等效电源定理

概况
等效电源定理所谓的“开路电压”是指:将负载RL从电路上断开后,a、b间的电压;所谓“除源”是指:假设将有源二端网络中的电源去除(衡压源短路、衡流源开路)。

1. 等效电源的概念

在电路分析计算中,往往只研究一个支路的电压、电流及功率。对所研究的支路而言,电路的其余部分便成为–个有源二端网络。为了计算所研究支路的电压、电流及功率,可以把有源二端网络等效为一个电源,即等效电源。

等效电源分为等效电压源和等效电流源。用电压源来等效代替有源二端网络的分析方法称戴维南(代文宁)定理;用电流源来等效代替有源二端网络的分析方法称诺顿定理。

2. 戴维南定理(等效电压源定理)

戴维南定理:任何一个线性含源二端网络N,就其两个端钮a、b来看,总可以用一个电压源–串联电阻支路来代替。电压源的电压等于该网络N的开路电压U0,其串联电阻R0等于该网络中所有独立源为零值时(恒压源短路,恒流源开路)所得网络N0得等效电阻Rab。

由U0和R0串联而成的等效电压源称为戴维南等效电路,其中的串联电阻,在电子电路中常称为”输出电阻”,故用R0表示。

应用戴维南定理求解某一支路电流的步骤如下:

① 将电路分为待求支路和有源二端网络。

② 计算有源二端网络的开路电压Uo。

③ 将有源二端网络内独立源零值处理(电压源短路,电流源开路),而保留其内阻,求等效电源的内阻R0 (即两开路端的等效电阻)。

④ 求出待求支路的电流

应用戴维南定理必须注意:

① 戴维南定理只对外电路等效,对内电路不等效。也就是说,不可应用该定理求出等效电源电动势和内阻之后,又返回来求原电路(即有源二端网络内部电路)的电流和功率。

② 应用戴维南定理进行分析和计算时,如果待求支路后的有源二端网络仍为复杂电路,可再次运用戴维南定理,直至成为简单电路。

③ 戴维南定理只适用于线性的有源二端网络。如果有源二端网络中含有非线性元件时,则不能应用戴维南定理求解。

3.等效电流源定理–诺顿定理

诺顿定理:任何一个线性有源二端网络,对其负载来说,都可等效为一个恒流源Is和电阻Rs并联的电路来等效代替。Is等于有源二端网络的短路电流,并联电阻Rs为该网络中所有的独立源置零时,以二端钮处看该网络的等效电阻。

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