求戴维南定理这道题怎么做?

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远上寒山有人家
2021-01-06 · 知道合伙人教育行家
远上寒山有人家
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中南工业大学电气自动化专业,工程硕士,从事电力运行工作近30年

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解:将电阻R从电路中断开。

设20Ω电阻电流为I,根据KCL则5Ω电阻电流为:I-3,上图。

KVL:5×(I-3)+20×I=25,I=1.6(A)。

所以:Uoc=Uab=20I=20×1.6=32(V)。

将电压源短路、电流源开路,从a、b看进去,电路的等效电阻为:

Req=Rab=4+5∥20=8(Ω)。

(1)R=4Ω时,I=Uoc/(Req+R)=32/(8+4)=8/3(A)。

(2)根据最大功率传输定理,当R=Req=8Ω时,R可以获得最大功率,Pm=Uoc²/(4R)=32²/(4×8)=32(W)。

lu_zhao_long
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  1. 先进行第一次变换。恒压源 Us = 25V 与内阻 r = 5Ω 所在的支路,可以变换为一个恒流源 Is1 = Us/r = 25V/5Ω = 5A 与一个电阻 r = 5Ω 并联;

  2. 经过上面的变换,得到 4 个并联支路:恒流源 Is1、内阻 r、电阻 R1 = 20Ω 及恒流源 Is = 3A。它们等效为下面两个并联支路:

    一个恒流源 I's = Is + Is1 = 8A

    一个内阻 r' = r//R1 = (r * R1)/(r + R1) = 4Ω

  3. 再把上面并联的恒流源 I's 与内阻 r' 进行变换,等效为一个恒压源
    U's = I's * r' = 32V 与一个内阻 r' = 4Ω 电阻的串联。这个时候,整个电路为一个恒压源 U's 与内阻 r'、R2 = 4Ω 与电阻 R 串联。所以:

    (1). 当 R=4Ω 时,I = U's/(r' + R2 + R) = 32V/(4Ω+4Ω+4Ω) = 8/3 A

    (2). 负载电阻 R 上消耗的电功率:

    P = I² * R

    = (U's)²/(r'+R2+R)² * R

    = 32² * R/(8+R)²

    = 1024 /(64/R + 16 + R)

    根据不等式性质,分母中的 64/R + R ≥2√(64/R * R) = 2 * 8 = 16。所以,当 分母取最小值时,功率取得最大值。我们可以得到:当 64/R = R,即 R = 8Ω 时,有最大电功率 Pm = 1024/(16+16) =32W

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