用戴維南定理 疊加定理和節點電壓法

時間 2021-06-14 08:05:06

1樓:寒雪楓

很多情況下,戴維南定理可以和結點電壓法一起使用.因為用戴維南定理的時候,斷開要求的支路後,剩下的電路通常可以用結點電壓法。

以下電流、電壓物理量,除非特別說明,都表示相量。

ω=2,因此xl=ωl=2×0.5=1ω,xc1=xc2=xc3=xc=1/(ωc)=1/(2×0.5)=1(ω)。

因此,相量電路圖如下:

設節點電壓分別為u1、u2,則根據kcl得到方程:

(u1-us)/(-jxc1)+(u1-u2)/(jxl)+u1/(-jxc2)=0;

(u1-u2)/(jxl)=u2/(-jxc3)+is。

即:(u1-10.39∠-30°)/(-j1)+(u1-u2)/(j1)+u1/(-j1)=0;

(u1-u2)/(j1)=u2/(-j1)+3∠60°。

化簡:u1+u2=10.39∠-30°,u1=3∠150°。

解方程組,得到:u1=3∠150°=-2.598+j1.5 v,u2=11.596-j6.695 v。

因此:il=(u1-u2)/(j1)=(-14.194+j8.195)/j=8.195+j14.194=16.39∠60°(a)。

戴維南定理,斷開電感l,電路圖如下:

uad=us×(-jxc2)/(-jxc1-jxc2)=10.39∠-30°×(-j)/(-j-j)=5.195∠-30°=4.499-j2.598(v)。

ubd=-is×(-jxc3)=-3∠60°×(-j)=3∠150°=3×(-0.866+j0.5)=-2.598+j1.5(v)。

因此:uoc=uab=uad-ubd=7.097-j4.098(v)。

再將電壓源短路、電流源開路,得到等效阻抗為:

zeq=(-j)∥(-j)+(-j)=-j1.5(ω)。

因此:il=uoc/(zeq+jxl)=(7.097-j4.098)/(-j1.5+j)=8.196+j14.194=16.39∠60°(a)。

疊加定理:

左圖,電流源單獨作用時:

10ω電阻和電流源串聯,根據電源等效變換原則,電阻可以省略。

從左向右進行阻抗變換,除c3外,電路總阻抗為:z=(-j)∥(-j)+j=-j0.5+j=j0.5(ω)。

這個總阻抗流過的電流即il',根據kcl,c3流過的電流為(il'-is),方向從上向下,則c3兩端電壓為(il'-is)×(-j1)。因為z與c3並聯,根據kvl有:

(il'-is)×(-j1)+il'×z=0,(il'-3∠60°)×(-j)+il'×j0.5=0。

解得:il'=6∠60°(a)=3+j5.196(a)。

右圖,電壓源單獨作用時:

從右邊進行阻抗折算:l、c3串聯,z1=j-j=0(ω)相當於電路短路(即發生諧振)。因此,c2也被短接,電路的總阻抗為:z=-jxc2=-j(ω)。

因此電源輸出電流為:i=us/z=10.39∠-30°/(-j)=10.39∠60°)。

由於z1的短接致使c2兩端電壓為零,因此c2中沒有電流流過,所以電源電流全部流過z1支路,即電感l流過的電流即電源電流:il"=i=10.39∠60°(a)。

根據疊加定理,所以:il=il'+il"=6∠60°+10.39∠60°=16.39∠60°(a)。

2樓:遠上寒山有人家

以下電流、電壓物理量,除非特別說明,都表示相量。

ω=2,因此xl=ωl=2×0.5=1ω,xc1=xc2=xc3=xc=1/(ωc)=1/(2×0.5)=1(ω)。

因此,相量電路圖如下:

設節點電壓分別為u1、u2,則根據kcl得到方程:

(u1-us)/(-jxc1)+(u1-u2)/(jxl)+u1/(-jxc2)=0;

(u1-u2)/(jxl)=u2/(-jxc3)+is。

即:(u1-10.39∠-30°)/(-j1)+(u1-u2)/(j1)+u1/(-j1)=0;

(u1-u2)/(j1)=u2/(-j1)+3∠60°。

化簡:u1+u2=10.39∠-30°,u1=3∠150°。

解方程組,得到:u1=3∠150°=-2.598+j1.5 v,u2=11.596-j6.695 v。

因此:il=(u1-u2)/(j1)=(-14.194+j8.195)/j=8.195+j14.194=16.39∠60°(a)。

戴維南定理,斷開電感l,電路圖如下:

uad=us×(-jxc2)/(-jxc1-jxc2)=10.39∠-30°×(-j)/(-j-j)=5.195∠-30°=4.499-j2.598(v)。

ubd=-is×(-jxc3)=-3∠60°×(-j)=3∠150°=3×(-0.866+j0.5)=-2.598+j1.5(v)。

因此:uoc=uab=uad-ubd=7.097-j4.098(v)。

再將電壓源短路、電流源開路,得到等效阻抗為:

zeq=(-j)∥(-j)+(-j)=-j1.5(ω)。

因此:il=uoc/(zeq+jxl)=(7.097-j4.098)/(-j1.5+j)=8.196+j14.194=16.39∠60°(a)。

疊加定理:

左圖,電流源單獨作用時:

10ω電阻和電流源串聯,根據電源等效變換原則,電阻可以省略。

從左向右進行阻抗變換,除c3外,電路總阻抗為:z=(-j)∥(-j)+j=-j0.5+j=j0.5(ω)。

這個總阻抗流過的電流即il',根據kcl,c3流過的電流為(il'-is),方向從上向下,則c3兩端電壓為(il'-is)×(-j1)。因為z與c3並聯,根據kvl有:

(il'-is)×(-j1)+il'×z=0,(il'-3∠60°)×(-j)+il'×j0.5=0。

解得:il'=6∠60°(a)=3+j5.196(a)。

右圖,電壓源單獨作用時:

從右邊進行阻抗折算:l、c3串聯,z1=j-j=0(ω)相當於電路短路(即發生諧振)。因此,c2也被短接,電路的總阻抗為:z=-jxc2=-j(ω)。

因此電源輸出電流為:i=us/z=10.39∠-30°/(-j)=10.39∠60°)。

由於z1的短接致使c2兩端電壓為零,因此c2中沒有電流流過,所以電源電流全部流過z1支路,即電感l流過的電流即電源電流:il"=i=10.39∠60°(a)。

根據疊加定理,所以:il=il'+il"=6∠60°+10.39∠60°=16.39∠60°(a)。

3樓:冬爺路無盡

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