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西门子CPU模块6ES7315-6TH13-0AB0

产品简介:西门子CPU模块6ES7315-6TH13-0AB0
在电路的求解过程中, 如果不要求计算全部支路的电压、电流,而只计算某支路的 电压、电流或功率时,应用回路(网孔)电流法和结点电压法列写方程进行求解将十分繁琐,而采用一端口网络定理即戴维南/诺顿定理求解则较简便。
  戴维南定理指出:任何线性含源一端口网络对于外部性能来说,可以用一个电压源等效代替。其电压源的电压等于原一端口网络的开路电压Uoc,

更新时间:2022-12-13
浏览次数:329
厂商性质:代理商
详情介绍
品牌Siemens/西门子应用领域化工,电子,电气
产地德国品牌西门子

西门子CPU模块6ES7315-6TH13-0AB0

在电路的求解过程中, 如果不要求计算全部支路的电压、电流,而只计算某支路的 电压、电流或功率时,应用回路(网孔)电流法和结点电压法列写方程进行求解将十分繁琐,而采用一端口网络定理即戴维南/诺顿定理求解则较简便。
  戴维南定理指出:任何线性含源一端口网络对于外部性能来说,可以用一个电压源等效代替。其电压源的电压等于原一端口网络的开路电压Uoc,其内阻等于原一端口网络变为无源一端口网络后的入端电阻Req。应用戴维南定理的关键是求开路电压和入端电阻。
  诺顿定理指出:任何线性含源一端口网络对于外部性能来说,可以用一个电流源等效代替。电流源的电流等于原一端口网络的短路电流Isc,其内电导Geq(或电阻Req)等于原一端口网络变为无源一端口网络后的入端电导Geq(或电阻Req)。应用诺顿定理的关键是求短路电流Isc和入端电导Geq。

1、戴维南定理

  图1.14(a)中,电路结构和参数已给定,应用戴维南定理求电流I=?(图中电阻的单位为欧姆)。

  分析:应用戴维南定理的关键是求出a,b两端的开路电压Uoc和入端电阻ReqUoc等于ab两端将负载开路后的电压;Req等于将ab左边的含源二端网络变为无源二端网络时的入端电阻。 求开路电压的等效电路如图(b)所示,方法不限。本题用结点电压法。入端电阻的等效电路如(c)所示;利用图(d)求出待求量。

 方程式及结果如下:
 将负载开路,如(b)。(b)中求ab两端的开路电压Uoc:
 [(1/R1)+(1/R2)]Uoc=(Us1/R1)+I代入数据, 解得 Uoc=32V
 为求入端电阻,在(b)中,将独立源置零,(c)。ab两端的入端电阻: Req=4+5//20=8Ω
 则
戴维南等效电路如图(d)。电流 I=32/(8+2)=3.2A 
 

2、诺顿定理

  图1.15(a)中,电路结构和参数已给定,用诺顿定理求电流I=?(图中电阻的单位为欧姆)。

  分析:应用诺顿定理的关键是求出a,b两端的短路电流Isc和入端电阻Req(或电导Geq),Isc等于ab两端将负载短路时的电流如图(b)所示;Req(或电导Geq)等于将ab左边的含源二端网络变为无源二端网络时的入端电阻(或电导), 其等效电路如 (c)所示;最后利用图(d)求得待求量。

 方程式及结果如下:

  将负载短路如(b)。在(b)中求短路电流Isc,采用结点电压法:
 Unc=[(25/5)+3]/[(1/5)+(1/20)+(1/4)]=16V
 代入数据,解得Isc=16/4=4A
 为求入端电阻,在(b)中,将独立源置零,(c)。ab两端的入端电阻: Req=4+5//20=8Ω
 则诺顿等效电路
如图(d)。电流 I=4*[8/(8+2)]=3.2A

3、含有受控源的戴维南定理

  图1.16(a)中,电路结构和参数已给定,求:电流I=?(电阻的单位为欧姆)。

  分析:该电路中含有CCCS,为了求开路电压Uoc,仍须将ab支路断开如图(b)所示,用任意方法求开路电压,根据电路特点用结点电压法。当电路中有受控源时求入端电阻的方法与无受控源时不太一样。有两种方法可采用,一是除独立源后,加压求电流,入端电阻Req=u/i,如(c)所示可用任意方法求出u/i本题采用基尔霍夫定律。最后利用图(d)求出待求量

 方程式及结果如下:

  将负载开路,如(b)在(b)中用结点电压法求开路电压Uoc,方程如下: 
 [(1/7)+(1/15)]Un=2I0+(8/7) 
 (5+10)I0=Un  代入数据,解得 UOC=(10/15)Un=10V
 为求入端电阻,在(b)中,将独立源置零,在a,b间加电压u,如(c)。方程如下:
 U=10I0
 U=5(i-I0)+7(i-I0+2I0代入数据,联立解得 Req=U/i=8Ω
 则
戴维南等效电路如图(d)。 =(Uoc-US2)/(Req+R4)]=0.5A

4、戴维南定理综合题目

  图1.17(a)中,参数已给定,求R中的电流I=?

  分析:该电路中含有CCCS,解题思路与上一题类似,为了求开路电压Uoc仍须将ab支路断开如图(b)所示,用任意方法求开路电压。本题用网孔电流法,网孔电流如(b)红线所示。在含有受控源的电路中,求入端电阻除了采用除独立源加压求电流外,还可以用开路电压除以短路电流,即Req=Uoc/ISC求入端电阻首先将负载短路(c),其中短路电流ISC,可用任意方法求短路电流ISC。最后得到戴维南等效电路(d),即可求I。

 方程式及结果如下:

   将负载开路,如(b)。求开路电压Uoc可直接利用KCL:I2=I1+0.75I1=1.75I1
在左边的网孔中:5000I1+20000I2=40 代入数据,解得 UOC=20000I2=35V
在(c)中将负载短路,求短路电流ISC:I1=40/5k=8mA 则ISC=I1+0.75I1=14mA
 Req=UOC/ISC=2.5KΩ
 图(d)中 I=35/(2.5+1)*1000=10mA

5、最大功率传输定理

  图1.18(a)电路中,求R为何值时,负载 R 可获得最大功率,并求出Pmax。(图中未标电阻的单位为欧姆)。

  分析:根据最大功率的传输定理,当负载电阻等于电压源的内阻时,负载可获得最大有功功率。因此本题的关键是求出该电路的戴维南等效电路。即Uoc如图(b)Req如图(c)所示。具体计算过程和以上题目类似,计算过程中用到电阻的三角形与星形之间的转换。

 方程式及结果如下:

 首先将三个Ω电阻等效转换成Y型连接RY=1Ω, 网孔电流 I=8/4=2A
 则:Uoc=2I=4V
 在(c)中求ab两端的入端电阻:Req=1+2//2=2欧,
 因此根据最大功率传输定理:当R=2Ω时R可获得最大有功功率

西门子CPU模块6ES7315-6TH13-0AB0

有源二端电路N的伏安特性测试

电路如图所示,A、B端左侧的电路是一给定的有源二端电路N,其伏安特性的测量同实验一(通过改变负载测得)。数据填入表1中。注意:接线应该‘先串后并’,且接线或换接电路时均不能带电操作。

在表1中,当 时,电压表所测数据就是有源二端电路N的开路电压,记为,当时,电流表所测数据就是有源二端电路N的短路电流,记为,根据这两个数据可计算出 ()。

表1    计算: 

500

400

300

200

100

0

(V)







(mA)







 

     

(2)戴等效电路的伏安特性测试

电路如图2-3所示,A、B端左侧的电路是图2-2电路N的戴等效电路,根据戴定理,所以将图2-3中的调节成表1中所测的的大小,将调节成的大小,测量出等效电路的伏安特性,数据填入表2中。

表2     

500

400

300

200

100

0

(V)







(mA)







 

 

比较上面测得的图2-2和图2-3两个二端电路的伏安特性,根据它们是否在误差范围内相同,从而得出戴定理是否成立的结论。

2.  叠加定理的验证

电压源和电流源共同作用的电路如图2-4所示。测出电压表和电流表的读数记录在表2-3中。然后将电流源拆除,断开原连接处,测量单独作用时,电压表和电流表的读数,记录在表2-3中。最后将电压源拆除,短接原连接处,重新接上电流源,测量单独作用时,电压表和电流表的读数,记录在表2-3中。

 

 

 

表2-3


(mA)

(V)

1、共同作用时



2、单独作用时



3、单独作用时



计算代数和



 

若时间允许,同学们也可以自己设计电路测试戴定理,叠加定理的正确性。

注意:由于要测二端电路N的开路电压和短路电流,所以,所设计的二端电路N必须能允许开路、短路的情况发生。且要求先理论计算,再实际测量


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