析。
确定电源功率
利用戴维南定理可以计算出电源的功率，从而了解电路的能 耗情况。
实际应用中的注意事项
在应用戴维南定理时，需要注意电路的结构和元件的性质，以确保等效电路的准确性和 适用性。同时，还需要注意等效电路与原电路在性能上的差异和联系，以便更好地理解
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得到图(d)所示等效电路。由于理想二极管D2是反向偏置， 相当于开路，即I2=0，理想二极管D1是正向偏置，相当于 短路，得到图(e)所示等效电路。由图(e)求得
I1
3 A0.2A 87
例4－12 电路如图4-16(a)所示，其中g=3S。试求Rx为何值 时电流I=2A，此时电压U为何值?
图4－16
注：网络内含有受控源等双口耦合元件时，应将两条支路 放在同一单口网络内。
例4－9 求图4-13(a)所示电桥电路中电阻RL的电流i 。
图4－13
解：断开负载电阻RL，得到图(b)电路，用分压公式求得
uoc R 1R 2R 2R 3R 4R 4 uS
(45)
图4－13
将独立电压源用短路代替，得到图(c)电路，由此求得
为求Ro，将18V独立电压源用短路代替，保留受控源， 在 a、b端口外加电流源i，得到图(c)电路。通过计算端口 电压u的表达式可求得电阻Ro
u (6 6 1 1 ) 2 ( 2 i 3 i) ( 8 )i R o u i 8
例4－8 已知r =2，试求该单口的戴维宁等效电路。
图4－11
§4－6 戴维南定理
本章介绍的戴维宁定理和诺顿定理提供了求含 源单口网络两种等效电路的一般方法，对简化电 路的分析和计算十分有用。这两个定理是本章学 习的重点。本节先介绍戴维宁定理。
uu' u"Roiuoc
uoc 称为开路电压。Ro称为戴维宁等效电阻。电压源 uoc和电阻Ro的串联单口网络，称为戴维宁等效电路。
根据uoc的参考方向，即可画出戴维宁等效电路，如图 (c)所示。
例4－6 求图4-9(a)所示单口网络的戴维宁等效电路。
图4－9
解；标出单口网络开路电压uoc的参考方向，用叠加定理求 得uoc为
uoc(1 0)2A 1V 0(1 5)4etA (30 60 t)eV
图4－9ห้องสมุดไป่ตู้
将单口网络内的2A电流源和 4et 电流源分别用开路
下面举例说明。
例4－5 求图4-8(a)所示单口网络的戴维宁等效电路。
图4－8
解：在单口网络的端口上标明开路电压uoc的参考方向， 注意到i=0，可求得
u o c 1 V (2 ) 2 A 3 V
图4－8
将单口网络内1V电压源用短路代替，2A电流源用开路 代替，得到图(b)电路，由此求得
R o1 2 3 6
解：在图上标出uoc的参考方向。先求受控源控制变量i1
i1
10V 5
2A
求得开路电压
u o cr1i 2 2 A 4 V
图4－11
将10V电压源用短路代替，保留受控源，得到图(b)电 路 。 由 于 5 电 阻 被 短 路 ， 其 电 流 i1=0 ， 致 使 端 口 电 压 u=(2)i1=0，与i为何值无关。由此求得
图4－15
解：图(a)是一个非线性电阻电路，但去掉两个理想二极管 支路后的图(b)电路是一个含源线性电阻单口网络，可 用戴维宁等效电路代替。由图(b)求得开路电压
U oc 3 669V 5V 2 (4A )3V
由图(c)求得等效电阻
Ro3 3 6 6428
用3V电压源与8电阻的串联代替图(b)所示单口网络，
R o R R 11 R R 22R R 33 R R 44
(46)
用戴维宁等效电路代替单口网络，得到图(d)电路，由
此求得
i uoc RoRL
(47)
从用戴维宁定理方法求解得到的图(d)电路和式(4－7)
中，还可以得出一些用其它网络分析方法难以得出的有用
结论。例如要分析电桥电路的几个电阻参数在满足什么条
Ro
u i
0 i
0
这表明该单口等效为一个4V电压源，如图(c)所示。
戴维宁定理在电路分析中得到广泛应用。当只对电路 中某一条支路或几条支路(记为NL)的电压电流感兴趣时， 可以将电路分解为两个单口网络NL与N1的连接，如图(a)所 示。用戴维宁等效电路代替更复杂的含源单口N1，不会影 响单口NL(不必是线性的或电阻性的)中的电压和电流。代 替后的电路[图(b)]规模减小，使电路的分析和计算变得更 加简单。
戴维宁定理：含独立电源的线性电阻单口网络N，就端 口特性而言，可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络 [图(a)]。电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压uoc； 电阻Ro是单口网络内全部独立电源为零值时所得单口网络No 的等效电阻 [图(b)]。
图4－6
uu' u"Roiuoc
只要分别计算出单口网络N的开路电压uoc和单口网络 内全部独立电源置零(独立电压源用短路代替及独立电流源 用开路代替)时单口网络No的等效电阻Ro，就可得到单口网 络的戴维宁等效电路。
等效电阻的求解方法： 1）通过求N0的VCR; 2) 求单口网络的开路电压和短路电流。
例4－7 求图4-10(a)单口网络的戴维宁等效电路。
图4－10
解：uoc的参考方向如图(b)所示。由于i=0，使得受控电流 源的电流3i=0，相当于开路，用分压公式可求得uoc为
12 uoc12618V12V
图4－10
代替，10V电压源用短路代替，得到图(b)电路，由此求得 戴维宁等效电阻为
R o1 05 1 5
根据所设uoc的参考方向，得到图(c)所示戴维宁等效电 路。其uoc和Ro值如上两式所示。
戴维宁定理是由叠加原理推导出来的。 叠加原理运用于含线性受控源电路时， 所谓电源单独作用指的是独立源的单独 作用，受控源是不能存在的。当某个独 立源单独作用时，所有其他的独立源均 视为零值，但所有的受控源仍需保留。
件下，可使电阻RL中电流i为零的问题，只需令式(4－7)分
子为零，即
uocR1R 2R2
R4 R3R4
0
由此求得
R 1 R 4 R 2 R 3
(4 8 )
这就是常用的电桥平衡(i=0)的公式。根据此式可从已
知三个电阻值的条件下求得第四个未知电阻之值。
例4－11 求图4-15(a)电路中电流I1和I2。
解：为分析方便，可将虚线所示的两个单口网络 N1和 N2 分别用戴维宁等效电路代替，到图(b)电路。单口N1 的开路电压Uoc1可从图(c)电路中求得，列出KVL方程
U oc (1 1 ) go U c 2 1 2 2 2V 0 3 U oc 1 1 V 0