叠加原理及戴维南等效定理的研究

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

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，

实验三 戴维南定理和叠加定理的验证

一、实验目的

(1)加深对戴维南定理的理解。

(2)学习戴维南等效参数的各种测量方法。 (3)理解等效置换的概念。

(4)通过实验加深对叠加定理的理解。 (5)研究叠加定理适用范围和条件。

(6)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表和电压表的正确使用方法。 二、实验原理及说明

1、戴维南定理是指一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效置换。此电压源的电压等于该端口的开路电压Uoc,而电阻等于该端口的全部独立电源置零后的输入电阻，如图2.3-1所示。这个电压源和电阻的串联组合称为戴维南等效电路。等效电路中的电阻称为戴维南等效电阻 Req。

所谓等效是指用戴维南等效电路把有源一端口网络置换后，对有源端口（1-1’）以外的电路的求解是没有任何影响的，也就是说对端口 1-1’以外的电路而言，电流和电压仍然等于置换前的值。外电路可以是不同的。

2、诺顿定理是戴维南定理的对偶形式，它指出一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电流源和电导的并联组合来等效置换，电流源的电流等于该一端口的短路电流Isc, 而电导等于把该一端口的全部独

实验二 叠加原理和等效电源定理

一、实验目的

1、验证线性电路中的叠加原理、戴维南定理、诺顿定理。 2、熟悉等效电源电路的短路断路和通路情况。

3、学会用实验的方法测定有源二端网络的开路电压U0和除源内阻R0。 二、实验原理

1、叠加原理就是指在线性电路中有多个电源共同作用时，电路上任意一个支路上的电压或电流都是各电源单独作用下，在各支路上产生的电压或电流的叠加（代数和）。

2、戴维南定理是等效电源定理之一。它的内容是指任何一个线性含源二端网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻（内阻）串联的支路来代替。该理想电压源的电动势等于二端网络的开路电压U0，串联内阻等于有源二端网络内电源为零时所响应的无源网络的等效电阻。

3、诺顿定理的内容是指任何一个线性含源二端网络，总可以用一个恆流源与一个电阻（内阻）并联的支路来代替。恆流源的电流该网络的短路电流，而电阻的含义与戴维南定理中的相同。

4、求电源内阻的方法：

⑴使用万用表用替代法测量电阻。对二端网络进行除源（将网络内电压源去源短接，电流源去源开路）后，用万用表测出网络A、B两端开路时的电阻值R，再用万用表测量标准（高精度）电阻箱的阻值，调节电阻箱的阻值使万用表的读数与R值相同，则电阻箱的读

3.5 戴维宁定理导学案

3.5 戴维南定理导学案

电子专业考纲：1、熟练掌握戴维宁定理的内容和适用场合。

2、熟练运用戴维宁定理来分析和计算复杂直流电路。

3、了解验证戴维宁定理的实验方法。

一、二端网络的有关概念

1. 二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网络。 2. 有源二端网络：内部含有电源的二端网络。 3. 无源二端网络：内部不含有电源的二端网络。 有源二端网络变成无源二端网络的方法：

电压源短路，电流源断路，内阻保留。

二、戴维宁定理

任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，总可以用一个电压源E0与一个电阻r0相串联的模型来替代。电压源的电动势E0等于该二端网络的开路电压，电阻r0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。该定理又叫做等效电压源定理。

三、适用场合：求解某一条支路的电流、电压和功率。

【课前练习】 一、判断题

1、在计算有源二端网络的等效电阻时，网络内电源的电动势可去掉电源的内阻也可不 考虑。 ( )

2、由若干个电阻组成的无源二端网络一定可以把它等效成一个电阻。 ( ) 二、选择

3.5 戴维宁定理导学案

3.5 戴维南定理导学案

电子专业考纲：1、熟练掌握戴维宁定理的内容和适用场合。

2、熟练运用戴维宁定理来分析和计算复杂直流电路。

3、了解验证戴维宁定理的实验方法。

一、二端网络的有关概念

1. 二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网络。 2. 有源二端网络：内部含有电源的二端网络。 3. 无源二端网络：内部不含有电源的二端网络。 有源二端网络变成无源二端网络的方法：

电压源短路，电流源断路，内阻保留。

二、戴维宁定理

任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，总可以用一个电压源E0与一个电阻r0相串联的模型来替代。电压源的电动势E0等于该二端网络的开路电压，电阻r0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。该定理又叫做等效电压源定理。

三、适用场合：求解某一条支路的电流、电压和功率。

【课前练习】 一、判断题

1、在计算有源二端网络的等效电阻时，网络内电源的电动势可去掉电源的内阻也可不 考虑。 ( )

2、由若干个电阻组成的无源二端网络一定可以把它等效成一个电阻。 ( ) 二、选择

实验二 戴维南定理及最大传输定理验证

姓名： 学号： 班级：测控一班 一、实验目的

掌握线性含源二端网络等效参数的测量方法。加深对叠加原理、戴维南定理、最大功率传输定理的理解。 二、实验原理

戴维南定理: 任一含源线性时不变一端口网络对外可用一条电压源与一阻抗的串联支路来等效地加以置换，此电压源的电压等于一端口网络的开路电压，此阻抗等于一端口网络内全部独立电源置零后的输入阻抗。

最大功率传输定理:负载电阻等于含源二端网络的戴维南等效电阻时，负载获得最大功率，一般成这个结论为最大功率传输定理。 三、实验电路

实验电路图如图一所示。

图一

四、实验内容

1. 按图1接线，改变电阻RL值，测量流进网络的电流及网络端口的电压，填入表1.根据测量结果，求出对应于戴维南等效参数Uoc，ISc。

表1 线性含源一端口网络的外特性 RL（Ω） 0短路 I（mA） 16.19 U(V) 0.016PV 100 13.212 1.321 200 11.16 2.232 300 9.659 2.898 500 7.612 3.806 700 6.281 4.396 800 5.775 4.621 ∞开路 888.178nA 7.183 2. 求等效电阻R0

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