在本教程中,我们将了解洋义的定理。它是电路分析领域的重要定理,被认为比Kirchhoff的法律更简单。
介绍
对于许多线性电路,分析极大地简化了使用两个电路还原技术或定理,如Thevenin和Norton定理。戴维宁定理是以一位法国工程师m.l.戴维宁(1883年)的名字命名的,而诺顿定理是以一位科学家e.l.诺顿的名字命名的。
通过使用这些定理,网络的一个大的或复杂的部分被一个简单的等价部分所代替。有了这个等效电路,我们可以很容易地对传递给负载的电流、电压和功率进行必要的计算(就像原始电路传递的那样)。这种类型的应用确保选择负载电阻的最佳值。让我们详细看一下戴维宁定理。
我们为什么要使用戴维宁定理?
在大多数应用程序中,网络可以由可变负载元素组成,而其他元素是恒定的。最好的例子是我们的家庭出口,连接到不同的电器或负载。因此,如果需要,有必要计算给定电路中的每个元件中的电压或电流或功率,以用于可变分量的各个变化。
这种重复的程序是不知何故复杂和繁重的。通过引入电路中的固定部分的等效电路来避免这种重复计算,使得随着负载电阻变化的电路分析变得容易。
考虑上述简单的直流电路,通过负载电阻的电流可以通过不同的技术来确定,如网格分析或节点分析或叠加方法。假设负载电阻改变为其他值,那么我们必须再次应用这些方法中的任何一个。
通过用实用电压源代替电路(黑匣子内)的固定部分,避免了对每个负载变化进行减少技术的繁琐方法,只有临时定理的表现。在实践中,临时的定理有助于找到从晶体管功率放大器中从放大器提供的扬声器的最大功率。
斯图斯的定理声明
Thevenin定理指出,任何连接到给定负载RL的由源和电阻组成的线性双终端电路都可以被一个等效电路所取代,该等效电路由一个幅度为Vth的单一电压源组成,通过RL的终端有一个串联电阻Rth。
下图是Thevenin的两个终端网络模型,其中通过负载的电流是相同的,因此这两个电路是等价的。
类似于DC电路,该方法可以应用于由电阻器,电感器,电容器等线性元件组成的AC电路。与vinin的等效电阻一样,通过通过它们的内部阻抗更换所有电压来源来获得等效的vinin的阻抗。
在交流电路戴维宁定理可以表示为任意两个终端,线性双向电路组成的线性元素和活跃的来源连接的终端ZL可以取代一个等效电压源的Vth单跨两个终端阻抗那种ZL。
分析“童工定理”的步骤
以下是简化电路的步骤,使得使用紫色的定理确定负载电流。
1.考虑给定电路,断开要计算电流的负载电阻RL(负载阻抗ZL)或支路电阻(交流电路中的支路阻抗)。
2.断开RL后,确定负载上的开路电压Vth。为求Vth,可以采用现有电路还原技术中的任何方法,如网格分析、节点电压法、叠加法等。或者简单地说,我们可以用电压表测量负载端子上的电压。
3.重新绘制电路,用其内部电阻(交流电路的内部阻抗)替换所有电源,并确保电压源是短路的,电流源是开路的(对于理想的电源)。
4.计算在负载端子之间存在的总电阻Rth(或Zth)。
5.将此等效电阻RTH(或ZTH)与电压Vth串联插入,此电路称为「」指)的等效电路。
6.现在重新连接负载电阻(负载阻抗ZL),通过简单的计算负载的电流,电压和功率。
在直流回路,
负载电流,
IL = Vth/ (RL + Rth)
负载上的电压,
VL= RL × Vth/ (RL + Rth)
电力消耗的电力,
PL = RL×IL2
在交流电路负载电流的情况下,
IL1 = Vth/ (ZL + Zth)
负载上的电压,
VL= ZL × Vth/ (ZL + Zth)
负载电阻中损耗的功率PL = ZL × IL12
查找直流电路的等效电路示例
考虑下面所示的直流电路。我们将通过应用紫色的定理来发现通过电阻R2 = R1 = 2欧姆(在终端A和B之间连接)的电流。
1.去掉负载电阻R2或RL,沿C点闭合路径方向。
2.在节点C上应用节点分析,以计算thevenin的电压Vth。
通过在节点C处应用KCL,我们得到
4 + i1 + i2 = 0
4 + (6 - Vc)/ 4 + (0 - Vc)/ 10 = 0
Vc = 15.714伏
然后,可以确定每个分支中的电流
I1 = Va - Vc/ 4
= 6 - 15.714 / 4
= 2.0715安培
I2 = 0 - Vc/ 10
= - 15.714/ 10
= - 1.571安培
负符号表示电流从节点C流到它们的各个点(分别为I1和I2的接地点)。
通过用这些电流重画电路,并施加KVL,就可以确定终端ab上的电压为:
Vth = Va - Vb(相对于接地端子)
= Va - (I2× R4)
= 6 - (1.571 × 4)
= 0.28伏
3.下一步是用内部来源替换所有来源。考虑电压源是理想的源,所以内阻为零,因此它短路,电流源是理想的电流源,因此它具有无限的阻力,因此它是开放的。然后,等效的紫色的电阻电路如下所示。
4.接下来,我们必须通过查看终端A和B(负载端子)来找到母线的等效电阻rth。
Rth = [(R1 + R3) × R4] / [(R1 + R3) + R4](并联电阻)
= 10×4/10 + 4
= 2.85欧姆
5.将上述计算的电压源与等效电阻串联,形成如下图所示的Thevenin等效电路。
通过将负载电阻重新连接到a和b端子上,我们计算通过负载的电流为
IL = Vth /(Rth + RL)
= 0.28 /(2.85 + 2)
= 0.057安培
下图显示了通过负载电阻的电流的原始电路。
我们还可以通过更改负载电阻的值来通过负载找到电流
当RL = 8欧姆时
IL = 0.28 /(2.85 + 8)
= 0.02安培
当RL = 12欧姆时
= 0.28 /(2.85 + 12)
= 0.01安培
寻找交流电路等效电路的例子
考虑下面的交流电路,我们将使用thevenin定理找到通过阻抗4+ 4j欧姆的电流。
在上述电路中,电流源与4欧姆电阻平行。因此,这可以转换成具有4欧姆串联电阻的电压源8∠0,如图所示。
在进行上述变化之后,通过断开负载端子,如下图所示,电路被重新绘制。
假设修正图中的网格电流为,网格的KVL方程为
2∠0 - I1 - 2(I1-I2) - 4∠0= 0
- 3i1 + 2i2 = 2 ......(1)
网2
所以,∠1的度数为0,∠2的度数为0
2i1 - 6i2 = 4 ......(2)
通过解决两个方程,我们得到
I2 = -1.142∠0
所以,
x = 8∠0 - 4×(1.142∠0)
=3.43∠0V
等同的阻抗,
z = 1/ (1 + (1/2) + (1/4))
= 0.574∠0
因此,给出了通过2 + 2J阻抗的电流为,
IAB = Vth / Zth + ZL
=3.43∠0/(0.574∠0+ 4 + 4J)
= 3.43∠0 /(6.07∠41.17)
=0.56∠ - 41.17 a
泰维南定理的局限性
•如果电路由非线性元件组成,则此定理不适用。
•还向单方面网络也不适用。
•负载和电路之间不应该有磁性耦合被替换为thevinen的等效。
•负载侧不应有控制源,护理从网络的其他一些部分控制。
一个回应
这和我的课有关,所以要继续努力。谢谢你和更多的力量。
真正的你的,
Engr。Ellezer G.Casiño.