本帖最后由 路过打酱油。。 于 2013-12-3 16:04 编辑
再论“戴维南”(对偶为“诺顿”):
这是个线性有源单端口网络的等效问题,条件在相关帖子中已经给出,引一下:
先把条件给全了,1)黑匣子里是个线性电路(如线性电阻和线性受控源组成的电路网络),2)含若干个独立源(可以是电压或电流源)Ui和Ij,3)黑匣子有一个单端口P。
1)先给出“戴维南”形式的推导
在端口上加入一个电流源Ip。由叠加原理,端口电压为
Up = Ip R + ∑Ui Ai + ∑Ij Rj
其中R、Ai和Rj都是与Ip无关的系数。令∑Ui Ai + ∑Ij Rj = U,则有
Up = Ip R + U
这就是戴维南等效,其中U为开路(Ip=0)时所测电压,而R是令内部独立源都为零(∑Ui Ai + ∑Ij Rj = 0)时所测的电阻。需注意的是,R可以是负的。
2)再给出“诺顿”形式的推导
在端口上加入一个电压源Up。由叠加原理,端口电流为
Ip = Up G + ∑Ui Gi + ∑Ij Bj
其中G、Bi和Gj都是与Up无关的系数。令∑Ui Gi + ∑Ij Bj = I,则有
Ip = Up G + I
这就是诺顿等效,其中I为短路(Up=0)时所测电流,而G是令内部独立源都为零(∑Ui Gi + ∑Ij Bj = 0)时所测的电导。同样需注意的是,G可以是负的。
3)对偶关系
“对偶”是个常见的关系(如电阻和电导),这里的“戴维南”和“诺顿”便是一例。由相关的推导就看得非常清楚。
根据“戴维南”形式
Up = Ip R + U
显见有
Ip = Up/R - U/R
对比“诺顿”形式,有
G = 1/R
I = -U/R
注意其中的负号。
同样可以由“诺顿”推出“戴维南”。
4)奇异点的处理
可能有人会提出疑问,譬如R=0或G=0如何处理?简单得很,按极限方法处理(不熟悉者,看《高等数学》)。
“戴维南”形式的奇异点处理,即R→∞。
由
Up = Ip R + ∑Ui Ai + ∑Ij Rj
可知,必然有∑Ui Ai + ∑Ij Rj → ∞(U→∞),否则Up→∞(所测电压必须是个有限值才有意义)。两边各除R得
Up/R = Ip + (∑Ui Ai + ∑Ij Rj)/R
当R→∞时有
Ip = -lim[R→∞](∑Ui Ai + ∑Ij Rj)/R = I
即此为一个理想电流源。按“戴维南”的对偶“诺顿”的说法,便是
G = 0
I = Ip (直接测电流所得)
类似可以处理“诺顿”形式的奇异点,即G→∞。
其实,只要你知道0和∞原本就是一对“对偶兄弟”的话,也就不会大惊小怪的了。
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