戴维南定理的一个典型应用
戴维南定理典型例子_戴维南定理解题方法

戴维南定理典型例子_戴维南定理解题方法什么是戴维南定理戴维南定理(又译为戴维宁定理)又称等效电压源定律,是由法国科学家L·C·戴维南于1883年提出的一个电学定理。
由于早在1853年,亥姆霍兹也提出过本定理,所以又称亥姆霍兹-戴维南定理。
其内容是:一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端,就其外部型态而言,在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。
在单频交流系统中,此定理不仅只适用于电阻,也适用于广义的阻抗。
戴维南定理在多电源多回路的复杂直流电路分析中有重要应用。
戴维南定理(Thevenin‘stheorem):含独立电源的线性电阻单口网络N,就端口特性而言,可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络。
电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压uoc;电阻R0是单口网络内全部独立电源为零值时所得单口网络N0的等效电阻。
戴维南定理典型例子戴维南定理指出,等效二端网络的电动势E等于二端网络开路时的电压,它的串联内阻抗等于网络内部各独立源和电容电压、电感电流都为零时,从这二端看向网络的阻抗Zi。
设二端网络N中含有独立电源和线性时不变二端元件(电阻器、电感器、电容器),这些元件之间可以有耦合,即可以有受控源及互感耦合;网络N的两端ɑ、b接有负载阻抗Z(s),但负载与网络N内部诸元件之间没有耦合,U(s)=I(s)/Z(s)。
当网络N中所有独立电源都不工作(例如将独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替),所有电容电压和电感电流的初始值都为零的时候,可把这二端网络记作N0。
这样,负载阻抗Z(s)中的电流I(s)一般就可以按下式1计算(图2)式中E(s)是图1二端网络N的开路电压,亦即Z(s)是无穷大时的电压U(s);Zi(s)是二端网络N0呈现的阻抗;s是由单边拉普拉斯变换引进的复变量。
和戴维南定理类似,有诺顿定理或亥姆霍兹-诺顿定理。
按照这一定理,任何含源线性时不变二端网络均可等效为二端电流源,它的电流J等于在网络二端短路线中流过的电流,并联内阻抗同样等于看向网络的阻抗。
戴维南定理的应用

A
A
A
A
E R1 R2 IS (图三)
解:
E
UAB
IS
R1
R1 UAB IS IS1
RAB R1
(a) B
(b) B
(c) B
E8 IS1 = R1 = 2 = 4A E0 =UAB =(IS +IS1)R1 =(2+4)×2 =12V
E0 I R2
R0
(d) B
R0 =RAB =R1 =2Ω
I= E0 = 12 =1A R0+R2 2+10
习题册
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学生练习:
应用戴维南定理求图示电路中流过R的电流,已知: E1=20V,R1=4Ω,E2=10V,R2=6Ω,R3=5.6Ω,R=8 Ω 。
R3
+
+
–
E1 – E2
R
R1
R2
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例3.在图三所示电路中,已知:IS =2A,E1=8V,R1=2Ω,R2 =10Ω,试用戴 维南定理求流过R2的电流。
有源 二端 网络
A E0=UAB
B
(a)
无源 二端
A R0=RAB
网络
B
(b)
A +
E0 -
R0
B (c)
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二、戴维南定理的应用
例1.在图一所示电路中,已知:E1=5V,R1=8Ω,E2=25V,R2=12Ω,R3=2.2Ω,
试用戴维南定理求通过R3的电流及R3两端的电压。
A
A
A
IA
R1 E1
解: I1= E2 – E1 = 42 – 24= 2A R1+R2 3+6
电路中的戴维南定理应用举例

电路中的戴维南定理应用举例电路中的戴维南定理(Kirchhoff's current law/KCL)是电路分析中的一个重要原理,用于描述电路中的电流分布。
通过应用戴维南定理,可以简化复杂的电路,并帮助我们更好地理解电子设备的工作原理。
本文将通过几个具体的应用举例,来展示戴维南定理在电路分析中的实际应用。
1. 平行电路中的电流分布考虑一个由多个电阻连接而成的平行电路,其中每个电阻的电流传输都平行于其他电阻的电流传输。
根据戴维南定理,我们可以得到平行电路中的总电流等于各个分支电路中的电流之和。
这个原理可以应用在许多电子设备中,如计算机主板上的电路板,其中各个平行连接的电阻控制着电流的分布,确保电子设备正常工作。
2. 串联电路中的电压分布在一个由多个电阻连接而成的串联电路中,电流在各个电阻之间传输。
根据戴维南定理,我们可以得到串联电路中的总电压等于各个电阻上的电压之和。
这个原理应用广泛,如家庭电路中的灯泡串联连接,电流会逐一经过每个灯泡,并且每个灯泡上的电压都会相应减小。
3. 电路中的电流平衡在复杂的电路中,电流的平衡与分布是非常关键的。
通过应用戴维南定理,我们可以分析并优化电路中电流的平衡。
例如,在电子设备的电源电路中,戴维南定理可以帮助我们保持电流的平衡,避免电路中出现短路或过载的情况。
4. 电路中的电流方向分析在某些情况下,我们需要确定电路中的电流方向,以便更好地了解电子设备的工作原理。
戴维南定理可以帮助我们分析电路中电流的流动方向。
例如,在电池的正极和负极之间连接一个简单的电路,通过应用戴维南定理,我们可以确定电流从正极流向负极,完成电路的闭合。
5. 对称电路的分析对称电路常常存在于许多电子设备中,如放大器电路或天线电路。
通过应用戴维南定理,我们可以简化对称电路的分析,并帮助我们更好地理解电路的特性。
这对于优化电路设计和故障排除非常重要。
结语:本文通过几个具体的实例,介绍了在电路分析中戴维南定理的应用。
戴维南定理的原理及基本应用

戴维南定理的原理及基本应用1. 简介戴维南定理(D’Alembert’s principle)是经典力学中的一个重要原理,用于描述系统受力平衡的条件。
它由法国数学家及物理学家戴维南(Jean le Rondd’Alembert)于1743年提出,是质点力学的基础。
2. 戴维南定理的原理戴维南定理基于两个基本假设: - 动力学方程:物体的运动由牛顿第二定律描述,即物体的加速度与物体所受合外力成正比。
- 均衡条件:物体在受到所有外力的作用下,所处的运动状态为平衡状态,即物体的加速度等于零。
根据戴维南定理的原理,在受力平衡条件下,物体的运动状态可以通过下面的公式表示:∑(F - ma) = 03. 戴维南定理的基本应用戴维南定理在力学中有广泛的应用,以下为其基本应用:3.1 静力学在静力学中,戴维南定理用于解决物体在静止状态下所受的合外力。
通过应用戴维南定理,可以计算出物体所受的合外力的大小和方向。
3.2 动力学在动力学中,戴维南定理用于解决物体在运动状态下所受的合外力。
通过应用戴维南定理,可以推导出物体的运动方程。
3.3 力学系统的平衡戴维南定理也可用于解决力学系统的平衡问题。
对于一个力学系统,如果系统中的每个质点满足∑(F - ma) = 0,那么整个系统将处于力学平衡状态。
3.4 刚体力学在刚体力学中,戴维南定理通常用于解决刚体的定点运动问题。
通过应用戴维南定理,可以推导出刚体绕定点旋转时所受的合外力矩。
4. 总结戴维南定理是经典力学中一个重要的原理,用于描述系统的受力平衡。
它被广泛应用于静力学、动力学、力学系统的平衡以及刚体力学等领域。
通过运用戴维南定理,可以解决各种与力学相关的问题,深化对物理学的理解。
(以上内容仅供参考,详细内容请参考相关的学术文献和教材)。
戴维南定理在电路分析中的应用

戴维南定理在电路分析中的应用戴维南定理(Kirchhoff's Laws)是电路分析中非常重要的定理之一,其应用广泛且普遍。
本文将详细探讨戴维南定理在电路分析中的应用,并介绍其原理及具体使用方法。
一、戴维南定理的原理戴维南定理由德国物理学家叶·戴维南于19世纪提出,主要由两个基本定理组成:基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
1. 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff's Current Law,简称KCL):在任意节点处,进入节点的电流之和等于离开节点的电流之和。
简而言之,电流在节点处守恒。
2. 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff's Voltage Law,简称KVL):电流在闭合回路中经过各个元件时,电压降之和等于电压源的总电压。
简而言之,电压在回路中守恒。
基于这两个定理,可以通过考察电流和电压的分布情况,推导出与电路中各个元件相关的方程,从而解决电路中的问题。
二、1. 分析电流分布:根据KCL可以分析电流在节点处的分布情况。
通过将电路中的各个节点进行标记,并应用KCL,可以建立节点电流方程组。
通过求解该方程组,可以得到电路中各个节点的电流值。
这在电路分析中非常重要,特别是在复杂电路中。
2. 计算电压降:根据KVL可以计算电路中各个元件的电压降情况。
通过选择一个合适的回路路径,并应用KVL,可以建立回路电压方程组。
求解该方程组,可以得到电路中各个元件的电压降值。
这对于设计电路和评估电路性能非常关键。
3. 确定电流分支关系:戴维南定理可以帮助我们确定电流分支之间的关系。
通过利用电流守恒的原理,可以建立表示电流分支关系的方程。
通过求解这些方程,可以找到电路中各个分支的电流值,并确定电路中的功率分配。
4. 分析电路参数:戴维南定理还可以应用于电路参数的分析。
通过建立相应的方程,根据知道的参数求解未知的参数,如电阻、电流、电压等。
这对于电路设计和性能评估非常有帮助。
戴维南定理的一个典型应用

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图8
图9
图3
I = U /( R B + R )
图4
—
解 :根据前面给出的步骤,结合 图 9可 以直接计算 有R B = R - / / R  ̄2 5 0 / / 5 0 = 4 1 . 7 K U B = 5 0 * 1 2 / 2 5 0 + 5 0 = 2 v则 I B 。 = ( U B
消费 电子
2 0 1 3 年 3月下
C o n s u me r E l e c t r o n i c s Ma g a z i n e 电子 科 技
戴维南定理的一个典型应用
黄 家 佳 ( 私 立 华 联 学 院 机 电 工 程 乐 ,广 州 5 1 0 6 6 3)
摘 要 :戴 维南定理是 求解复杂电路 的一种 方法 ,尤其是计算某一条支路 的电流或电压 ,有它独到的优 势 ,本 文将介 绍戴 维南定理在模拟 电子 线路 中,精确计 算静 态工作点 的方 法。 关键 词 :利用戴维 南定理 ;计算静态工作点 中图分类号 :T N 7 0 文献标识码 :A 文章编 号 :1 6 7 4 — 7 7 1 2( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 2 3 — 0 1 戴维南定理是求解复杂 电路的方法之一 ,尤其是计算机某 支路的电流或电压时就显得格外的方便和容易掌握。但是 , 在实践 中往往苦于找不到应用。就显得非常的理论化。学生们 也经常认为这仅仅 是一种理论上 的知识,而没有觉得它确实能 比较精确地求解电子 电路中的实际问题 。本文将结合一个具体 的共发射极放大器,给 出一个十分准确地 、应用戴维南定理计 算静态 工作点的好方法 。 戴维南定理简介 如果仅仅求 R中的电流 I , ‘ 就可 以应用戴维南定理来求解。 具体 步 骤 是 : ( 一 )切一刀。戴维南定理又叫二端 网路定理 。用一个简 单的电压源 ,即用一个 电动势及其内阻组成的实际电压源,来 等效一个复杂 的二端网络 。因此在应用戴维南定理解题 时,必 须 想 办 法 制造 出来 一 个 二端 网络 。而 “ 切 一刀 ”正 是制 作 一 个 二端网络的好方法。问题在于,“ 切”在哪里。一般 的原则是: 将被求支路与其 它部分分开的地方 。就是下 “ 刀 ”的地方。如 图中 “ x ”的± f h 方 .并雷新得到二个分 图,如
戴维南定理解题思路
戴维南定理解题思路一、什么是戴维南定理戴维南定理,又称为系统辨识理论,是由戴维南(Davidon)提出的一种准确、有效地判定复杂系统的动态行为的方法。
通过系统的输入和输出数据,利用数学模型对系统进行辨识,从而推导出系统的状态和参数变化规律,进而理解系统的内在机理和预测未来行为。
二、戴维南定理的应用领域戴维南定理在各个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1. 机械工程领域•刚体机构分析:通过测量机械系统的输入(电机转速、力等)和输出(位移、速度等)数据,辨识机械的参数,如摩擦系数、刚度等,从而对机械系统进行性能改进和优化设计。
•振动分析:通过戴维南定理,可以对机械系统的振动进行分析和预测,从而提前发现潜在的故障和问题,进而进行相应的维护和修复。
2. 控制工程领域•控制系统分析:通过收集系统的输入和输出数据,利用戴维南定理可以对控制系统的传递函数进行辨识,从而进行稳定性分析和控制参数的调整。
•自适应控制:戴维南定理可以应用于自适应控制系统中,通过对系统的辨识和参数的自动调整,实现对不确定性系统的鲁棒稳定控制。
3. 金融领域•股市预测:通过对股票市场的历史数据进行戴维南辨识,可以对股票价格的变化和趋势进行预测,从而指导投资策略和决策。
•风险分析:戴维南定理可以对金融系统中的风险进行分析和评估,对市场风险和系统风险进行预警和控制。
三、戴维南定理的基本原理戴维南定理的基本原理是:通过输入和输出数据,建立系统的数学模型,对系统进行参数辨识。
具体步骤如下:1. 收集数据首先,需要收集系统的输入和输出数据。
输入数据包括对系统的激励信号,如电压、电流、力等;输出数据包括对系统的响应,如位移、速度、温度等。
2. 建立数学模型根据收集到的数据,建立系统的数学模型。
常用的模型包括线性模型和非线性模型。
线性模型适用于变化较小的系统,非线性模型适用于变化较大的系统。
3. 参数辨识利用建立的数学模型,对系统的参数进行辨识。
戴维南定理在电阻电路中的应用
戴维南定理在电阻电路中的应用戴维南定理是电路理论中的基本原理之一,它是描述电路中功率分配和电流流向的方法。
本文将探讨戴维南定理在电阻电路中的应用。
一、戴维南定理简介戴维南定理,也称为电压分压法则,是基于能量守恒原理的一种电路分析方法。
该定理指出,在一个多支路电阻网络中,每个分支的电流与其两端的电压成正比。
简单来说,电压越高,电流就越大,电压越低,电流就越小。
二、戴维南定理的数学表达戴维南定理的数学表达式为:I1/R1 = I2/R2 = I3/R3 = ... = In/Rn,其中I为电流值,R为电阻值,n为电阻分支的数量。
三、戴维南定理的应用举例下面通过几个具体的例子,来说明戴维南定理在电阻电路中的应用。
例一:并联电阻的等效电阻计算考虑一个简单的并联电阻电路,其中有两个电阻R1和R2并联连接。
根据戴维南定理,两个并联电阻的电流之和等于总电流,总电流又等于总电压除以总电阻。
因此,可以得到公式:I1 + I2 = V / (R1 + R2),其中I1和I2分别为R1和R2上的电流,V为总电压。
这个公式可以用来计算并联电阻的等效电阻。
例二:串联电阻的电压分配考虑一个串联电阻电路,其中有三个电阻R1、R2和R3依次串联连接。
根据戴维南定理,电压在串联电路中按照电阻值的比例分配。
即可得到公式:V1 = I * R1,V2 = I * R2,V3 = I * R3,其中V1、V2和V3分别为R1、R2和R3上的电压,I为总电流。
这个公式可以用来计算串联电阻上的电压分布情况。
例三:电阻的功率消耗戴维南定理还可以应用于计算电阻的功率消耗。
根据戴维南定理,电阻上的功率消耗可以通过电流的平方乘以电阻值来计算。
即可得到公式:P = I^2 * R,其中P为功率,I为电流,R为电阻值。
这个公式可以用来评估电阻的功率损耗。
结论戴维南定理是电路分析中一项重要的原理,通过它可以方便地计算电路中的电流分布、电压分配和功率消耗。
电路基础原理戴维南定理的应用
电路基础原理戴维南定理的应用电路学是电子工程的基础学科,掌握电路基础原理对于从事电子工程相关行业的专业人才来说是非常重要的。
在电路分析中,戴维南定理被广泛应用,它是电路理论中最重要的定理之一。
本文将探讨戴维南定理的基本概念,并且介绍一些其在实际应用中的例子。
戴维南定理,也称为戴维南(DC)等效原理,是理解和分析电路中电压和电流分布的基础定理。
它的核心思想是在电路中,可以将任意线路和其端口上的电压和电流等效地转换为一个等效电路,这个等效电路与原始电路在端口处具有相同的电压和电流。
通过使用戴维南定理,我们可以简化复杂的电路网络,从而更容易理解和分析。
那么,戴维南定理具体是如何应用的呢?让我们来看一些例子来帮助我们理解。
首先,假设我们有一个由多个电阻和电源组成的电路,我们想要计算电路中某个特定元件上的电流。
按照戴维南定理,我们可以将这个电路转换为一个等效电路,其中包含一个等效电阻和一个等效电压源。
通过计算等效电路中的电流,我们就可以得到原始电路中特定元件上的电流了。
另一个应用戴维南定理的例子是在电路中找到特定元件上的功率损耗。
在一个由多个电阻和电源组成的电路中,我们可以通过计算电路中特定元件两端的电压和电流来得到该元件上的功率。
然后,根据戴维南定理,我们可以转换为一个等效电路,其中包含一个等效电阻和一个等效电压源。
通过计算等效电路中的功率损耗,我们就可以得到原始电路中特定元件的功率损耗。
此外,戴维南定理也可以应用于电路中的电源和负载匹配问题。
当我们将一个电源连接到一个负载时,如果电源的内阻和负载的阻抗不匹配,会导致功率损耗、效率下降和信号失真等问题。
通过应用戴维南定理,我们可以计算出内阻和负载之间的有效电阻,从而实现电源和负载的匹配,提高系统的性能和效率。
综上所述,戴维南定理在电路分析中具有非常重要的应用。
它不仅可以简化复杂的电路网络,也可以帮助我们理解和分析电路中的电压分布、电流分布、功率损耗等问题。
戴维南定理 实验报告
戴维南定理实验报告引言:戴维南定理是图论中的一个重要定理,由西方数学家戴维南于1957年提出。
该定理在解决一个具有实际应用背景的问题中起到了关键作用。
本篇实验报告将介绍戴维南定理的概念、证明思路以及在实验中的应用。
一、戴维南定理的概念戴维南定理是图论中用于解决带权有向图的最短路径问题的一个重要工具。
它可以简洁地表达为:“对于任意给定的带权有向图,从其中选出若干个点形成一个子图,使得子图中每个点的出度与入度的差的绝对值不超过1,那么可以将该子图形成一个环,使得该环上的权值之和最小。
”二、戴维南定理的证明思路为了证明戴维南定理,我们需要运用图论中的一些基本概念和定理。
首先,我们引入欧拉回路的概念,即通过图中每条边恰好一次的路径。
戴维南定理可以看作是欧拉回路在带权有向图中的推广。
然后,我们运用了图的连通性和奇点的概念。
对于一个图来说,如果从任意一个点出发,能够到达图中的任意其他点,则称该图是强连通图;如果一个节点的出度与入度差为奇数,则称该节点为奇点。
通过配对奇点的方式,我们可以用边连结奇点,形成一个或多个轮流经过奇点的环,其中每个环的权值之和都是最小的。
最后,为了得到最小权值环,我们需要运用贪心算法。
在算法的每一步,我们都选择当前权值最小的边,然后将其插入子图中,同时更新子图的点的入度与出度。
通过这一过程,我们逐步地构建出了最小权值的环。
三、戴维南定理在实验中的应用戴维南定理在实际应用中有许多重要的应用。
其中一个典型的例子是交通路径规划。
假设我们有一个带有道路权值的城市地图,每条道路都有一个权值代表通行的时间或距离。
如果我们需要找到从一个地点到另一个地点最短的路径,戴维南定理可以帮助我们通过确定子图和环的方式来计算最短路径,并且保证我们的路径是合理的和最优化的。
此外,戴维南定理还可以应用于网络通信中的数据传输。
在网络通信中,我们需要找到从源节点到目标节点的最短路径,以保证数据的快速传输。
戴维南定理可以帮助我们在带有成本或带宽限制的网络中找到最优解,并优化数据传输的效率。
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戴维南定理的一个典型应用
摘要:戴维南定理是求解复杂电路的一种方法,尤其是计算某一条支路的电流或电压,有它独到的优势,本文将介绍戴维南定理在模拟电子线路中,精确计算静态工作点的方法。
关键词:利用戴维南定理;计算静态工作点
中图分类号:tn70 文献标识码:a 文章编号:1674-7712 (2013)06-0023-01
戴维南定理是求解复杂电路的方法之一,尤其是计算机某一支路的电流或电压时就显得格外的方便和容易掌握。
但是,在实践中往往苦于找不到应用。
就显得非常的理论化。
学生们也经常认为这仅仅是一种理论上的知识,而没有觉得它确实能比较精确地求解电子电路中的实际问题。
本文将结合一个具体的共发射极放大器,给出一个十分准确地、应用戴维南定理计算静态工作点的好方法。
一、戴维南定理简介
如果仅仅求r中的电流i,就可以应用戴维南定理来求解。
具体步骤是:
(一)切一刀。
戴维南定理又叫二端网路定理。
用一个简单的电压源,即用一个电动势及其内阻组成的实际电压源,来等效一个复杂的二端网络。
因此在应用戴维南定理解题时,必须想办法制造出来一个二端网络。
而“切一刀”正是制作一个二端网络的好方法。
问题在于,“切”在哪里。
一般的原则是:将被求支路与其它部分分开的地方。
就是下“刀”的地方。
如图中“x”的地方,并重新
得到二个分图,如图(2)a、b所示。
(二)利用图2a求等效电压源的电压降(或电动势)即图中的uab。
有:uab=(u2-u1/r1+r)×r1+u1(注意它的方向)
(三)利用图2a求等效电压源内阻即图中的rab。
(二端网路内的电压源短路,保留其串联内阻;电流源开路,保留其并联内阻。
)有:rab=r1//r2=(r1×r2)/(r1+r2)
(四)得等效电压源,如图3。
(五)将被求支路与等效电压源组成一个新的电路,计算出i。
如图4:
i=uab/(rab+r)
该电流方向与图中所标明的方向一致。
二、计算图示电路的静态工作点
图5是模拟电子电路中经常用到的一个共发射极电路,它的全称是:分压式电流负反馈偏置稳定电路。
这里我们不对它做全面分析,只想就如何使用戴维南定理计算q点(即ibq、icq、vceq)做一下讲解。
计算q点的关键是,只要把ibq求出来,其余的几个物理量也就易如反掌了。
显然,三极管的基极是个节点,要想准确地计算出ibq,必须利用求解复杂电路的方法。
(可以用近似估算法计算q点,不在本文讨论范围之内)
如何使用戴维南定理来计算q点呢?仿照前面给出的方法,请看
下面的具体步骤(为分析方便仅画出直流通路部分)。
(一)切一刀。
为了求基极电流ibq,可以在“基极”和“地”之间切出一个二端网路来,即图6中画x的地方,为了看的清楚改变一下画法,得图7。
7
(二)结合图7求等效电压,即ub。
得ub=r2/(r1+r2)×ucc (三)利用图7求等效电阻,即rb。
得rb=r1//r2
(四)这样在基极电路中,就得到了一个等效电压源,再把这个等效电源与基极回路相连,得图8。
(五)利用图8计算ibq。
有ibq=(ub-ube)/rb+(1+?)·r3
限于篇幅计算icq、vceq略去。
三、例题
图5电路中,若ucc=12v,r1=250k,r2=50k,ube=0.7v,?=50,r3=100ω,求ibq。
解:根据前面给出的步骤,结合图9可以直接计算
有rb=r1//r2=250//50=41.7kub=50*12/250+50=2v 则ibq=
(ub-ube)/rb+(1+?)r3
=(2-0.7)/(41.7+5.1)≈0.28ma
在实际应用中,可以直接使用上面的公式,没有必要再使用戴维南定理从头推导一遍。
但是,要知道这些公式就是使用戴维南定理求出来的。
参考文献:
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[2]曾令琴.电路分析基础(第2版)[m].北京:人民邮电出版社.
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