专题八 戴维宁定理与电源等效变换（讲义） 四川省对口招生《电工技术基础与技能》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据《四川省普通高校招生职业技能考试大纲·电子信息类（2023年版）》及高等教育出版社《电工技术基础与技能》（第4版）编写，围绕“考点解读—思维导图—知识梳理—背诵—常考题—高考模拟—课堂练习—课堂小结”组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 四川省电子信息类 《电工技术基础与技能》考纲讲练测 专题八 戴维宁定理与电源等效变换 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解二端网络与有源二端网络。 理解戴维宁定理，分析两个网孔的直流电路。 理解两种实际电源模型之间的等效变换。 二、微目标拆解 能区分无源二端网络与含源二端网络，并识别开路电压和输入电阻。 能说出戴维宁定理的内容，正确确定等效电动势和等效内阻。 能按断开待求支路、求开路电压、求等效电阻、接回负载的步骤计算支路电流。 能区分理想与实际电压源、电流源，并完成两种实际电源模型的等效变换。 三、考情提示 概念题常考二端网络分类、开路电压、输入电阻及戴维宁等效的适用范围。 计算题重点考查等效电动势和等效内阻的求取，以及负载电流计算。 电源模型题常结合电路图考查理想电源特性、实际电源结构和电源置零规则。 等效变换题重点考查、及电流源箭头与电压源极性的对应关系。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 二端网络及其端口量 【知识再现】具有两个引出端与外电路相连的网络称为二端网络。内部不含电源的是无源二端网络，内部含有电源的是含源二端网络。 【讲解】无源二端网络可以等效为从两个端点看进去的输入电阻。含源二端网络两端开路时的端口电压称为开路电压，通常记作。分析时应先明确端口a、b及电压参考极性，再区分网络内部与端口外部负载。 【易错提醒】二端网络只有两个对外端口，不等于内部只有两个元件；开路电压是负载断开时的端口电压，不是任意工作状态下的端电压。 1. 内部含有独立电源，并通过a、b两个端点与外电路相连的网络称为（ ）。 A. 无源二端网络 B. 含源二端网络 C. 开路 D. 短路 【答案】B 【解析】内部含有电源的二端网络称为含源二端网络。 2. 含源二端网络的负载断开后，a、b两端测得的电压称为________。 【答案】开路电压 【解析】端口开路时的端电压就是该网络的开路电压。 知识点2 戴维宁定理 【知识再现】对外电路而言，一个含源二端线性网络可等效为一个理想电压源与一个电阻串联的电源模型，其中，为网络内部独立电源置零后从端口看入的等效电阻。 【讲解】戴维宁等效保持端口电压与端口电流关系不变。求时，理想电压源置零后用短路线代替，理想电流源置零后用开路代替，再从端口向网络内部求等效电阻。等效电动势的方向必须与所取开路电压的正方向一致。 图8-1 戴维宁等效电路与负载 【易错提醒】戴维宁等效只保证端口外部的电压、电流关系不变，不能用等效电路推断原网络内部任一元件的电压、电流或功率。 3. 戴维宁等效电源的电动势等于原含源二端网络的（ ）。 A. 短路电流 B. 开路电压 C. 输入电阻 D. 负载功率 【答案】B 【解析】戴维宁定理规定。 4. 求戴维宁等效内阻时，独立理想电压源应作________处理。 【答案】短路 【解析】理想电压源置零后端电压为零，相当于用短路线代替。 知识点3 戴维宁等效的计算步骤 【知识再现】用戴维宁定理求某支路电流时，依次断开待求支路、求端口开路电压、求端口等效电阻、画出等效电路并接回负载。 【讲解】若等效电源为、等效内阻为，负载为，则负载电流为。例如，12V理想电压源经与串联，端口取在两端，则；电压源置零后。接入后，。 【易错提醒】求时负载必须断开；求时应先把网络内部独立电源置零，不能把负载电阻计入。 5. 某含源二端网络的、，接入后，负载电流为（ ）。 A. 1A B. 2A C. 3A D. 5A 【答案】B 【解析】。 6. 某电阻分压网络由12V理想电压源与两个电阻串联组成，输出端取在其中一个电阻两端。该网络的戴维宁等效电阻为________。 【答案】 【解析】电压源置零后，两个电阻并联，。 知识点4 电压源与电流源模型 【知识再现】实际电压源可用理想电压源与内阻串联表示；实际电流源可用理想电流源与内阻并联表示。 【讲解】理想电压源的端电压恒定，输出电流由外电路决定，其内阻为零。理想电流源的输出电流恒定，端电压由外电路决定，其内阻为无穷大。实际电源由于内阻有限，端口特性会随负载变化。 图8-2 理想电压源与实际电压源模型 图8-3 理想电流源模型 图8-4 实际电流源模型 【易错提醒】理想电压源的电流不是恒定值，理想电流源的端电压也不是恒定值；二者都由外接负载决定相应的另一端口量。 7. 观察图8-2，实际电压源由理想电压源与内阻（ ）组成。 图8-2 理想电压源与实际电压源模型 A. 串联 B. 并联 C. 先串后并 D. 开路 【答案】A 【解析】实际电压源模型是理想电压源与内阻串联。 8. 理想电流源的内阻可视为________。 【答案】无穷大 【解析】理想电流源输出电流不随负载变化，其内阻视为无穷大。 知识点5 两种实际电源模型的等效变换 【知识再现】实际电压源与实际电流源对外电路可以等效变换，内阻数值保持相等，即，并满足或。 【讲解】把实际电压源变换为实际电流源时，电流源箭头由原电压源负极指向正极；把实际电流源变换为实际电压源时，电流源箭头所指的一端为等效电压源正极。变换前后端口伏安关系不变，因此同一负载的电压和电流不变。 【易错提醒】等效变换只对外电路成立，电源内部不等效；理想电压源和理想电流源不能直接互换，内阻也不能在变换时由串联位置原样照搬到并联位置。 9. 一个、的实际电压源，等效电流源的电流为（ ）。 A. 2A B. 3A C. 4A D. 6A 【答案】C 【解析】。 10. 一个、的实际电流源，等效电压源的电动势为________。 【答案】 【解析】，等效内阻仍为。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 什么是二端网络？ 【答案】具有两个引出端与外电路相连的网络称为二端网络。 2. 什么是含源二端网络的开路电压？ 【答案】负载断开、端口开路时，含源二端网络两个端点之间的电压。 3. 戴维宁定理的基本内容是什么？ 【答案】对外电路而言，一个含源二端线性网络可等效为理想电压源与电阻串联，其中，为独立电源置零后从端口看入的等效电阻。 4. 求戴维宁等效内阻时，独立理想电压源和理想电流源分别怎样处理？ 【答案】理想电压源用短路线代替，理想电流源用开路代替。 5. 实际电压源和实际电流源分别由什么组成？ 【答案】实际电压源由理想电压源与内阻串联；实际电流源由理想电流源与内阻并联。 6. 两种实际电源模型等效变换时满足哪些关系？ 【答案】，，或；电流源箭头由电压源负极指向正极。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 下列关于戴维宁等效的说法正确的是（ ）。 A. 等效电动势等于短路电流 B. 等效内阻包含负载电阻 C. 只保证端口外部特性等效 D. 可确定原网络内部任一支路电流 【答案】C 【解析】戴维宁等效只对端口外部成立，，不包含负载。 2. 某含源二端网络开路电压为、等效内阻为，接入负载，负载电流为________。 【答案】 【解析】。 3. 求戴维宁等效电阻时，下列处理正确的是（ ）。 A. 电压源开路、电流源短路 B. 电压源短路、电流源开路 C. 所有电源均保留 D. 负载与网络一起化简 【答案】B 【解析】独立源置零时，理想电压源短路，理想电流源开路。 4. 实际电压源、变换为实际电流源，其参数为________。 【答案】、 【解析】，内阻数值不变。 5. 观察图8-4，实际电流源模型中理想电流源与内阻的连接方式是（ ）。 图8-4 实际电流源模型 A. 串联 B. 并联 C. 短路 D. 无连接 【答案】B 【解析】实际电流源模型由理想电流源与内阻并联组成。 6. 判断：理想电压源与理想电流源之间可以直接等效变换。（ ） 【答案】× 【解析】两种实际电源模型可以对外等效，理想电压源和理想电流源不能直接等效变换。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按四川省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 某电阻分压网络由18V理想电压源与、串联组成，输出端取在两端。其戴维宁等效电动势为（ ）。 A. 3V B. 6V C. 12V D. 18V 【答案】C 【解析】开路输出为分压电压，。 2. 承接上题，该网络的戴维宁等效内阻为________。 【答案】 【解析】电压源置零后，。 3. 承接前两题，接入后，负载电流为________。 【答案】 【解析】。 4. 一个实际电流源的、，等效电压源的参数为（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】，且。 5. 电压源正极位于端口a、负极位于端口b。变换为电流源后，电流源箭头方向应为（ ）。 A. 从a指向b B. 从b指向a C. 任意方向 D. 与负载电流一定相反 【答案】B 【解析】等效电流源箭头由原电压源负极b指向正极a。 6. 判断：用戴维宁等效电路计算出的负载电流与原网络中该负载电流相同。（ ） 【答案】√ 【解析】戴维宁等效保持端口伏安关系不变，因此相同负载的电流相同。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 内部不含电源的二端网络称为________二端网络。 【答案】无源 【解析】二端网络按内部是否含电源分为无源和含源两类。 2. 戴维宁等效电源的内阻为，接入负载后总电阻为（ ）。 A. 2Ω B. 4Ω C. 6Ω D. 10Ω 【答案】D 【解析】戴维宁等效电源的内阻与负载串联，总电阻为。 3. 某含源二端网络的、，接入后，负载电流为________。 【答案】 【解析】。 4. 观察图8-3，图中符号表示（ ）。 图8-3 理想电流源模型 A. 理想电压源 B. 实际电压源 C. 理想电流源 D. 实际电流源 【答案】C 【解析】圆圈内带箭头的符号表示理想电流源。 5. 实际电压源、等效为实际电流源时，为________。 【答案】 【解析】。 6. 判断：两种实际电源模型等效变换后，内阻的数值保持不变，但连接方式由串联变为并联或由并联变为串联。（ ） 【答案】√ 【解析】等效变换满足，但电压源模型为串联内阻，电流源模型为并联内阻。 [环节8 课堂小结] 复习建议：二端网络通过两个端点与外电路相连；内部不含电源的是无源二端网络，内部含电源的是含源二端网络。 戴维宁等效电源满足，为独立电源置零后从端口看入的等效电阻。 用戴维宁定理求负载电流时，按断开负载、求、求、接回负载四步进行。 实际电压源是理想电压源与内阻串联，实际电流源是理想电流源与内阻并联。 两种实际电源模型仅对外电路等效，满足、和。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $