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圖15-3示出無源二端網絡和有源二端網絡的化簡。我們可以看到,有源二端網絡和無源二端網絡所化簡的電路,區別也是在于是否含有電源。根據戴維南定理可以把有源二端網絡化簡為帶內阻的電壓源,諾頓定理可以把有源二端網絡化簡為帶內阻的電流源。我們以一個例子來推理一下有源二端網絡的等效替換過程,如下圖15-4所示。
對于無源二端網絡(僅含線性電阻),根據線性電路的性質,我們可以通過利用電阻的串并聯和星形-三角形連接的等效變換簡化為一個電阻,即等效電阻。對于一個既含線性電阻又含獨立電源的有源二端網絡,又該如何化簡呢?或者說它的等效電路是什么?戴維南定理和諾頓定理可以回答這個問題。
戴維南定理,又稱戴維寧定理,它表示:任何一個有源二端線性網絡,都可以用一個理想電壓源和電阻串聯的組合來等效代替。
諾頓定理:任何一個有源二端線性網絡,都可以用一個理想電流源和電阻并聯的組合來等效代替。
基于戴維南定理和諾頓定理在電路分析中的解決方法大同小異,曹老師僅對戴維南定理進行展開講解,所以諾頓定理我也就不作詳解,大家感興趣的可以私下自行學習。
在這里我要對曹老師的課程內容進行補充說明一下,所謂電源其實指的是獨立電源,獨立電源是區別于下次要學的受控電源。理想情況下,獨立電源兩端的電壓或電流是恒定的,如干電池、發電機等;而受控源兩端的電壓或電流是可變的,如模擬電路中的放大電路等。另外,二端網絡也叫一端口網絡,所以無源二端網絡也可以稱為無源一端口網絡,有源二端網絡也可以稱為含源一端口網絡。如下圖15-2所示,一端口網絡只有一個端口a-b,以供與外電路連接,而二端口網絡有兩個端口1-1’和a-b,四個接線端。
我們上次學習的是疊加原理、即疊加定理的相關知識,簡而言之就是對電路中的各個獨立電源進行分開處理,然后再對各個分電路進行電壓、電流的疊加。而這次我們接著學習的是戴維南定理,說白了就是電路的等效變換。
提到電路的等效變換,大家會不會聯想起什么呢?其實我們在之前就已經學過電路變換的相關知識,那就是電壓源與電流源的等效變換及星形-三角形連接電阻的等效變換,顯然,現在又多了一個戴維南定理。那么,我們開始進入這次的學習分享吧。
對于《電工基礎》,如果能持續學習的,我想到目前為止也必定是累積了不少的知識,特別是電路分析的相關知識,例如支路電流法、網孔電流法、節點電壓法和疊加定理等,這些也是課程的難點所在,想要熟練掌握就離不開練習。
不管是什么方法,萬變不離其宗,其實它們都是在遵循基爾霍夫定律的基礎上演變推理得來的。甚至你們有自己的一套電路分析方法,也不妨讓大家相互學習一下。
磁場媒質的磁導率越大,材料的導磁能力就越好,所以磁感線大多數沿鐵磁物質流通,只有少部分沿非鐵磁物質散播。這就像導電體和非導電體之間,但是導電體和非導電體的導電率之比,數量級可達1016之大,所以電流一般沿著導體流通。
磁場中各點磁感應強度的大小與媒質的性質有關,因此使磁場的計算顯得比較復雜。為了簡化計算,便引入磁場強度這一物理量,它與周圍介質無關。磁場強度用符號H表示,單位是A/m(安/米),它也是一個矢量。
磁導率是一個用來表示磁場媒質磁性的物理量,也就是用來衡量物質導磁能力的物理量,用符號μ表示,單位是H/m(亨/米),其值由煤質的性質所決定。其中H(亨利)是電感的單位,大家可不要忘了哦。
真空中的磁導率是一個常數,用μ0表示,即μ0=4π×10-7H/m。其它任一煤質的磁導率與真空的磁導率的比值稱為相對磁導率,用μr表示,即μr=μμ0。
不同材料的相對磁導率μr相差很大。非鐵磁材料如空氣、木材、玻璃、銅、鋁和絕緣材料等,它們的磁導率可認為等于真空磁導率μ0。而鐵磁材料如鐵、鎳、鈷及其合金、硅鋼片等的磁導率比非鐵磁材料的要高102~106倍。
通過磁場中某一面積的磁感應線數稱為通過該面積的磁通量,簡稱磁通,符號為φ,單位是Wb(韋伯),它是一個標量。磁通還有另外一個單位“麥克斯韋(Mx)",1Wb=108Mx。從圖17-4中我們不難推出,當平面S與磁感線平行時,此時平面S的磁通量為零。
在前文有提到,磁感線是閉合的,那么,對于封閉面來說,進入該閉合面的磁感應線一定等于穿出該閉合面的磁感應線,所以對于封閉面而言,其通過的磁通量為零。這其實就是磁場的高斯定理,細講起來較為復雜,在此就不多作講解。西門子PLC CPU ET200模塊西門子PLC CPU ET200模塊