电路等效变换中应注意的问题

唐义思

摘 要：在电路分析中，经常要求解某支路或某个元件上的电压或电流，但是电路的结构和形式又变化多端，要直接求解某些电量的值是很困难的，因此，在电路分析中，对电路做适当的等效变换是最有效的方法。要想保证变换的正确性，就必须对各种等效变换方法有一个正确的理解，了解他们的适用条件、适用范围以及使用方法，本文将对电路等效变换中的一些常见问题做简单的归纳和探讨。

关键词：电路 等效变换 适用条件 电源 戴维宁定理

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（a）-0032-02

在电路中，电路形式千差万别、变化多端，因此，在进行具体的电路分析特别是要求解某些电量时，对电路进行适当的等效变换是完全必要的。由于等效变换的方法多种多样，而各种方法的适用条件和范围又不尽完全相同，因此，就必须对各种变换的基本原理有一个正确的理解。本文将对电路分析中的几种常用等效变换方法做一些基本的阐述，并对容易发生错误的地方做必要的讨论。

1 电源的等效变换

1.1 实际的独立电压源与电流源的相互变换

1.1.1 变换原理

理想的电压源没有内阻，理想的电流源可以认为内电阻无穷大，而实际的电压源可以看成理想的电压源与一个电阻的串联，实际的电流源可以看成理想的电流源与一个电阻的并联（理想电流源的这个并联电阻为无穷大，这个并联电阻可以看成开路），有一定内电阻的独立电压源与电流源的等效变换如图1所示。

从图1可以看出，电压源与电阻的串联可以等效为电流源与电阻的并联。

1.1.2 应注意的问题

电压源与电流源的等效变换只能够对实际的电压源与电流源，对理想的电压源与电流源是不能做这种变换的，在电路中，如果理想的电压源有一个电阻与之串联或者理想的电流源有一个电阻与并联，这时可以把理想的电压源和与之串联的电阻看成一个实际的电压源，把理想电流源和与之并联的电阻看成一个实际的电流源，在这种情况下就可以进行等效变换。另外与电流源串联的电压源无效，不参与等效，与电压源并联的电阻无效，不参与等效。

1.2 受控电压源与电流源的等效变换

1.2.1 变换原理

受控电压源与受控电流源的变换类似，受控电压源与电阻的串联可以等效为受控电流源与电阻的并联。

1.2.2 应注意的问题

在电路等效变换的过程中，受控电压源的控制量为零时相当于短路；受控电流源控制量为零时相当于开路。当控制量不为零时，受控源的处理与独立源无原则上区别，只是要注意在对电路化简的过程中不能随意把含有控制量的支路消除掉。

2 戴维宁定理的使用

2.1 戴维宁定理的变换方法

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，如图2所示，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置零值时所得單口网络N0的等效电阻。

2.2 应注意的问题

使用戴维宁定理对一个单口网络进行等效变换，必须要注意网络内部要有独立电源，电路必须线性电路，这是一个最基本的原则。下面着重来看一下对网络的等效电阻进行求解时应注意的方面。

2.2.1 单口网络内部无受控源

如果单口网络内部没有受控源，这时可以把内部独立电源置零，即电压源看成短路，电流源看成开路，然后从端口处从外往内看，利用最基本的电阻串并联关系就可以求出等效电阻，如图3所示，但一定要注意这种情况只对端口内部没有受控源时才能使用。

2.2.2 单口网络内部含有受控源

如果单口网络内部含有受控源，此时有两种方法求内部等效电阻，一是开路短路法，即在求得单口网络N两端子间开路电压uoc后，再将两端子短路，并求出端子短路电流isc，则等效电阻为R0=uoc/isc 。另外一种方法是外加电源法，对于这种方法，可以根据两端网络内部的电路连接形式，选择外加电压源或外加电流源。不管是用开路短路法还是外加电源法求等效电阻，必须注意的一点是受控源均应保留，控制量所在支路不能变动。

3 结语

本文主要介绍了电源的等效变换以及利用戴维宁定理时求等效电阻应注意的一些问题，对于电源的等效变换主要应知道它是征对实际电源，如果是受控电源还应注意控制量为零时的处理方法，对于戴维宁定理，在求等效电阻时应主要注意含有受控源时的处理方法。

参考文献

[1] 张永瑞.电路分析基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010.

[2] 胡翔骏.电路分析[M].北京：高等教育出版社，2007.

[3] 秦曾煌.电工学简明教程[M].北京：高等教育出版社，2007.endprint