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什么是戴维南等效?

电子专业的朋友们,在电路这门课程中,我相信大家很多人都学过戴维南等效,它是一个非常重要的一个定理,可以将复杂的电路简单化。已经工作了这么长时间了,老实说我还没有见过太多的工程师会经常的使用戴维南等效定理,但是我个人认为呢,这还是非常重要的定理,需要来复习一下。

在这篇短文里呢,我不会讲太多关于戴维南等效的证明,我只是来简单的说一下它是用来干什么的,然后是通过例子来说明如何使用等效定理。

1.什么是戴维南等效定理的?

简单的来说它就是一个可以将复杂电路简化的定理。戴维南说任何复杂的电路都可以简化为一个电压源与一个电阻的串联。如下图所示。

​将复杂的电路进行戴维南,等效后再分析,就会简单的多。那么如何使用戴维南等效呢?我将通过一个例子说明。

2.如何使用戴维南等效定理呢?

请看下面这个例子。在下图中有一个30伏的电源,它通过两个是k电阻来分压。两个分压电阻的中间接到了vout,然后vout会挂一个负载。 如果是空载的情况下,我想大家应该会很容易的得出答案,输出电压是15伏。那么如果负载是10k的话,输出电压是多少呢?是10v。

下面就将这个简单的分压电路进行简化,按照戴维南的说法,任何电路都可以简化为一个电压源与一个电阻的串联,所以简化过程如下 

  1.先把负载去掉,然后计算out的输出电压,也就是out的开路电压。

  2.把负载与地短接,计算短路电流。 

所以这个简单的分压器的结果呢,就是开路的电压是15伏,短路电流是三毫安。所以等效的结果呢,就是15伏的一个电压源与一个5k的电阻相串联,如上图的右边所示。 大家可以来验证一下,如果在右边的戴维南等效定理负载是10千欧的话,是不是也是vout等于10v呢?说明这个等效是正确的。

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