戴维南定理实验中存在的问题及分析_百度文库
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戴维南定理实验中存在的问题及分析
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收藏 查看&莱昂·夏尔·戴维南本词条缺少概述、名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来吧！外文名Léon Charles Thévenin逝世日期日
莱昂·夏尔·戴维南（Léon Charles Thévenin，日－日）是法国的电信工程师。他利用欧姆定律来分析复杂电路。戴维南出生于法国莫城，1876年毕业于巴黎综合理工学院。1878年他加入了电信工程军团（即法国PTT的前身），最初的任务为架设地底远距离的电报线。
1882年成为综合高等学院的讲师，让他对电路测量问题有了浓厚的兴趣。在研究了基尔霍夫电路定律以及欧姆定律后，他发现了著名的戴维南定理，用于计算更为复杂电路上的电流。
此外，在担任综合高等学院电信学院的院长后，他也常在校外教授其他的学科，例如在国立巴黎农学院教机械学。1896年他被聘为电信工程学校的校长，随后在1901年成为电信工坊的首席工程师。关于线性含源二端网络可以等效成一个简单的时不变含源二 端网络定理。1883 年由法国人 L.C. 戴维南提出(1853年H. 亥姆霍兹也提出过， 故又称亥姆霍兹- ）。有时也译为戴维宁。更详细内容请参阅编辑的。定理指出，一个含有独立电源的线性二端网络N就其外部性态而言，可以用一个独立和一个松弛二端网络N的组合来等效。其中独立电压源是网络N的开路电压；松弛网络是将原网络N中的全部独立电源和所有动态元件上的初始条件置零后得到的网络。根据戴维南定理求得的等效网络称戴维南等效网络。其中的电路参数和电源电压可用实验方法测出或由原二端网络经计算得出。求的关键是求出网络N的开路电压和松弛网络的入端。戴维南定理是分析电路常用的重要工具之一。它可以推广到含线性时变元件的二端网络。
戴维南定理、有源二端网络定理、等效发电机原理：一个有源二端网络，可以用一个电势源代替，使对外部电路来说，等效电势E为负载开路时的电压，内阻r为有源网络电势短路后，保留内阻的等效电阻。
用来化简复杂电路中，计算某一支路的电压、电流。
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。
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时，则不能应用戴维南定理求解！
新手上路我有疑问投诉建议参考资料 查看六、戴维南定理
相关工具书解释
戴维南定理又称等效发电机定理,它是简化复杂电路的重要方法。在复杂电路中,有时只需要求解某一支路的电流,这时如果用前面所讲的方法计算必然会引出一些不必要的计算,而用戴维南定理会使计算比较简单。任何具有两个输出端的电路我们称之为二端网络,其中含有电源,就叫有源二端网络,不含电源,就叫无源二端网络。对于一个有源二端网络就相当于一个电源。电源就有一定的电动势和内阻,所以一个有源二端网络可以用一个具有电动势E及内电阻...
(本文共1349字)
权威出处：
1.二端网络
对外只有两个接端的电路叫做二端网络。二端网络如果没有电源,叫做无
源二端网络;二端网络如果含有电源,就叫有源二端网络。
图1-16 无源二端网络
(a)电路;(b)符号
2.戴维南定理
任何一个有源二端网络,可以用一个等效电源来代替。这一等效电源
的电动势E。等于有源二端网络两个接端的开路电压U0,它的内阻r0等于
该网络两接端除源(即将电压源短路、电流源开路)等效电阻。E0、r0可
由下式计算
图1-17 有源...(本文共267字)
权威出处：
戴维南定理是由法国电气工程师戴维南于1883年提出的,它是《电工技术应用》中十分重要的定理。熟练掌握戴维南定理的解题思路,对于求解复杂电路中某一支路电流、负载获得最大功率等问题十分有效,但是学员开始学习用戴维南定理解题时不太容易掌握此方法,下面笔者就谈谈如何使用戴维南定理来分析复杂电路。1戴维南定理的内容戴维南定理的内容是:一个线性有源二端网络,对其所接外电路来说,可以用一个电压源和一个电阻的串联等效代替,此电压源的电压等于该二端网络的开路电压(Uoc),电阻等于该二端网络的全部独立电源置零后的输入电阻(Rin)。上述“电压源和电阻的串联组合”,称为戴维南等效电路,等效电路的电阻有时也称为戴维南等效电阻。当二端网络用戴维南等效电路替代后,外电路的电压和电流均保持不变。2用戴维南定理分析复杂电路的具体步骤下面通过一道典型例题来总结用戴维南定理分析复杂电路的具体步骤:例题,在图(a)所示电路中,已知电阻R1=R4=3Ω,R2=R3=...
(本文共1页)
权威出处：
戴维南定理是“电路分析”课程中的一个十分重要的定理,它是分析计算复杂电路中常用的一个定理,掌握好该定理,可以比较容易地计算出复杂电路中某一支路的电流及对求解负载获得最大功率、过渡过程中的时间常数、电子技术电路中放大电路的静态值等问题将有很大帮助。一、戴维南定理戴维南定理(也译作戴维宁定理)是由法国科学家L.C.戴维南于1883年提出的一个电学定理(由于早在1853年,亥姆霍兹也提出过本定理,所以又称亥姆霍兹-戴维南定理)其内容是:一个含独立源、线性受控源、线性电阻的二端电路N,对其两个端子a、b来说,都可等效为一个理想电压源串联内阻的模型。如图(a)、(b),其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的开路电压Uoc,如图(c),串联的内阻为N内部所有独立源等于零(理想电压源短路,理想电流源开路),受控源保留时两端子间的等效电阻Rab常记为R0如图(d)。定理中要求等效变换的那部分有源二端网络N是线性的,电路的其余部分即负载...
(本文共3页)
权威出处：
前言此时我们应用戴维南定理求解图2所示电自1883年法国电报工程师M·L戴维南路。把图2电路分为A和B两个网络,如图3提出等效发电机原理即戴维南定理后,给分析所示。但是A网络内受控源0.SI的主控量1在线性电路带来了很大方便。但是,由于近年来受B网络内,若按照前面所述的约束条件,似乎不控源的普遍应用促使电路理论的迅速发展,使满足,但是它的戴维南等效电路如图4所示,却得电路计算变得较为复杂,假如对线性电路分是正确无误的。析所应用的一些方法及定理的约束条件不加注lA一亏_RZ意,就有可能导致分析或计算上的错误。lthe.目前已有人对戴维南定理的应用提出了一h,。r’”I-Ikm些约束条件,如参考文献〔1〕。但是通过大量的。2_f.I例题分析说明,该书关于戴维南定理约束条件二_____.又上的描述似乎还值得讨论,书中叙述:“有一任意图3的线性电路,把该电路重新整理成为A和B两;—————一刀。厂一二个网络.如图1所示。两个网络间用没有...
(本文共2页)
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摘要& 本文通过问题情境意识剖析讨论电路原理中的戴维南定理，通过刻意设计问题情境，从设备异常、仿真分析、改善措施等方面进行论述；以达到培养学生发现问题、解决问题、巩固基础、增长才干的本领。
关键词&& 戴维南定理& 问题探索与解决& 拓展实验内容
&&&&&&& 问题情境是指在一定的情境中（或条件下）依据教学内容向学生提出需要解答的问题激发学生的学习兴趣和求知欲以达到学习目标的实现。众所周知，戴维南定理可用来把复杂的线性有源二端网络等效为一个戴维南电源模型，其内容如下：任何线性有源二端网络N，对其外部而言，都可以等效成一个戴维南电源。该电源的电压值等于网络N二端钮之间的开路电压UOC，其串联的电阻RO（称输出电阻或等效内阻）等于网络N内部独立源为零时二端钮之间的等效电阻。戴维南定理的验证实验，是电路原理或电工电子学课程中一个及其简单普通的常规实验。但是在实验过程中，通过刻意设置问题情境，使其验证结果出乎一般的意料，使其实验结果与戴维南定理不符，让学生们去思考问题、发现问题并探索问题。下面具体阐述问题情境教学在戴维南定理中的应用，如何在实验中发现问题、解决问题，拓展了实验内容，顺势验证尽可能多的电路定理。通过引导学生关注实验现象，积极思考并合理解释实验现象，激发学生的自主意识和探究激情。&
&&&&&&& 1．& 问题情境
&&&&&&&&&按图1戴维南定理实验电路连线，对ab外部端而言该电路图完全符合戴维南定理的条件，可等效为如图2所示戴维南等效电路图，且表达式满足 之间关系。可通过实验验证发现问题1：当负载电阻R小于某一个数值，电路将发生异样；而戴维南定理为了获得等效电路中等效电阻，一般需测量短路电流，可电路中的负载电阻R小于某一个数值，电路发生异样，那将又何种方法来完成测量短路电流？问题2：将图1电路图中的330&O电阻换成普通二极管（稳压二极管），按戴维南定理的定义是不符合等效的条件的，由于二极管是非线性元件，电路图中的330&O电阻换成二极管该二端网络就不是一个线性二端网络，但是通过本电路实验验证当负载电阻R变化时，也可以等效且不影响等效电路的结果。
图1& 戴维南定理实验电路&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图2& 戴维南等效电路
&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& 2．& 实验过程、仿真及分析原因
&&&&&&& 2.1& 验证戴维南定理
&&&&&&& 验证如图1所示有源二端网络ab端的戴维南等效电路，一般采用测量ab端的伏安特性的实验方法验证戴维南定理的正确性，即改变可调电阻R，测量Uab和IR的关系曲线，特别注意要测出R＝&及R＝0时的电压和电流，以便获取等效电阻R0。
&&&&&&& 2.2& 实验仿真及分析原因
&&&&&&& 在本实验过程中，发现当负载电阻R小于某一数值后，电路将发生异样。通过实验验证当负载电阻&129.5&O时，电路出现异常。同样大家也可通过仿真，如电路图3（a）所示清晰发现，将负载电阻小于临界电阻129.5&O时，图1电路图（a）中的电流源两端电压出现负值，这就是问题所在，主要是由于实际电流源在使用时超出了其规定的正常工作范围，而导致电路出现异常。当负载电阻等于临界电阻129.5&O时，电路正常，如图3（b）所& 示&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& 2.3 换入非线性元件普通二极管(稳压二极管)
&&&&&&& 将图1电路图中的330换成普通二极管（稳压二极管），该二端网络就不是一个线性网络，不具备戴维南定理成立的条件，可是在实验中发现当负载电阻R变化时，该二端网络仍然可以等效且和连接330&O电阻所测ab端的伏安特性曲线的数据一致。因为二极管是有方向性器件，有两种状态。现分析如下：若普通二极管（稳压二极管）的阴极和电流源的正极相连、阳极与电压源负极相连，通过实验数据测试表1结果可看出与图1所示的ab端的伏安特性曲线的数据一致，所测数据完全符合公式 之间的关系；普通二极管（稳压二极管）阳极和电流源的正极相连、阴极与电压源负极相连，如图4所示，通过实验数据测试表1结果同样也与图1所示的ab端的伏安特性曲线的数据一致，所测数据也完全符合公式 之间的关系，这是怎么一回事呢？
&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& 从表1数据表中表明图1和图4两个电路中的开路电压Uoc和等效电阻Ro完全一致。说明图1中的330&O电阻大小和图4中的二极管和戴维南定理等效的两个参数几乎无关。经分析确实如此，在图4中，从cd端看进去D1的二端网络，应用戴维南定理可以得到等效电路如图5，其中Uoc=Vs+Is*R2，Ro=R2，由此可知，加在非线性元件D1上的电压是不会随R的变化而变化的，说明此时二极管（稳压管）等同于一个电阻（正接或反接）；同样可证明图1中从ab端看进去二端口网络开路电压Uoc和等效电阻Ro与330&O电阻大小毫无相关，其中Uoc=Vs+Is*R3，Ro=R3。这完全是一个特例，说明对图1形式的电路而言，有源二端网络ab端的戴维南等效电路跟负载电阻所对应的元件与电阻大小无关，因此接二极管、稳压管和任何大小的电阻都将得到同样的戴维南等效电路。
&&&&&&& 表1& 戴维南定理原始数据记录表
&&&&&&& 3．& 实验改善措施实施
&&&&&&&&&针对上述描述问题1中实验问题如何解决，当负载电阻小于129.5&O时，电路出现异常，那将如何获取完整的ab端的伏安特性曲线？又将如何获取ab端的短路电流？
&&&&&&&& 问题1前半部分的解决方法，根据电路原理当电流源支路串联合适电阻将不影响该支路的电流，但可以增加两端的电压，这正好满足问题1前半部分能解决的问题
&&&&&&&& 问题1后半部分的解决方法更为简单，电路原理当中还有一个重要的原理就是叠加原理，图1电路图中电流源和电压源一起作用时无法获取二端口短路电流，可以用叠加原理分别获取各独立电源单独作用时的短路电流，从而获取共同作用下的短路电流即为ab端口的短路电流。
&&&&&&& 4．& 结束语
&&&&&&&&&从以上论述，大家不难得出，戴维南定理针对一个特定电路，可让一个经典的定理出现异样，同样也得出与戴维南定理完全不一致的结果。从另一个侧面说明对于勇于探索问题者，在找到原因的瞬间，将是多么的快乐，这也将大大激励对知识的渴望和探究激情，让一枯燥的定理能折射出很多的人生哲理。当这一过程运用到教学中，相信一堂验证戴维南定理实验课程不但使过程安排得跌宕起伏，提高学生们浓烈学习兴趣同时培养了学生们发现问题、解决问题和综合分析能力，也让学生们尊重客观数据，深入分析，养成认真思索的良好实验习惯。
【1】 范承志、孙盾、童梅等.电路原理. 机械工业出版社，2004.7.
【2】 陈慧英.电工电子技术.高等教育出版社，2008.4.
【3】燕庆明.电路分析教程.高等教育出版社，2007.6
本文是：浙江省新世纪高等教育教学改革项目：网络资源下的电路与电子技术实验课程&混合式&教学模式研究与实践
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