等效变换法在电路分析中的应用

吴造林 唐超礼 洪炎 范群芳

摘 要：等效变换法是对直流电路进行分析计算常用的一种方法。所谓等效变换就是若两电路端口的伏安特性相同，则他们相互之间是等效的，可以进行等效变换。等效变换的目的就是要简化电路。等效变换法在电工学中主要在线性电阻电路、多电源的情况下及复杂的有源二段网络电路中有重要的应用。

关键词：等效变换法;电路分析;应用

对直流电路进行分析计算时，可以把电路中的某一部分用一个较为简单的电路替代，以达到简化电路的目的，这就是等效变换。若两电路端口的伏安特性相同，则他们相互之间是等效的，可以等效变换。那么可以进行等效变换的“某一部分”电路，可以是简单的电阻电路，可以是实际电源的两种模型，还可以是复杂的的有源二段网络。

1 线性电阻電路中的等效电阻

在电工学中最简单电路就是线性电阻电路，所谓线性电阻电路就是电路模型主要由直流电源和多个线性电阻构成的电路。对于线性电阻电路的分析实际上就是分析其电阻的连接方式，可以采用等效变换法，先求等效电阻，简化电路模型。根据新的电路模型求总的电压和电流。再根据分压、分流公式求分电压分电流。

下面我就通过举例来说明等效变换法在线性电阻电路中的应用。

3.1 等效电源的电动势的求法

将复杂的电路的待求支路断开剩余部分就是是一个有源二端网络，这是一个开口电路，求其两端的开路电压即为等效电源的电动势。

如图5所示电路，就是断开待求支路R5，得到的就是复杂的有源二端网络如图6。根据图6的电路，可得：UOC=2V。

3.2 等效电源的内阻求法

将图6有源二端网络电路中所有独立电源均置零后的得到的就是一个无源二端网络。其无源二端网络就是含有线性电阻和受控源器件的电路，求其等效电阻或输入电阻就是等效电源的内阻。

4 结论

线性电阻电路的分析和电源两种模型之间的等效变换及戴维宁定理的应用是电工学中电路分析方法中三部分内容，而其实质都是等效变换法的具体应用而已。等效变换法给我们在分析和计算电路时带来了简便。

参考文献：

[1]黄友锐.电工学[M].合肥：合肥工业出版社，2007.

[2]王桂琴.电工电子技术[M].北京：机械工业出版社（第2版）.

[3]邱关源.罗先觉，修订.电路[M].高等教育出版社，2006（第5版）.

基金资助：安徽省教学研究项目（2018jyxm0203）;安徽理工大学校级重点教研项目：通信电子类本科双语教学课程建设及教学改革研究;安徽省智慧课堂试点项目（2017zhkt180）;教育部产学合作协同育人项目（201801311024）;安徽理工大学校级一般教研项目：面向行业的“三合一”应用型通信人才创新实践能力培养模式研究