在 a–b 之间接入负载 RL = 2 Ω。利用戴维南等效电路求负载获得的功率 PL。
V1 = 9 VIs = 0.5 AR1 = 20 ΩR2 = 4 ΩR3 = 8 ΩRL = 2 Ω
求: PL (W)
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- 你需要两个数:Rth(将所有电源置零,从 a–b 看进电路)和 Vth(a–b 不接任何东西时的电压)。诺顿电流和负载各量都由这两个数得到。
- V₁ 短路、Iₛ 开路时,Rth = (R₁ ∥ R₂) + R₃。求 Vth 时,Iₛ 必须全部经 R₃ 流入 A。
- Rth = 11.33 Ω, Vth = 7.167 V.
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戴维南定理:任何线性二端网络都等效为一个电压源 Vth 串联一个电阻 Rth。诺顿定理则把同一网络等效为电流源 IN = Vth/Rth 与 Rth 并联。
将所有电源置零,求 Rth
电压源换成短路,电流源换成开路,然后从 a–b 看进电路。
R1 ∥ R2 = 20·4/(20+4) = 3.333 Ω
Rth = (R1 ∥ R2) + R3 = 3.333 + 8 = 11.33 Ω
求开路电压 Vth
a–b 开路时,Iₛ 只能经 R₃ 流入节点 A。用 V₁ 和 Iₛ 叠加求 V_A,再加上 R₃ 上的压降。
VA = V1·R2/(R1+R2) + Is·(R1∥R2) = 1.5 + 0.5·3.333 = 3.167 V
Vth = VB = VA + Is·R3 = 3.167 + 0.5·8 = 7.167 V
将负载接到戴维南等效电路上
戴维南电源与串联的 R_th 在 a–b 处的表现与原电路完全相同,因此负载看到的是一个简单串联回路。
IL = Vth/(Rth + RL) = 7.167/(11.33 + 2) = 0.5375 A
PL = IL²·RL = 0.5375²·2 = 0.5778 W