戴维南定理结果和分析

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

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

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

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