戴维南定理教案

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课题11:戴维南定理

课 型:讲练结合

教学目的 :

知识目标:

(1) 理解二端网络的概念

(2) 理解戴维南定理的内容

(3) 掌握戴维南定理的应用

技能目标:

(1) 进一步熟悉万用表测量电压、电流的方法

(2) 加强电路分析能力

教学重点、难点:

教学重点:戴维南定理的应用

教学难点:戴维南定理内容的理解

教学分析:

本次课在介绍二端网络概念的基础上,首先通过试验及结果分析得出有源二端网络对外

电路来说可以通过一理想电压源与一内阻相串联的有源支路来等效代替的结论。通过实践与

理论两方面强化学生对戴维南定理的理解,然后通过由浅入深的例题,来阐述戴维南定理在

解题过程中的具体应用,从而达成教学目的。

复习、提问:

(1) 叠加原理中,某一激励单独作用,就是除了该激励外,某余激励均除去,指的

是什么意思?

(2) 电压源的表示方式?

教学过程:

导入:前面我们已经介绍了很多解决复杂直流电路的方法,但是如果我们只需要计算电路

中某一支路中的电压、电流时,如果用前面所讲的方法计算的话,会引出一些不必要的电压、

电流来,所以本节课我们引进一种新的方法——戴维南定理。

先从生活中的例子,举例说明二端网络,如电源插座。再引入其概念。

1、二端网络:具有两个向外电路接线的接线端的网络。

(1) 有源二端网络:二端网络中含有电源。如电路图(a)中的①

(2) 无源二端网络:二端网络中没有电源。如电路图(a)中的②

图(a)

2、戴维南定理:指的是任一线性有源二端网络,对其外电路来说,都可以用一个电动

势为E的理想电压源和内阻为Ro相串联的有源支路来等效代替。又称电压源定理。

其中,E为该有源二端网络的开路电压Uo,内阻Ro等于网络中所有理想电源均除去时

(理想电压源短路,理想电流源开路),二端网络中的等效电阻。

例1:电路如图2,已知E

1=4V,R

1= R

2=2Ω,R=1Ω,试用戴维南定律求I和U

图2

解:用戴维南定理求解,就是将电路等效为电压源电路,然后求所要求的未知量。

(1)将原电路等效为戴维南等效电路,如图2(a)

图2(a)

接下去,我们就是要求出等效电路中的各个参量。

(2)将待求支路断开,求有源二端网络的开路电压Uo,如图2(b)

图2(b)

Uo=[R

2/(R

1+R

2)]*E

1=2V

即等效电路中的电源电动势E=U

O=2V

(3)求有源二端网络变无源二端网络时的等效电阻Ro,如图2(c)

图2(c)

R

o= R

1∥R

2=1Ω

(3)根据戴维南等效电路中,求 I和U

I=E/(R

o+ R)=1A

U=IR=1V

例2:电路如图3,已知I

S=4A,R

1= R

2=1Ω,R

3=1Ω,R=1Ω,试用戴维南定律求I

图3

解:(1)将R支路开路,求有源二端网络的开路电压Uo,如图3(a)

图3(a)

Io=[R

1/ [R

1+(R

2+ R

3)]]* I

S=1A

Uo=Io R

3=2V=E

(2)除去电流源(开路),求等效电阻Ro,如图3(b)

图3(b)

Ro=(R

1+R

2)∥R

3 =1Ω

(3)等效电压源,求I

I=E/(R

o+R)=1A

例3:电路如图4,已知E

1=12V,E

2=15V,R

1=6Ω,R

2=3Ω,R

3=2Ω,试用戴维南定律

求通过电阻R

3的电流I。

图4 图4(a) 图4(b)

解:(1)求开路电压,如图4(a)

I=(E

1+ E

2)/(R

1+ R

2)=3A

Uo=-I R

2+ E

2=6V

(2)求等效电阻Ro,如图4(b) Ro= R

1∥R

2=2Ω

(3)根据等效电压源,求I

I=E/(R

o+R

3)=1.5A

课堂小结:

1、 任何电路都可以把它看作一个二端网络。

2、 戴维南定理:指的是任一线性有源二端网络,对其外电路来说,都可以用一个电动

势为E的理想电压源和内阻为Ro相串联的有源支路来等效代替。又称电压源定理。

3、 戴维南定理的解题步骤:先断开所求支路,求开路电压;再除去所有电源,求开路

等效电阻;再等效为电压源,接回断开支路,求所求的电压或电流。

作 业:见参考书1

第192页,9-19、9-20