2.10.1 戴維南定理
2.10 戴維南定理和諾頓定理
2.10.1 戴維南定理
如圖2-26(a)所示,Ns為一個含有獨立源的線性二端電阻網(wǎng)絡,它與外電路相連接。如果把外電路斷開,如圖2-26(b)所示,由于Ns內(nèi)部含有獨立源,此時在端子a、b處會有電壓,稱為Ns的開路電壓,用uOC表示。如果把Ns中的全部獨立電源置零,即獨立電壓源代之以短路,獨立電流源代之以開路,得到的無源二端網(wǎng)絡用N0表示,如圖2-26(c)所示。顯然,N0可以用一個電阻等效替代,此電阻就是從端口a-b看進去的等效電阻,用Req表示。
圖2-26 戴維南定理
戴維南定理指出:一個含有獨立源的線性二端電阻網(wǎng)絡,對外電路來說,可以等效為一個電壓源和電阻的串聯(lián)組合,此電壓源的電壓等于二端網(wǎng)絡的開路電壓,電阻等于將二端網(wǎng)絡中所有獨立源置零后的等效電阻。
根據(jù)戴維南定理,圖2-26(a)所示電路可以等效為圖2-26(d)所示電路。其中,取代Ns的uOC與Req的串聯(lián)組合稱為Ns的戴維南等效電路,電阻Req稱為戴維南等效電阻。當有源二端網(wǎng)絡Ns用戴維南等效電路置換后,外電路中的電壓和電流均將保持不變,體現(xiàn)了“對外等效”的概念。
應用戴維南定理求解電路的關鍵是確定有源二端網(wǎng)絡戴維南等效電路的開路電壓uOC和戴維南等效電阻Req。戴維南等效電阻的計算一般有以下幾種方法:
(1)將有源二端網(wǎng)絡中的全部獨立電源置零,利用電阻的串并聯(lián)、Y-△等效變換等求出等效電阻。這種方法對于含有受控源的網(wǎng)絡不適用。
(2)將有源二端網(wǎng)絡中的全部獨立電源置零,在其端口處施加電壓源us(或電流源is),求出端口電流i(或端口電壓u),可計算出戴維南等效電阻為
圖2-27 例2-13的圖
解:(1)將待求支路去掉,如圖2-27(b)所示。以節(jié)點②為參考,由節(jié)點電壓法可得
將全部獨立源置零,如圖2-27(c)所示,求得等效電阻為