戴维宁定理和应用
單元四 戴維寧定理
一、重點整理
1. 對於任何複雜的線性網路系統,都可以用單一的等效電
壓源 ETh 串聯一個等效電阻器 RTh 來表示即為戴維寧定理。
2. 戴維寧等效電路圖示
a错误!
複
複
雜線雜性線網性路網
R
RL
R
L
R
路
3. 解題步驟
bb
Step1 選取戴維寧等效電路的範圍:欲求網路中任意二點
間的戴維寧等效電路時,先移去此二點內的電路元件(並將此二端點標記為 a、b)
a
b
RLRL
Step2 計算戴維寧等效電阻 RTh:將原來網路中所有的
電壓源短路、電流源斷路。戴維寧等效電阻 RTh即為 a、b二端點間的等效電阻值
R
R
Step3 計算戴維寧等效電壓 ETh:戴維寧等效電壓 ETh即為
RTh?Rab?(R1//R2)?R3
a、b二點間的開路電壓。對於較複雜的網路,我們
可以利用串並聯電路及重疊定理等方法來求 ETh
(利用重疊定理求Vab)
RRaETh
ETh
RTh
a
E
?b
b
ETh?
Vab
Step4 a、b二點間的複雜網路可用電壓 ETh串聯電阻 RTh
來取代,並將移去之元件接回a、b二端點,然後計算負載電流 IL 及電壓 VL
RL
ETh
IL?
VL
wWw.unjs.comL
ETh
RTh?RL
RL
?ETh
RTh?RL
4. 當RL=Rth時,RL可獲得最大功率為
5. 電功率公式 P = I R
甲、 計算出負載之最大功率
PLmax
EThEE?()2RL?Th?Th
RTh?RL4RTh4RL
2
2
2
二、例題講解 Ex1:
Ex2:
Ex3:
2、
求總電容量?【解:20μF】
3、
【解:10H】
.圖中L1=3H,L2=5H,M=1H,則總電感量多少?
4、兩電感10H及5H並聯,互感(M)為互助2H,則總電感量為
多少【解:
4611
H】
5、兩電感3H及10H並聯,互感(M)為互消1H,則總電感量為多少【解:
6、某電感L=20H,電感電流為10A,則此電感的儲存能量為多少焦耳【解:1000joul】
7、當10μF的`電容器充電至100伏特時,其儲存的能量為多少焦耳?【解:0.05焦耳】
L1
L2
2915
H】
8
L1=12H,L2=18H,則總電感量多少?【解:30H】
9、
L1=10H,L2=15H,則總電感量多少?【解:
6H】
10、重點整理公式及電路符號、單位,再寫乙遍能背誦默寫。
單元六 電阻與電容、電阻與電感的暫態
一、重點整理
二、例題講解 1、
一RC串聯電路,R=800k?,C=0.5?F,試求其充電5個
時間常數,需耗時多久? 【解:2秒】 2、
電阻R=100k?與電感L=500mH串聯之電路,其時間常數
?為多少?【解:5μ秒】 3、
電阻R=100?與電感L=0.5H串聯之電路,其時間常數?
為多少?【解:5m秒】 4、
一RC串聯電路,R=5k?,C=0.02?F,試求其充電時間常
數,需耗時多久?
【解:100μ秒】 5、
電阻R=100?與電感L=0.5H串聯之電路,其充電5個時
間常數5?為多少?【解:25m秒】 6、
達穩態時,電感視同 ,電流I為
多少?【解:4安培】
(t)C
7、 若E=90伏特,R=15KΩ,C=10μF,充
電瞬間,電容器視同 此時電流I為多少?【解:6mA】
8、同上題,達穩態時,電容器視同 ,此時電容器電壓為多少?【解:90V】
L(t)9、
電感器視同
若E=100V,R=10Ω,L=50mH,充電瞬間,
此時電流I為多少?【解:0A】
10、同上題,達穩態時,電感器視同 ,此時電流I為多少?【解:10A】
三、練習題
(t)C
1、若E=100伏特,R=1KΩ,C=2μF,試求其充
電時間常數?【解:2mA】
2、寫出RC、RL電路在充放電時的充電時間常數公式?【解:重點整理】
3、寫出RC、RL電路在充放電時須經多久的時間常數才能達穩態?【解:重點整理】
4、RC、RL電路在充放電時,開關切入的瞬間(t=0),電容的狀態視同 ,電感的狀
態視同 。【解:重點整理】
5
、
【解:重點整理】
電容器充電的電壓曲線圖為何?
6、同上題,電容器放電時電流曲線圖為何?【解:重點整理】
L(t)7、若E=35V,R=21Ω,L=420mH,試求其充電
時間常數?【解:20mH】
8、同上題,再穩態時電感器可視為 ,此時穩態的時間常數為多少?【解:100mH】
9、同第五題的甲乙丙曲線圖,何者為電感器充電電流圖【解:甲】
10、同第五題的甲乙丙曲線圖,何者為電感器充電電壓圖【解:乙】
單元七 頻率與週期、相位與向量運算
一、重點整理
二、例題講解
Ex1:求v(t)=1002sin(314t+300)之頻率與週期大小?
Ex2:將v(t)=1002sin(314t-450)以相量式表示?
Ex3:若v(t)=100sin(377t-300),i(t)=10sin(377t+600);則兩波形之相位差為何?
Ex4:請將A=8-j6以極座標表示;B?10?600以直角座標表示。
Ex5:若A?10?530,B?5??370;則A?B??A?B??
Ex6:若A=5?j53,B=3?
三、練習題
1. v(t)=50sin(377t-370)之頻率為 ,週期為 。
2. v(t)=20sin(1000t+530)之相量式為 。 3. 若v1(t)=2sin(314t+600),v2(t)=10cos(377t-450);
則v1(t)超前v2(t) 度。
j3;則A?B??
A
?? B
4. 將C=?6?j6以極座標表示 ;
D?52?1350以直角座標表示。
5. 若A?2??450,B?6?j8;則A?B?A?B?。
6. 若C=4?j3,D=6?
j8
;則C?D? ;
D
? 。 C
單元八 RLC串並聯電路
一、重點整理
二、例題講解
Ex1:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),R=20Ω,求
O
此電路之阻抗為何?
O
Ex2:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),C=250μF,求此電路之阻抗為何?
O
Ex3:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),L=25mH,求此
電路之阻抗為何?
Ex4:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),R=6Ω,C=125μ
O
F,
求此電路之總阻抗
Z
=?
Ex5:如圖所示,若v(t)= 100sin(500t+30),R=4Ω,L=6mH,
O
求此電路之總阻抗Z
O
Ex6:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),R=8Ω,L=16mH,
C=100μF,求此電路之總阻抗Z=?
O
Ex7:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t-45),R=5Ω,C=200
μF,求此電路之總阻抗ZO
Ex8:如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t-53),R=4Ω,L=3mH,
求此電路之總阻抗Z
O
Ex9:如圖,v(t)= 1202sin(1000t+30),R=3Ω,L=2mH,C=250
μF,求電路之總阻抗Z=?
三、練習題
1. 如圖所示,若v(t)= 141.2sin(377t-37),R=5Ω,則此電
O
路之阻抗Z= 。
2. 如圖所示,若v(t)= 30sin(250t-53),C=400μF,則此電
O
路之阻抗Z= 。O
3. 如圖所示,若v(t)= 100sin(400t+45)
,L=30mH,則此電
路之阻抗Z= 。4. 如圖所示,若v(t)= 500sin(1000t+37),R=2Ω,C=500
O
μ
F,此電路之總阻抗
Z
O
5. 如圖所示,若v(t)= 100sin(1000t+30),R=9Ω,L=12mH,此電路之總阻抗
Z
= 。
O
6. 如圖,若v(t)= 250sin(400t+30),R=30Ω,L=25mH,C=50
μF,此電路之總阻抗Z。
7. 如圖,若v(t)= 1202sin(1000t),R=30Ω,C=25μF,此
電路之總阻抗Z=
。
8. 如圖,若v(t)= 200sin(2000t+53),R=10Ω,L=5mH,此
O
電路之總阻抗Z= 。
O
9. 如圖,若v(t)= 102sin(1000t-30),R=5Ω,L=5
mH,C=50μF,此電路之總阻抗Z。