在戴维南或诺顿等效电路时

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

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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。

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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。

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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

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实验任务改变可调电阻R,测量UAB和IR的关系曲线。

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(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。

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(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

哈尔滨理工大学 电路实验报告

实验三 戴维南定理和诺顿定理

一、实验目的

1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，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、试验原理

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（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电压Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc， 其等效内阻

Req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。

诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is 等于这个有源二端网络的短路电流Isc，其等效内阻

Req 定义同戴维南定理。

Uoc和Req或者Isc和Req 称为有源二端网络的等效参数。

图 1

三、实验内容

1． 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc和Req

电路如图3所示，电路测出ab端开路电压Uoc和短路电流Isc,求出入端等效电阻Req。用伏安法， 主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN， 则内阻为:

U

电路实验

实验二 戴维南定理和诺顿定理的验证

──有源二端网络等效参数的测定

一、实验目的

1． 通过实验验证戴维南定理和诺顿定理，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、实验原理简述

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：任何一个线性有源二端网络对外部电路的作用，可以用一个电压源与一个电阻串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc， 其等效内阻R0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。

诺顿定理指出：任何一个线性有源二端网络对外部电路的作用，可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is等于这个有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。

Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0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R0

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

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

实验报告

学生姓名：李泳成 学 号：201200303028 专业班级：电子121 同组者姓名朱广新 欧文康实验类型：√验证 □综合 □设计 □创新 实验日期：2013.05.01 实验成绩： 一、实验目的

1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，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. 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(或称为含源一端口网络)。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流IS等于这个有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻R0定义同戴维南定理。

UOC（US）和R0或者ISC（IS）和R0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

实验三 戴维宁(南)定理和诺顿定理的验证的理论计算

1、开路电压的计算可以用叠加定理 当US单独作用时，电路图如下：

US=I（R3+R1+R4）求得I=12/850 A UOC1=US+UR4=US+（-I）R4=11.86 V 当IS单独作用时，电路图如下：

由于AB开路可得I3=0，通过R3和R4的电流为I2，对于节点C，IS+（I2 -I1）=I2可得I1=IS=10mA， 对于网孔2，I2R4+（I2-I1）R1+I2R3=0可得I2=3.882 mA，进而求得UOC2= I2R4+I1R2=5.139V， UOC= UOC1+ UOC2=17V

2、R0的计算可以把电压源看为短路，电流源开路，电路图如下：

R0=R4//（R3+R1）+R2=519.88Ω 3、ISC的计算电路图如下：

设电流源两端的电压为U，则

对于右下网孔：U= -（-I-ISC）R3=I R3+ISCR3

对于左下网孔：U= -[I-（IS-ISC）]R1+（IS-ISC）R2= -IR1-ISC（R1+R2）+8.4 由上述两式得：I（R1+R3）+ISC（R1+R2+R3）=8.4

对于上网孔：US+IR4+[I-（IS-ISC）]R1+（-I-ISC

实验三 戴维宁(南)定理和诺顿定理的验证的理论计算

1、开路电压的计算可以用叠加定理 当US单独作用时，电路图如下：

US=I（R3+R1+R4）求得I=12/850 A UOC1=US+UR4=US+（-I）R4=11.86 V 当IS单独作用时，电路图如下：

由于AB开路可得I3=0，通过R3和R4的电流为I2，对于节点C，IS+（I2 -I1）=I2可得I1=IS=10mA， 对于网孔2，I2R4+（I2-I1）R1+I2R3=0可得I2=3.882 mA，进而求得UOC2= I2R4+I1R2=5.139V， UOC= UOC1+ UOC2=17V

2、R0的计算可以把电压源看为短路，电流源开路，电路图如下：

R0=R4//（R3+R1）+R2=519.88Ω 3、ISC的计算电路图如下：

设电流源两端的电压为U，则

对于右下网孔：U= -（-I-ISC）R3=I R3+ISCR3

对于左下网孔：U= -[I-（IS-ISC）]R1+（IS-ISC）R2= -IR1-ISC（R1+R2）+8.4 由上述两式得：I（R1+R3）+ISC（R1+R2+R3）=8.4

对于上网孔：US+IR4+[I-（IS-ISC）]R1+（-I-ISC

专题22 电学之等效电路

一、选择题

1.（2014·辽阳）如图所示，电源电压为12V不变，灯泡L1标有“12V 6W”的字样，灯泡L2标有“2V 1W”的字样，电流表量程为0～3A，滑动变阻器R标有“12Ω 2A”的字样（假设灯丝电阻不变），则下列说法正确的是（ ）

A．闭合S1、S2、S3时，电流表的最小示数是1.5A B．闭合S1、S2，断开S3时，L1的功率为6W

C．只闭合S3，变阻器滑片滑到最右端时，L2正常发光 D．整个电路消耗的最大功率为36W 【答案】ABD

=12V×3A=36W，故D正确。 考点： 电功率、动态电路

2.（2014·铁岭）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R1的滑片向上移动时，以下说法正确的是（ ）

A． B． C． D．

、

示数不变，

示数变大

示数变大 示数变大

示数不变，示数变小，和

示数变大，示数变大，

示数的和不变

【答案】B

考点：欧姆定律、动态电路。

3.（2014·铁岭）如图电路，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，只闭合开关S1，S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭