________戴维南定理专题
1. 二端网络:具有两个引出端与外电路相联的网络。又叫做一端口网络。
2. 无源二端网络:内部不含有电源的二端网络。可等效为一个电阻 3. 有源二端网络:内部含有电源的二端网络。可等效为一个电压源 二、戴维宁定理
任何一个线性有源二端电阻网络,对外电路来说,总可以用一个电压源E0与一个电阻r0相串联的模型来替代。电压源的电动势E0等于该二端网络的开路电压,电阻r0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。该定理又叫做等效电压源定理。
【例3-4】如图3-10所示电路,已知E1 = 7 V,E2 = 6.2 V,R1 = R2 = 0.2 ,R = 3.2 ,试应用戴维宁定理求电阻R中的电流I 。 图3-11 求开路电压Uab
图3-10 例题3-4
解:(1) 将R所在支路开路去掉,如图3-11所示,求开路电压Uab:
, Uab = E2 + R2I1 = 6.2 + 0.4 = 6.6 V = E0
(2) 将电压源短路去掉,如图3-12所示,求等效电阻Rab:
(3) 图3-12 求等效电阻Rab
图3-13 求电阻R中的电流I
Rab = R1∥R2 = 0.1 = r0
(3)画出戴维宁等效电路,如图3-13所示,求电阻R中的电流I :
【例3-5】如图3-14所示的电路,已知E = 8 V,R1= 3 ,R2 = 5 ,R3 = R4 = 4 ,R5 = 0.125 ,试应用戴维宁定理求电阻R5中的电流I 。
图3-15 求开路电压Uab
图3-14 例题3-5
解:(1) 将R5所在支路开路去掉,如图3-15所示,求开路电压Uab:
Uab = R2I2 R4I4 = 5 4 = 1 V = E0
图3-17 求电阻R中的电流I
(2) 将电压源短路去掉,如图3-16所示,求等效电阻Rab: Rab = (R1∥R2) + (R3∥R4) = 1.875 + 2 = 3.875 = r0
(3) 根据戴维宁定理画出等效电路,如图3-17所示,求电阻R5中的电流
三、巩固练习
1、图示电路中的有源二端线性网络接上1Ω负载时的输出功率与接上4Ω负载时相同,那么该网络的戴维南等效电路中的参数RS=__________。
A、1Ω B、2Ω C、4Ω D、6Ω
2、如上右图两个完全相同的线性有源二端网络N和N’联接如图(a),测得U1=4V;若接成(b)图,测得I1=1A,试求联成(c)图时的电流I= 。
3、如图所示,用戴维宁定理求RL上的电流I开路电压L 。
(1) 断开RL,在图(1)中求Uab= 。
(2) 在在图(1)求Rab= 。
(3) 接入RL,求IL= 。
4、题84图所示电路,当R =3Ω时,I=2 A,用戴维宁定理求:
(1)断开R后,线性含源二端网络的电源电动势Uab和电源的内阻Rab。
(2)当R=8 Ω时,流过R上的电流I。
解:(1)断开R后,则开路电压Uab= V;(4分)
电路除源后,则等效电阻Rab= Ω。(4分)
(2)当R=8 Ω时,流过R上的电流I = A。(4分)
题84图
5、如图9所示电路中,二端网络等效电路的参数US=__________。
在右下图所示的电路中,试求:
⑴当开关S打到“1”位置时,电容C的带电量;
⑵当开关S打到“2”位置时,可变电阻R为多大时可以获得最大功率Pm,Pm为多大。
6、如题84图所示电路,利用戴维南定理求解如题84图(a)中的电流I。(本题共11分)
解:
(1)将4Ω电阻去掉后如题84(b)图,则开路电压Uab= V;(4分)
(2)将题84(b)图中除源后,等效电阻Rab= Ω;(3分)
(3)题84(a)图中的电流I = A。(4分)
7、如下图所示,回答下列问题:(12分)
(1)当RL获得最大功率时,RL= ;(4分)
(2)当RL获得最大功率时,Uab= ;(4分)
(3) RL获得的最大功率 PLmax= ;(4分)
8、电路如图所示,试用戴维南定理求电流I的值。
9、如题52(a)(b)图中,N为线性有源二端网络,已知(a)图中,U=12.5V;(b)图中I=10mA,试求N的等效电压源的两个参数Us、Rs分别为多大?