如圖,求a、b端之戴維寧電壓為何?


正確答案。開路時3Ω無電流。設底部節點為參考(0V)。左節點:左側2A↑流入,2Ω接地,KCL得V_L=2A×2Ω=4V。右節點:右側2A↓流出(從節點流出),1Ω接地,KCL得2A從右節點流出至地,故V_R=2A×1Ω=2V(但右側電流源方向向下表示從上往下,即從右節點抽走2A),V_R=−2A×1Ω待確認方向。依圖:右電流源箭頭向下,表電流從右節點流向底部,1Ω也接底部,KCL右節點:流入=流出,無其他電流(3Ω開路),所以右節點電位:右電流源提供2A向下,流經1Ω到地,V_R=−1×(−2)=+2V(電流源將電流從底部抽到右節點?)。重新確認:右電流源向下箭頭表電流方向向下,即電流從節點流向底部=電流從右節點抽走,1Ω同樣連右節點到底,合計2A離開右節點,無電流進入(3Ω開路),矛盾。故右電流源向下表示電流從底部流向右節點(被動符號),V_R由1Ω決定:2A流過1Ω(向上),V_R=+2A×1Ω=2V。左節點:2A↑流入,2Ω接地,V_L=4V。Vab=V_a−V_b=V_L−V_R=4−2=2V… 重新用疊加:兩電流源方向再確認。左2A↑(從底部流向左節點),右2A↓(從右節點流向底部)。左節點KCL(開路):2A進=V_L/2Ω,V_L=4V。右節點KCL(開路):2A出=V_R/1Ω,V_R=2V。Vab=V_a−V_b。a端在左節點上方(開路),b端在右節點上方(開路)。a點即左節點=4V,b點即右節點=2V,但3Ω連接兩節點(開路時無電流)。Vab=4−2=2V?但正解為C(3V),需重新審視電路拓樸。圖中3Ω水平連接左右兩中間節點,a端子從左節點引出(上方),b端子從右節點引出(上方)。重算:V_a=V_左節點,V_b=V_右節點。開路下3Ω仍連接兩節點,不是斷路!a-b開路指a、b兩個外部端子開路,但3Ω是電路內部元件仍連通。KCL左節點:2A(進)=V_L/2Ω+(V_L−V_R)/3Ω;KCL右節點:(V_L−V_R)/3Ω=V_R/1Ω+2A(2A向下離開)。設方程:2=V_L/2+(V_L−V_R)/3 …(1);(V_L−V_R)/3=V_R/1+2 …(2)。由(2):(V_L−V_R)/3−V_R=2,V_L/3−V_R/3−V_R=2,V_L/3−4V_R/3=2,V_L−4V_R=6 …(2')。由(1):2=3V_L/6+2(V_L−V_R)/6=(3V_L+2V_L−2V_R)/6=(5V_L−2V_R)/6,12=5V_L−2V_R …(1')。解聯立:(2')V_L=6+4V_R代入(1'):12=5(6+4V_R)−2V_R=30+20V_R−2V_R=30+18V_R,−18=18V_R,V_R=−1V。V_L=6+4(−1)=2V。Vab=V_a−V_b=V_L−V_R=2−(−1)=3V。✓正解C=3V。
