戴维南定理例题及答案

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

戴维南定理

学号：1128403019 姓名：魏海龙 班级：传感网技术 一、实验目的：

1、深刻理解和掌握戴维南定理。 2、掌握测量等效电路参数的方法。

3、初步掌握用multisim软件绘制电路原理图。

4、初步掌握multisim软件中的multimeter、voltmeter、ammeter

等仪表的使用以及DC operating point、paramrter sweep等SPICE仿真分析方法。

5、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使

用。

6、初步掌握Origin绘图软件的应用。 二、实验器材：

计算机一台、通用电路板一块、万用表两只、直流稳压电源一台、

电阻若干。

三、实验原理：一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络，对

外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换，其等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压，其等效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的数日电阻。 四、实验内容： 1

、

电

路

图

：

2、元器件列表：

2、实验步骤： （1）理论分析：

计

算等效电压：

R1R11R1

, 电桥平衡。Uoc==2.6087V。 R3R33R1 R3

计算等效电阻：R=

1

1 R2

利用Multisim验证戴维南定理

姓名：XXX 学号：xxxxxxxxxx

一、仿真要求

(1) 构建图附1(a)所示实验电路原理图，测量有源线性二端网络的等效参数； (2) 由二端网络的等效参数构建图1 (b)所示的戴维南等效电路；

(3) 分别测试二端网络的外特性和等效电路的伏安特性，验证戴维南定理。

图1被测有源二端网络电路

二、电路图设计及理论分析

(1) 设定电路各元件参数如图2所示

458.2ΩR1220Ω1kΩR3U1?470ΩR412VR2680ΩRL+4.932V+ILRL

?图2. 电路参数设定 图3. 戴维南等效电路

(2) 理论分析

断开RL所在支路，UOC??

?R3R4???U1?4.932(V)

R?RR?R324??1RO?R3//R1?R2//R4?458.2(?)

ISC?UOC?10.764(mA) RO

戴维南等效电路如图3所示。

三、Multisim仿真验证

1、用Multisim绘制二端口实验电路图

表1 戴维南定理所用的元器件 1 2 3 4 5 元器

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

《戴维南定理》教学设计方案

【授课教材】 选自《电工学》第六版 上册 电工技术 秦曾煌 主编 【教学目标】

1、知识目标：

（1） 理解二端网络及有源二端网络的概念. （2） 理解戴维南定理的内涵及其实质．

（3） 掌握无源二端网络的等效电阻和有源二端网络的开路电压的计算方法． （4） 能应用戴维南定理分析、计算只含有两个网孔的复杂电路．

2、能力目标

（1） 通过探究实验从而引出戴维南定理的过程培养学生的观察能力,运用所学

知识对实验结果进行分析、综合、归纳的能力．

（2） 通过运用戴维南定理求解某一支路电流、电压，培养学生应用戴维南定理

分析、计算电路的能力．

3、情感目标

（1） 通过阅读关于戴维南的材料及探究实验引出戴维南定理的过程，培养学

生从实践、实验出发勇于探索的科学精神．

（2） 通过戴维南定理的学习，使学生学习处理复杂问题时所采用的一种化繁

为简的思想．

【教学重点、难点】

1、

重点

（1） 戴维南定理的内容及应用．

（2） 应用戴维南定理如何将复杂的含源二端网络等效化简为一个电压源．

2、 难点

（1） 戴维南定理引出时的探究过程．

（2） 应用戴维南定理解题时如何具体计算含源二端网络的开

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

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