专题四、戴维南定理与诺顿定理PPT课件

名词解释：,无源二端网络：二端网络中没有电源,有源二端网络：二端网络中含有电源,二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路相联，则该电路称为“二端网络”。,专题四戴维宁定理与诺顿定理,（等效电源定理）,1,.,戴维宁定理和诺顿定理(Thevenin-NortonTheorem),工程实际中，常常碰到只需研究某一支路的电压、电流或功率的问题。对所研究的支路来说，电路的其余部分就成为一个有源二端网络，可等效变换为较简单的含源支路(电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路),使分析和计算简化。戴维宁定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路的计算方法。,2,.,电压源（戴维宁定理）,电流源（诺顿定理）,无源二端网络可化简为一个电阻,有源二端网络可化简为一个电源,3,.,一、戴维宁定理,任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。,等效电源,注意：“等效”是指对端口外等效,即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路（上图是RL）的电压、电流不变。,4,.,等效电压源的内阻（R0）等于有源二端网络除源后相应的无源二端网络的等效电阻。（除源：电压源短路，电流源断路）,等效电压源的电动势（E）等于有源二端网络的开路电压Uoc；,5,.,解：1.断开待求支路求等效电源的电动势E,例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。,E也可用结点电压法、叠加原理等其它方法。,E=Uo=E2+IR2=20+2.54=30V,或：E=Uo=E1IR1=402.54=30V,一、戴维宁定理,6,.,解：2.求等效电源的内阻R0除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）,例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。,从a、b两端看进去，R1和R2并联R0=R1/R2=4/4=2,求内阻R0时，关键要弄清从a、b两端看进去时各电阻之间的串并联关系。,一、戴维宁定理,7,.,解：3.画出等效电路求电流I3,一、戴维宁定理,8,.,例2,已知：R1=20、R2=30R3=30、R4=20E=10V求：当R5=10时，I5=?,等效电路,9,.,（1）求有源二端网络的开端电压Uoc,（2）求对应无源网络的等效电阻R0（电压源短路,电流源开路）,10,.,11,.,(3)画出等效电路，求未知电流I5,时,12,.,例3,求：U=?,13,.,第一步：求开端电压Uoc。,14,.,第二步：求输入电阻R0。,15,.,第三步：画出等效电路,16,.,第四步：求解未知电压,17,.,例4：图示电路中，已知：US1=US2=1V，IS1=1A，IS2=2A，R1=R2=1。用戴维宁定理求A，B两点间的等效电压源。,US=UAB=(R1IS1US1)(R2IS2+US2)=3VR0=R1+R2=2,18,.,例5：图示电路中，已知：US=30V，IS=4A，R1=1，R2=3，R3=R4=6。求A，B两端的戴维宁等效电压源。,R0=R2/R3=2等效电压源电路如图所示,求开路电压UAB：由弥尔曼定理得：UAB=UA=（IS-US/R3）/（1/R2+1/R3）=-2V,19,.,例5：图示电路中，已知：US=30V，IS=4A，R1=1，R2=3，R3=R4=6。求A，B两端的戴维宁等效电压源。,IS单独作用时：UAB=(R3/R2)IS=8VUS单独作用时:,叠加得：UAB=UAB+UAB=2V=U0R0=R2/R3=2等效电压源电路如图所示,20,.,例6：图示电路中，已知：US1=1.2V，US2=12V，R2=4，R3=6，R4=8，R5=10，R6=9。用戴维宁定理求当I=0时，电阻R1等于多少？,为使I=0，必取U0=US1。即：,解得：R1=6,将US1支路移开，原图变为如下形式:,21,.,戴维南定理解题步骤归纳,（1）将待求支路与原有源二端网络分离，对断开的两个端钮分别标以记号（如A、B）；,（2）应用所学过的各种电路求解方法，对有源二端网络求解其开路电压UOC；,（3）把有源二端网络进行除源处理（恒压源短路、恒流源开路），对无源二端网络求其入端电阻RAB；,（4）让开路电压等于等效电源的US，入端电阻等于等效电源的内阻R0，则戴维南等效电路求出。此时再将断开的待求支路接上，最后根据欧姆定律或分压、分流关系求出电路的待求响应。,22,.,戴维宁定理的应用,(1)开路电压Uoc的计算,等效电阻为将一端口网络内部独立电源全部置零(电压源短路，电流源开路)后，所得无源二端网络的输入电阻。常用下列方法计算：,（2）等效电阻的计算,戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压Uoc，电压源方向与所求开路电压方向有关。计算Uoc的方法视电路形式选择前面学过的任意方法，使易于计算。,23,.,不能用简单串/并联方法求解，怎么办？,24,.,25,.,求开端电压Uoc与短路电流Is,对含有受控源的电路必须采用加压求流法或者是开短路法,26,.,求U0。,例,(2)求等效电阻R0,方法1：加压求流,27,.,U0=6I+3I=9I,I=I06/(6+3)=(2/3)I0,U0=9(2/3)I0=6I0,R0=U0/I0=6,方法2：开路电压、短路电流,(Uoc=9V),6I1+3I=9,I=-6I/3=-2I,I=0,Isc=I1=9/6=1.5A,R0=Uoc/Isc=9/1.5=6,独立源置零,独立源保留,28,.,(3)等效电路,计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法，要具体问题具体分析，以计算简便为好。,29,.,等效电流源Is为有源二端网络输出端的短路电流,(二)诺顿定理,30,.,例：,等效电路,已知：R1=20、R2=30R3=30、R4=20E=10V求：当R5=10时，I5=?,31,.,第一步：求输入电阻R0。,32,.,第二步：求短路电流Is,VA=VBIs=0?,33,.,34,.,等效电路,35,.,第三步：求解未知电流I5。,36,.,例