戴維南定理原理分析

在電路計(jì)算中， 有時(shí)只需計(jì)算電路中某一支路的電流和電壓， 如果使用支路電流法或疊加定理來(lái)分析， 會(huì)引出一些不必要的電流， 因此常使用戴維南定理來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。
在討論戴維南定理之前， 先介紹一下二端網(wǎng)絡(luò)的概念。任何具有兩個(gè)端點(diǎn)與外電路相連接的網(wǎng)絡(luò)， 不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何， 都稱為二端網(wǎng)絡(luò)。

圖2-5(a)、 (b)所示的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是已知電路結(jié)構(gòu)的二端網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否含有電源又分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。 圖2-5(a)是無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)， 圖2-5(b)是有源二端網(wǎng)絡(luò)。 一般情況下， 有源二端網(wǎng)絡(luò)可用一個(gè)帶有字母A的方框加兩個(gè)引出端表示， 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可用一個(gè)帶有字母P的方框加兩個(gè)引出端表示， 有源二端網(wǎng)絡(luò)與無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的連接方法如圖2-5(c)表示。 很顯然， 一個(gè)有源支路是最簡(jiǎn)單的有源二端網(wǎng)絡(luò)， 一個(gè)無(wú)源支路是最簡(jiǎn)單的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)， 它們的連接如圖2-5(d)所示。

圖2-5 二端網(wǎng)絡(luò)的概念

任何一個(gè)無(wú)源線性二端網(wǎng)絡(luò)， 其端電壓與端點(diǎn)電流之間是符合歐姆定律的， 它們的比值是一個(gè)常數(shù)， 因此， 任何一個(gè)線性無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電阻來(lái)代替， 該等效電阻也稱為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻。

戴維南定理又稱等效電壓源定理。 可敘述如下： 任一線性有源二端網(wǎng)絡(luò)， 對(duì)其外部電路來(lái)說(shuō)， 都可用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻R0相串聯(lián)的有源支路來(lái)等效代替。 這個(gè)有源支路的理想電壓源的電動(dòng)勢(shì)E等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0 ， 內(nèi)阻R0 等于相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。

所謂相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻， 就是原有源二端網(wǎng)絡(luò)所有的理想電壓源及理想電流源均除去后網(wǎng)絡(luò)的入端電阻。 除去理想電壓源， 即E=0， 理想電壓源所在處短路； 除去理想電流源， 即Is=0， 理想電流源所在處開路。