电路-戴维南定理课件

,12单击此处编辑母版标题样式1,ab单击此处编辑母版文本样式1,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电路定理,第二讲：戴维宁定理与,诺顿定理,重点：戴维宁定理的正确应用。,难点：含受控源电路的分析。,第四章 电路定理第二讲：戴维宁定理与重点：戴维宁定理的正确应,1,4.3 戴维宁定理,一、二端网络,二、戴维宁定理的内容,三、有关戴维宁定理的说明,四,、应用戴维宁定理的解题步骤,五、例题分析,六、最大功率传输定理,七、诺顿定理,4.3 戴维宁定理一、二端网络,2,二端网络,具有两个引出端（端钮）的网络即,二端网络,或单口网络、一端口网络。,二端网络具有两个引出端（端钮）的网络即二端网络或单口网络、一,3,无源二端网络,不含独立电源，仅由电阻或受控源组成的二端网络即,无源二端网络,。无源二端网络对外可等效为一个电阻。,2,2,3,4,a,b,2,a,b,无源二端网络不含独立电源，仅由电阻或受控源组成的二端网络即无,4,无源二端网络的等效电路,R,eq,星三角,变换,外加,电压法,无源二端网络的等效电路Req星三角外加,5,有源二端网络,含有独立电源的二端网络称为,有源二端网络,或含源二端网络。,？,有源二端网络含有独立电源的二端网络称为有源二端网络或含源二端,6,3,3,2,6,4,6V,2A,4V,+,+,-,-,I,3,2,6,4,6V,2A,4V,+,+,-,-,I,3,2,6,4,2A,4V,+,-,I,2A,332646V2A4V+-I32646,7,3,2,6,4,2A,4V,+,-,I,2A,2,2,4,4V,+,-,I,4A,4,4V,+,-,I,+,-,4,8V,2,4,4V,+,-,I,+,-,2,8V,32642A4V+-I2A2244V+-I4A,8,4,4V,+,-,I,+,-,4,8V,4,4,I,2A,1A,2,1,3A,+,-,2,6V,44V+-I+-48V44I2A1A213A+-,9,+,-,2,6V,3,3,2,6,4,6V,2A,4V,+,+,-,-,I,+-26V332646V2A4V+-I,10,戴维宁定理,任何一个线性含源二端网络，对外而言，总可以等效为,一个电压源与一个电阻串联,的电路模型，其中电压源的电压是该含源二端网络的开路电压,u,oc,，电阻值等于该含源二端网络除源后的等效电阻,R,eq,。,戴维宁定理任何一个线性含源二端网络，对外而言，总可以等效为一,11,戴维宁等效电路,N为线性含源二端网络,。,N,R,eq,U,oc,+,R,eq,称为戴维宁等效电阻。,戴维宁等效电路N为线性含源二端网络。NReqUoc+Req称,12,有关戴维宁定理的说明,1、只适用于线性电路；,2、,电压源和电阻的串联组合,称为戴维宁等效电路；,3、“除源”意味着除独立电源，即电压源短路，电流源开路；,4、注意电流、电压的参考方向；,5、戴维宁定理在求解某一支路上的响应时特别好用。,有关戴维宁定理的说明1、只适用于线性电路；,13,应用戴维宁定理的解题步骤,1、构建一含源二端网络（待求支路除外）；,2、求该含源二端网络的开路电压,u,OC,；,3、将独立电源除源后，求对应的无源二端网络的等效电阻,R,eq,；,4、将得到的戴维宁等效电路与外电路相联，求解即可。,应用戴维宁定理的解题步骤1、构建一含源二端网络（待求支路除外,14,3,3,2,6,4,6V,2A,4V,+,+,-,-,I,+,-,2,6V,+,U,OC,结点电压方程为：,0,1,2,例题1：,求最简等效电路。,332646V2A4V+-I+-26V+UO,15,3,3,2,6,4,6V,2A,4V,+,+,-,-,I,3,3,2,6,4,-,-,I,R,eq,+,-,2,6V,332646V2A4V+-I33264,16,例题2：,用戴维宁定理求,I。,例题2：用戴维宁定理求 I。,17,U,OC,=2V, UOC=2V,18,将原含源二端网络除源，求等效电阻。,R,eq,R,eq,=3/6=2,+,-,2,-2V,2,I,将原含源二端网络除源，求等效电阻。ReqReq=3/6=2,19,求戴维宁等效电阻,R,eq,的方法,除源后用串、并联或其他等效化简的方法求解；,除源后用外加电压法求解；,无须除源，用开路、短路法求解。,其中第一种方法只适用于由纯电,阻构成的网络；当网络中含有受控源,时，宜采用后两种方法。,求戴维宁等效电阻Req的方法 除源后用串、并联或其他等效化,20,外加电压法,R,eq,=,u,/,i,R,eq,+,u,i,使用外加电压法时要先除源,外加电压法Req=u/iReq+ui使用外加电压法时要先除源,21,开路、短路法,R,eq,=,U,oc,/,I,sc,R,eq,U,oc,+,I,SC,使用开路短路法时无须除源,开路、短路法Req=Uoc /IscReqUoc+ISC使用,22,例题3：,用戴维宁定理求电压,u,2,。,已知,i,s1,=2A，,R,2,=3,，,R,3,=2，,R,4,=1，,R,5,=4，,u,s6,=3V。,例题3： 用戴维宁定理求电压u2。,23,解：（1）将待求支路除外，有源二端网络如,下所示：,u,oc,= u,s6,R,4,i,s1,=312=1V,（2）求解开路电压,（3）求解戴维宁等效电阻,eq,解：（1）将待求支路除外，有源二端网络如uoc= us6R,24,（4）,与待求支路联接，求解所求响应,R,eq,U,oc,+,R,2,+,u,2,（4）与待求支路联接，求解所求响应ReqUoc+R2+u2,25,例题,4：,用戴维宁定理求电压,u,。,例题4： 用戴维宁定理求电压u 。,26,例,4求解过程,求开路电压,解：有源二端网络如下图所示：,根据KVL，,u,oc,=36+9=27V,例4求解过程求开路电压解：有源二端网络如下图所示：根据K,27,例,4求解过程,求等效电阻,将网络除源后，等效电路如下：,R,eq,=3,例4求解过程求等效电阻将网络除源后，等效电路如下：Req,28,例,4求解过程,求解等效电路,例4求解过程求解等效电路,29,例题,5：,求a、b端的戴维宁等效电路。,已知,R,1,=1,，,R,2,=2, ，,R,3,=3, ，,=0.5，,u,s1,=6V。,例题5：求a、b端的戴维宁等效电路。已知R1=1， R2=,30,因a、b端开路，故控制量,i,=0，则, i,=0，受控源相当于开路，等效电路如下：,=0,解：,=0,u,OC,因a、b端开路，故控制量i =0，则 i,31,等效电路如图：,i = i,sc,，由KVL可知，,用开路短路法求解戴维宁等效电阻,i,sc,u,s1,+R,1,i,sc,+R,2,(i,sc,i,sc,)=,0,代入数值可求得：,i,sc,=3A,等效电阻,R,eq,=u,oc,/,i,sc,=3/3=1,1,3V,+,等效电路如图： i = isc，由KVL可知，用开路短路法求,32,例题6：,用戴维宁定理求,I,。,解：首先构建一个含源单口网络，求该网络开路电压。,因为网络开路，,U,x,=0，,所以受控源的电流为零，,因此开路电压,U,oc,=10V。,例题6：用戴维宁定理求I。 解：首先构建一个含源单口网络，求,33,例6求解过程,将该网络除源，用,外加电压法,求等效电阻。,由KCL，得：,I,= I,+0.1,U,x,由KVL，得：,U,x,5,I,+,U =,0,而,U,x,=,14,I,例6求解过程将该网络除源，用外加电压法求等效电阻。由KCL，,34,例6,求解过程,将戴维宁等效电路与待求支路相连，如图。,例6求解过程将戴维宁等效电路与待求支路相连，如图。,35,最大功率传输定理,根据功率公式，负载电阻,R,L,的功率为,eq,最大功率传输定理根据功率公式，负载电阻RL的功率为eq,36,推导最大功率传输定理,从数学上分析，这是一个求,极限值的问题，即要使,p,为最大，则,即,R,L,=R,eq,推导最大功率传输定理即RL=Req,37,最大功率传输定理,当,R,L,=R,eq,时，功率,p,为最大值。即负载电阻,R,L,和该一端口网络的戴维宁等效电阻,R,eq,相等时，负载能获得最大功率。这就是最大功率传输定理。,R,L,=R,eq,是负载获得最大功率的条件，也叫,最佳匹配条件,。,最大功率传输定理当RL=Req 时，功率p为最大值。即负载电,38,诺顿定理,任何一个线性含源单口（二端）网络N，对端口外的电路而言，总可以用,一个电流源和一个电阻并联,的电路模型来等效替代，其中电流源的电流等于该含源单口网络N的短路电流,i,sc，,并联电阻等于该网络除源后的等效电阻,R,eq,。,诺顿定理任何一个线性含源单口（二端）网络N，对端口外的电路而,39,诺顿等效电路,其中N为线性含源单口网络。,戴维宁等效电路和诺顿等效电路可以相互等效变换。,eq,诺顿等效电路eq,40,两种等效电路间的联系,eq,eq,只有当,R,eq,不等于0或,时，电路才同时存在,戴维宁和诺顿等效电路,。,两种等效电路间的联系eqeq只有当Req不等于0或时，电路,41,小 结,戴维宁定理和诺顿定理可以相互等效替代。一般来说，解题时多用戴维宁定理。,求等效电阻时，若电路中仅含电阻，可根据电阻的串、并联关系求解；若电路中含有受控源，只能用开路、短路法或外加电压法来求解等效电阻。,小 结戴维宁定理和诺顿定理可以相互等效替代。一般来说，,42,第,四章第二讲作业,4-8、4-10、4-12、,4-15、4-16,第四章第二讲作业4-8、4-10、4-12、,43,第四章 电路定理,E N D,第四章 电路定理E N D,44,