“电工学”中涉及戴维宁定理的教学方法探讨

关键词：戴维宁定理；等效电路；开路电压中图分类号：G2.4

文献标志码：A

文章编号：1674-9324（2015）49-0180-02

引言“电工学”是高等学校工科非电类专业的一门重I=ER（1）0+RL要课程。通过本课程的学习，可以为非电类专业学生二、戴维宁等效电路的求解学习后续课程和专业知识以及将来所从事的工作打在利用戴维宁定理求解问题时，其关键问题在确下基础。但在该门课程的教学过程中发现学生对如何定有源二端网络，并求解有源二端网络的开路电压U0利用戴维宁定理求解问题有一定的困难。对于复杂电路，求解某一支路的相关电压、电流或功率时，应用戴和等效内阻R0。（在电工学中不涉及受控源电路的求维宁定理只需求解该支路，相对于其他求解方法，计解）算方法更为简便，所以戴维宁定理的应用也更为广（一）开路电压U0泛。为了使学生更好地掌握戴维宁定理的内容，能够在求解开路电压时，可根据电工学中电路的分析灵活应用，本文将戴维宁定理进行深入分析。方法，如等效变换法、支路电流法、结点电压法等，再一、戴维宁定理结合基尔霍夫定律，求解开路电压。戴维宁定理（又称等效电压源定理、等效发电机（二）等效电阻R0原理）：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电将电路中各个理想电压源短路，理想电流源开路动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电压源来等效得到无源二端网络计算等效电阻。代替，如图1所示。等效电源的电动势E就是有源二端求解等效电阻的方法有[2]：网络的开路电压U0，即将负载断开后a，b两端之间的1.电阻的串并联法，关键点在于开路处的两个端电压。等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电子判断电阻的串并联情况。源均除去后所得到的无源网络a，b两端之间的等效电2.外加激励法，可以加电压源也可以加电流源（主阻。[1]要用于含有受控源支路的电路中），等效电阻RU0=根据图1（b）可以计算流过RL的电流I：I。3.开路短路法，即求解二端口网络的开路电压U0和短路电流IU0s，等效电阻R0=I。s4.测量电压法，多用在实验中，用电压表测量开路电压U和负载电压U=（U00RL，等效电阻R0U-1）RL。RL（a）

（b）

（三）戴维宁等效电路求解相关电量图1戴维宁等效电路

根据开路电压和等效电阻可以画出所求电路的戴维宁等效电路，如图1（b），但是要注意等效电路中基金项目：内蒙古科技大学2014年“电工学”精品课程建设

作者简介：徐艳红（1981-），女，汉族，内蒙古多伦县人，硕士，

讲师，研究方向：信号与信息处理。-180-

.com.cn. All Rights Reserved.2015年12月教育教学论坛Dec.2015第49期EDUCATIONTEACHINGFORUMNO.49激励法，如图5所示，在无源二端网络上加电压源U，求解电流I，输入电阻RU0=I：U=（R1//R2）×I+R3图5

图2

×I=（3//6）I+3I=5I电压源的方向和负载的电压电流参考方向。例：求解图2中R两端的电压U。R=U0I=5Ω（已知：US1=6V，US2=12V，IS1=2A，R1=6Ω，R2=3Ω，方法3：采用开路短路法，开路电压求解方法如上R3=3Ω，R=1Ω）所述，只需求解短路电流，如图6（a）所示。求解短路电解：流时利用电源等效变换，把电路等效为图6（b）。1.求开路电压U0：利用戴维宁定理求解，先把电阻R断开，其余网络即为有源二端网络，如图3所示，求解a，b两点的开路电压U0。方法1：如图3所示电路中，左右两边回路为回路，对（a）

（b）

于左边回路求解流过图6

R2的电流I，右边回路中流过R3的电流即为I6V+6V12U012VS=（2+3）Ω=5AR0=I==5ΩS12图3

IS，然后选择图3所示的回路，根据KVL定5A律，计算开路电压U3.戴维宁等效电路如图7（a），（b）所示，求解电阻R0：两端的电压U：I=-USI-US2-6-12R==-2A1+R26+3U0=I×R2+US2+IS1×R3方法2：选择图3所示参考结点，左右两个回路分别为只含有两个结点的电路，可以利用结点电压公式a，b两点的结点电压Ua，Ub，然后根据两点电位计算两点之间的电压，即为开路电压U0：（a）

（b）

-US1US2图7

UR+-6+121R263a=1=U=U0R+111=6VR+R×R1L=0+RL5+1×12V=2V1263三、结语U-IS1b=1=-2×3=-6V在应用戴维宁定理求解问题时，开路电压和等效R电阻的求解方法有很多，应根据具体的电路具体分3析，选择合适的方法使求解过程更为简便。还需注意U0=Ua-Ub=6V-（-6V）=12V电压电流的参考方向问题。2.求等效电阻R0：参考文献：

把图3所示的有源二端网络中的电源去除（电压[1]秦曾煌主编.电工学第七版（上下册）[M].北京：高等教育

源短路，电流源开路），变为无源二端网络如图4所示，出版社，2009.

求解该网络的等效电[2]康万新，姚英.电工学中等效电阻的求解法[J].长沙：高等教

阻。育研究，2005，21（4）：-65.方法1：利用电阻[3]曹鑫.电工学中涉及“等效”概念的教学方法探讨[J].合肥：的串并联等效：科教文汇，2013，229：67-68.

R[4]任玲芝.线性二端网络的等效电路的另一分析方法[J].南0=R1//R2+R3京：电气电子教学学报，2006，28（4）：32-34.

=3//6+3=5Ω图4

方法2：采用外加-181-

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