戴维南等效电路实验原理

浙江大学电路原理实验课件

实验6直流电路的戴维南等效和诺顿等效

浙江大学电路原理实验课件

实验目的

1、验证戴维南定理和诺顿定理。

2、验证电压源与电流源相互进行等效转换的条件。

浙江大学电路原理实验课件

实验原理当只要求对电路某一部分进行计算时，可将需计算部分独立出来，而把电路其余部分用一个简单的等效电源来代替，这就是等效电源定理。当等效电源用电压源形式表示时称为戴维南定理；当等效电源用电流源形式表示时，称为诺顿定理。

浙江大学电路原理实验课件

实验设备a. DG07多功能实验网络 b.可调直流电压源 c.可调直流电流源 d.直流电压表、直流电流表 e.万用表 f.精密可调电阻

浙江大学电路原理实验课件

浙江大学电路原理实验课件

实验任务改变可调电阻R,测量UAB和IR的关系曲线。

浙江大学电路原理实验课件

(1)调节负载电阻RL,测量外特性曲线UAB=f(IAB);

RL( ) UAB(V) IAB(mA)

0

20

50

100

300

500 1000 3000

∞

(2)测量无源一端口网络的入端电阻RAB。电压源短路，电流源开路，负载电阻RL开路，用伏安法或直接用万用表测量A、B两点间的电阻，即为该网络的入端电阻 RAB。

浙江大学电路原理实验课件

(3)记录AB端开路电压U0、短

9. 戴维宁等效电路的求解 及其应用

主要内容 戴维宁等效电路的求解方法 最大功率传输

戴维宁等效电路的求解先后求开路电压和等效电阻 开路电压即为开路时的端口电压 等效电阻为独立源置零的等效电阻 等效电阻有三种求解方法： 1. 观察法 2. 外加电源法 3. 短路电流法

开路电压的求解1 1

1V

2V 1A答案：1V

uoc

开路电压的求解

1

1 1

u 1V

2u

uoc

答案：1.25V

等效电阻的求解-观察法1 1

1V

2V 1A答案：1欧 答案：5/8欧

电阻皆为1欧，求戴维宁等 效电路的等效电阻

等效电阻的求解-外加电源法1 1 1

1

1 1

is us

u 1V

2u

u

2u

其实就是将独立源置零后通过外加电压源或电流 源，求其电压电流比值(非关联参考方向)

等效电阻的求解-短路电流法Req isc uoc

1

1 1

u 1V

2u isc

戴维宁等效电路的另一种求解方法一步法Req uoc i us

一步法就是

同时求出开路电压和等效电阻 方法： 外加电源(内部独立源保持不动),通过列 方程，得到电源电压和电流的关系式，观察 关系式可同时求出开路电压和等效电阻

戴维宁等效电路的求解-一步法

1

1 1

i us

u 1V

2u

最大功率传输Req uoc

9. 戴维宁等效电路的求解 及其应用

主要内容 戴维宁等效电路的求解方法 最大功率传输

戴维宁等效电路的求解先后求开路电压和等效电阻 开路电压即为开路时的端口电压 等效电阻为独立源置零的等效电阻 等效电阻有三种求解方法： 1. 观察法 2. 外加电源法 3. 短路电流法

开路电压的求解1 1

1V

2V 1A答案：1V

uoc

开路电压的求解

1

1 1

u 1V

2u

uoc

答案：1.25V

等效电阻的求解-观察法1 1

1V

2V 1A答案：1欧 答案：5/8欧

电阻皆为1欧，求戴维宁等 效电路的等效电阻

等效电阻的求解-外加电源法1 1 1

1

1 1

is us

u 1V

2u

u

2u

其实就是将独立源置零后通过外加电压源或电流 源，求其电压电流比值(非关联参考方向)

等效电阻的求解-短路电流法Req isc uoc

1

1 1

u 1V

2u isc

戴维宁等效电路的另一种求解方法一步法Req uoc i us

一步法就是

同时求出开路电压和等效电阻 方法： 外加电源(内部独立源保持不动),通过列 方程，得到电源电压和电流的关系式，观察 关系式可同时求出开路电压和等效电阻

戴维宁等效电路的求解-一步法

1

1 1

i us

u 1V

2u

最大功率传输Req uoc

实验一、叠加原理和戴维南定理

实验预习：

一、实验目的

1、 牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。 2、 验证戴维南定理。

3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。

二、实验原理 叠加原理：

在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。

为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I?和E2单独作用在该支路中所产生的电流I?之和，即I= I?+ I?。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。

+–E1I ++ I?I??–E2E1 –+– E2

图1-2-1 叠加原理图

(a) (b)

图1-2-2 戴维南定理图

戴维南定理：

一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E等于网络的开路电压UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri 。

图1-2-2

实验一、叠加原理和戴维南定理

实验预习：

一、实验目的

1、 牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。 2、 验证戴维南定理。

3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。

二、实验原理 叠加原理：

在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。

为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I?和E2单独作用在该支路中所产生的电流I?之和，即I= I?+ I?。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。

+–E1I ++ I?I??–E2E1 –+– E2

图1-2-1 叠加原理图

(a) (b)

图1-2-2 戴维南定理图

戴维南定理：

一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E等于网络的开路电压UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri 。

图1-2-2

电路的等效变化

高中生在处理较复杂的混联电路问题时，常常因不会画等效电路图，难以求出等效电阻而直接影响解题。为此，向同学们介绍一种画等效电路图的方法《快速三步法》。 快速三步法画等效电路图的步骤为：

⑴ 标出等势点。依次找出各个等势点，并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。 ⑵ 捏合等势点画草图。即把几个电势相同的等势点拉到一起，合为一点，然后假想提起该点“抖动”一下，以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。

⑶ 整理电路图。要注意等势点、电阻序号与原图一一对应，整理后的等效电路图力求规范，以便计算。

例1、图1所示电路中，R1=R2=R3=3Ω， R4=R5=R6=6Ω，求M、N两点间的电阻。

解：该题是一种典型的混联电路，虽然看上去对称、简单，但直接看是很难认识各个电阻间的联接关系的，因此必须画出等效电路图。下面用快速三步法来解。 1. 在原电路图上标了等势点a、b、c。

2. 捏合等势点画草图。从高电势点M点开始，先把两个a点捏合到一起，理顺电阻，标出电流在a点“兵分三路”，分别经R1、R2、R3流向b点；再捏合三个b点，理顺电阻

实验一 戴维南定理

——有源二端网络等效参数的测定

一、实验目的

1、验证戴维南定理的正确性，加深对戴维南定理的理解。 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验仪器

三、实验原理

1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，对外电路而言，总可以用一个电压源和内阻串联来等效，此电压源的电动势EＳ等于这个有源二端网络的开路电压UＯＣ，其等效内阻RＯ等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

UＯＣ和 RＯ称为有源二端网络的等效参数。 2、有源二端网络等效参数的测量方法

①开路电压、短路电流法测等效电压与等效电阻

在有源二端网络输出端开路时 ,用电压表直接测其输出端的开路电压UＯＣ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流IＳＣ，则内阻为：

RＯ = UＯＣ / IＳＣ

测试电路如图2—1所示，开关S打开时测得开路电压UＯＣ，闭合时测得短路电流IＳＣ。

这种方法仅适用于等效电阻较大而短路电流不大（不超过电源电流的额定值）的情况。

图2—1 开路电压、短路电流法测等效

实验一、实验二 叠加原理和戴维南定理的验证

一、实验目的

1． 验证叠加原理和戴维南定理。 2． 学习通用电学实验台的使用方法。 3． 学习万用表、毫伏表、伏特表的使用方法。

二、实验仪器及元件

1．通用电学实验台 ZH—12型 1台 2．万用表 MF—47型 1快 3．直流伏特表 85C17（0—15V） 1块 4．直流毫伏表 85C17（0—50mA） 3块 5．开关 2个 6．电阻 若干

三、实验电路

图1—1 验证叠加原理电路

图1—2 验证戴维南定理电路

1

图1—3 戴维南等效

四、实验方法

1．叠加原理的验证

1．首先调整好直流稳压电源，用万用表直流电压档测出其输出值，使其两路电压输出分别为U1=10V，U2=12V。

2．按照实验电路图1—1接线，经过老师检查无误后，方可开始实验。 3．先将开关S1闭合，S2断开，并用短路线将cd短接，即只有电源U1单独作用，

实验一、实验二 叠加原理和戴维南定理的验证

一、实验目的

1． 验证叠加原理和戴维南定理。 2． 学习通用电学实验台的使用方法。 3． 学习万用表、毫伏表、伏特表的使用方法。

二、实验仪器及元件

1．通用电学实验台 ZH—12型 1台 2．万用表 MF—47型 1快 3．直流伏特表 85C17（0—15V） 1块 4．直流毫伏表 85C17（0—50mA） 3块 5．开关 2个 6．电阻 若干

三、实验电路

图1—1 验证叠加原理电路

图1—2 验证戴维南定理电路

1

图1—3 戴维南等效

四、实验方法

1．叠加原理的验证

1．首先调整好直流稳压电源，用万用表直流电压档测出其输出值，使其两路电压输出分别为U1=10V，U2=12V。

2．按照实验电路图1—1接线，经过老师检查无误后，方可开始实验。 3．先将开关S1闭合，S2断开，并用短路线将cd短接，即只有电源U1单独作用，

实验六戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定

实验六 戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定

一、实验目的

1. 验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解； 2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验原理

1. 戴维南定理和诺顿定理

戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻R0.

诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路电流ISC，内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻R0.

US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。 2. 有源二端网络等效参数的测量方法 （1）开路电压、短路电流法

有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压UOC,然后将其输出端短路,测其短路电流ISC,且内阻为：RS=

UOC

。 ISC

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 （2）伏安法

一种方法是用电压表