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理解戴维宁定理:等效电路

盘和关闭灯泡与直,点亮灯泡在青绿色的背景上

在我最初的电子理论的研究,我的导师谈论k.i . s.s.原则。我脑海中立刻跳,“哇!真的很有趣!“你们当中很多人都知道,然而,k.i . s.s.方法与浪漫的想法。

相反,保持简单愚蠢(K.I.S.S)是指我们需要来和设计师简化高度复杂的概念。当时在我的职业生涯中,简化的东西似乎不太可能。然而,这个想法继续引起我的共鸣。如果我们让事情变得简单,别人会发现设计或产品有用。

引用戴维宁定理在社交聚会有助于获得即时的声望

保持事情的简单性原则的利益牵引通过电路分析定理如基尔霍夫电路法、筛分、戴维宁定理。让我们看看戴维宁定理我们思考“让事情简单。”

“任何包含电压或电流源二端网络可以取代一个等效电路组成的电压等于原始电路的开路电压与电阻串联测量回原电路。”

(1883年马丁戴维南)

戴维宁定理告诉我们,一个电压与电阻串联连接在一个负载可以代替任何线性电路,由几种电压和电阻。在这种情况下,我们正在谈论一个电当量。一个电压源和一个电阻串联与源的电相当于网络作为电压源,电流源和电阻。

戴维宁等效电路中认为一切除了负载。所有的电压源的线性电路成为一个单一的等效电压源。所有的电阻成为单一的等效电阻。

请注意,戴维宁定理适用于线性电路。在这种类型的电路,电阻,电容、电感和电抗保持不变。所有的电路参数变化对电压或电流。如果我们注入一个正弦波形的输入线性电路,相同的波形输出更小或更大的振幅。一个真正的线性电路将输出波形频率相同的输入波形。因此,图形的输出振幅与输入振幅线性电路将显示为一条直线。

戴维宁定理的应用程序和示例

复杂的系统的分析可以简单利用适当的戴维宁定理系列电阻和电压代替网络戴维宁等效。

  • 戴维宁定理(DC)电力系统:经常变化,极其频繁的负载电阻电路re-calculation是必要的,以确定的值负载电阻、电压和电流,戴维宁定理可以利用系统通过应用戴维宁等效电路和临时组成一个单一的电压源的电路和串联电阻。

戴维宁理论付诸实践

让我们想想一切戴维南说,他的理论。工作负载的一个分支,其余部分作为两个终端网络,供给负载。当我们应用戴维宁定理,我们:

  • 删除或想象我们移除负载

  • 识别极性识别终端

  • 计算开路电压

  • 计算等效发电机阻力看起来回网络

  • 把独立的来源但离开内部电阻

  • 画一个等效电路

  • 重新连接负载和确定负载电流

当我们检查戴维南等效电路如图一所示,我们看到一个Thevenin-equivalent开路电压(VTH)。此外,Thevenin-equivalent电源电阻(仅仅)措施在a和B,看起来在源。“看起来”这句话告诉我们查看源从当前的角度。施加一个已知的电压的两个节点造成的电流之间的节点通过一个轻微的阻抗。因此,我们看看,看看电流流动的数量与线性网络独立的释放源。

原始线性网络和删除加载和绘制电路

当我们删除和重绘的负载电路,VOC = 10伏特+ 10欧姆电阻上升。我们可以用一个循环方程发现VOC = 16.67伏特。

5ĺ+ 10ĺ= 20 - 10 = 10

ĺ= 10/15 = 0.667

VOC = 10 +ĺ(10)= 10 + 6.67 = 16.67 V

戴维宁等效电压电路

现在,我们可以解出仅仅价值。

仅仅=(5)ǁ(10)= 3.33Ω

当我们搬到最后的等效电路,我们可以重新插入负载电阻和发现或负载电流等于0.714:

戴维宁等效电路图表和方程

看着等效电路,我们计算输出电压(VOC)和一个开放的电路条件虚线的象征。在开路情况下,负载电阻(RL)的缺乏导致无限的阻力或Thevenin-equivalent电压(VTH)。短路输出终端给出输出电流(IAB)。短路条件给了我们一个负载电阻为零的值。

我们可以使用戴维宁定理来分析电力系统不同负载电阻的值。此外,我们使用这个定理来分析单频交流电路,阻抗值而不是阻力值。

戴维南平行终止的PCB设计

当您使用高速PCB布局,任何不匹配阻抗使信号反映沿痕迹。反过来,反射引起负载接收机的响,减少动态范围,导致错误的触发。你可以消除反射源的阻抗匹配与跟踪的阻抗和负载的阻抗。

为了实现阻抗匹配,您可以使用一个戴维南分压器。戴维南阻力(仅仅)之间的分歧R1和R2和等于线路阻抗(佐薇)。

戴维南电阻和阻抗的线路图

尽管PSpice软件不能直接计算的戴维南等效电路,PSpice软件仿真功能协助快速计算通过开路电压(VOC)和(ISC)短路电流的值。在PSpice软件构建电路之后,你可以用一个小模拟短路电阻值,然后将短路值替换为更大的值来获取VOC。

通过电路分析可以一只熊摔跤。当你思考什么通过电路利用工作的工具需要,不过,你会发现没有比在节奏的套件。OrCAD的PSpice软件能够显著的建模与仿真,同时也拥有一个超过34000的模型库。

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