一 : 戴维南定理和诺顿定理的验证的实验报告怎么写

戴维南定理和诺顿定理的验证的实验报告怎么写

戴维南定理和诺顿定理的验证的实验报告怎么写的参考答案

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、原理说明 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...

二 : 戴维南定理和诺顿定理实验报告

戴维南定理和诺顿定理实验

一、实验目的

1、通过对戴维南定理和诺顿定理的实验验证，加深对等效电路概念的理解。
⒉　学会几种测量电源内阻以及开路电压的方法。
3、学会用补偿法测量含源一端口网络等效参数。

二、实验原理

根据戴维南定理，任何一个线性含源一端口网络，它的外部特性，总可以等效为理想电压源Uoc和电阻Rs的串联组合支路。Uoc为原网络开路电压，Rs为原网络去源后的端口处的入端电阻，如图3-1所示。

任何一个线性含源一端口网络，根据诺顿定理，它的外部特性，总可以等效为理想电流源Isc和一电导Gs的并联组合。Isc为原网络的短路电流，Gs为原网络去源后端口处的入端电导。

如图3-2所示。

戴维南定理和诺顿定理是两个完全独

立的定理，尽管两定理所述等效电路之间存在对偶形式，且有

Uoc=IscRs Gs=1/Rs 的关系。

电路的等效性在于变换前后原电路和等效电路的外部特性保持不变。即端口CD 处的电压和端口电流保持不变。在满足这一前提下，含源一端口网络戴维南等效电路的Uoc和Rs 以及诺顿等效电路的Isc和Gs被称为含源一端口网络的等效参数。等效参数的测量是将含源一端网络等效为戴维南电路和诺顿电路的关键。

关于含源一端口网络开路电压Uoc的测量:常用方法有两种，直接测量法和补偿法。

1、直接测量法：

当含源一端口网络去源后的入端电阻Rs与电压表内阻Rv相比,Rs<<Rv, 即Rs相对于Rv可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。如图3-3(a)所示,电压表读数即是含源一口网络的开路电压Uoc。

2、补偿法:

当含源一端口网络去源后的入端电阻Rs与电压表内阻Rv相比较，不可忽略时，用电压表直接测量开路电压，会影响被测电路的原工作状态，使所测电压与实际值之间有较大误差。这时用补偿法可以排除电压表内阻Rv对测量所造成的影响。

图4-3(b)是用补偿法测量开路电压的电路图，测量步骤如下：

先将补偿电路中开关K开启，将C’D’与CD对应相接，调整补偿电路中分压器的输出电压，使它近似等于用电压表直接测量闭合回路电压。再闭合开关K，细调补偿电路中分压器的输出电压，待检流计中无电流通过即指针指示为零。此时电压表读数即是被测电源一端口开路电压Uoc。由于检流计中无电流，相当于CD开路，补偿电流的接入，没有影响一端口的工作状态。

(a)Rs<<Rv (b) Rs≈RV
r

图 3－3

含源一端口网络入端等效电阻Rs的求法：

比较简单的含源一端口网络入端电阻，可将网络中电压源短路，电流源开路去源）后，根据网络中电阻的串并联组合，通过计算求得Rs。比较复杂的含源一端口网络，很难通过计算求得入端电阻。亦可通过测量（直接法、补偿法）含源一端口网络的开路电压Uoc和短路电流Isc，则Rs=Uoc/Isc对于杂含源一端口网络还可以将网络去源后，在端口处加一电压源U，按图

3-4接线，用电压表和电流表测无源一端口网络端口处的电压U和电流I，则Rs=U/I

三、实验仪器及设备
直流稳压稳流源 一台

直流毫安表 一块

数字万用表表 一块

ZH－12通用电学实验台

检流计 (或直流微安表) 一块

电阻 五只

电位器 一只

导线若干

四、实验内容与步骤

1、在ZH－12通用电学实验台上按图3-5接线，U1=25V，C,D左侧用虚线框起部分为含源一端口网络。

2、测量含源一端口网络的外部特性：将S1、S2闭合，调节外接电阻RL，使其分别为表3-1中所列数值，记录通过R2电流(即RL中电流，X5，X6接口处毫安表读数)和C、D间电压填入表3-1中。
表3-1

RL（Ω）	0	500	1k	1.5k	2k	2.5k	开路
I（mA）
U（V）

3、步骤2中RL=0的电流（短路电流Isc）和开路电压(此电压在步骤2中采用直接测量法测得)Uoc代入公式Rs=RCD=Uoc/Isc
求出Rs
4、再用补偿法重作步骤3，测量Uoc Rs=RCD=Uoc/Isc
5、将Uoc用直流稳压电源代替，调节直流稳压电源输出电压为Uoc，与Rs串联组成戴维南等效电路如图3-6，调节RL,使其分别为表3-1中数值，测量RL电流和CD间电压，填入表3-2中。比较表3-1和表3-2数据，验证戴维南定理。
表3-2

RL（Ω）	0	500	1 k	1.5 k	2k	2.5k	开路
I（mA）
U（V）

6、将步骤1中RL=0的短路电流Isc用恒流源替代，调节恒流源的输出电流等于Isc，与Rs并联构成诺顿等效电路，如图3-7所示。调节RL使其分别为表3-3中数值，测量RL中电流和CD间电压，填入表3-3中，比较表3-1和表3-3中数据以验证诺顿定理。

表3-3

RL（Ω）	0	500	1 k	1.5 k	2k	2.5 k	开路
I（mA）
U（V）

五、实验报告

在同一张坐标纸上画出原一端口网络和各等效网络的伏安特性曲线，并做分析比较，说明如何验证戴维南定理和诺顿定理.

三 : 叠加定理的验证_戴维南定理的验证实验报告

1. 戴维宁定理的验证

（1）有源二端电路N的伏安特性测试

电路如图所示，A、B端左侧的电路是一给定的有源二端电路N，其伏安特性的测量同实验一（通过改变负载测得）。数据填入表1中。注意：接线应该‘先串后并’，且接线或换接电路时均不能带电操作。

在表1中，当时，电压表所测数据就是有源二端电路N的开路电压，记为，当时，电流表所测数据就是有源二(www.61k.com］端电路N的短路电流，记为，根据这2个数据可计算出（）。

表1 计算：

（）		500	400	300	200	100	0
（V）
（mA）

（2）戴维宁等效电路的伏安特性测试

电路如图2-3所示，A、B端左侧的电路是图2-2电路N的戴维宁等效电路，根据戴维宁定理，，所以将图2-3中的调节成表1中所测的的大小，将调节成的大小，测量出等效电路的伏安特性，数据填入表2中。

表2

（）		500	400	300	200	100	0
（V）
（mA）

比较上面测得的图2-2和图2-32个二端电路的伏安特性，根据它们是否在误差范围内相同，从而得出戴维宁定理是否成立的结论。

2. 叠加定理的验证

电压源和电流源共同作用的电路如图2-4所示。测出电压表和电流表的读数记录在表2-3中。然后将电流源拆除，断开原连接处，测量单独作用时，电压表和电流表的读数，记录在表2-3中。最后将电压源拆除，短接原连接处，重新接上电流源，测量单独作用时，电压表和电流表的读数，记录在表2-3中。

表2-3

	（mA）	（V）
1、与共同作用时
2、单独作用时
3、单独作用时
计算代数和

若时间允许，同学们也可以自己设计电路测试戴维宁定理，叠加定理的正确性。

注意：由于要测二端电路N的开路电压和短路电流，所以，所设计的二端电路N必须能允许开路、短路的情况发生。且要求先理论计算，再实际测量。

四 : 戴维南定理实验报告

戴维南定理实验报告

一、实验目的

1. 深刻理解和掌握戴维南定理。

2. 掌握和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Multmeter,Voltmeter,Ammeter等仪表的使用以及DC

Operating Point，Parameter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绘图软件的使用。

二、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

将该一端口网络中所有独立源都置为零后的的

输入电阻，这一定理称为戴维南定理。如图2.1.1

三、实验方法

1． 比较测量法

戴维南定理是一个等效定理，因此想办法验证等效前后对其他电路的影响是否一致，即等效前后的外特性是否一致。

整个实验过程首先测量原电路的外特性，再测量等效电路的外特性。最后进行比较两者是否一致。等效电路中等效参数的获取，可通过测量得到，并同根据电路结构所推导计算出的结果想比较。

实验中期间的参数应使用实际测量值，实际值和器件的标称值是有差别的。所有的理论计算应基于器件的实际值。

2． 等效参数的获取

等效电压Uoc:直接测量被测电路的开路电

压，该电压就是等效电压。

等效电阻Ro：将电路中所有电压源短路，

所有电流源开路，使用万用表电阻档测量。

本实验采用下图的实验电路。

3． 电路的外特性测量方法

在输出端口上接可变负载（如电位器），

改变负载（调节电位器）测量端口的电压和电流。

4． 测量点个数以及间距的选取

测试过程中测量点个数以及间距的选取，与测量特性和形状有关。对于直线特性，应使测量点间隔尽量平均，对于非线性特性应在变化陡峭处多测些点。测量的目的是为了用有限的点描述曲线的整体形状和细节特征。因此应注意测试过程中测量点个数及间距的选取。

四、实验注意事项

1. 电流表的使用。由于电流表内阻很小，放置电流过大毁坏电流表，先使用大量程（A

）

粗侧，再使用常规量程（mA）。

2. 等效电源电压和等效电阻的理论值计算，应根据实际测量值，而不是标称值。

3. 为保证外特性测量点的分布合理，应先测出最大值和最小值，再根据外特性线性的

特征均匀取点。

4. 电压源置零，必须先与外接电源断开，再短路。

五、实验仪器

1. 计算机一台

2. 通用电路板一块

3. 万用表两只

4. 直流稳压电源一台

5. 电阻若干

六、实验内容

1. 测量电阻的实际值，将测量结果填入表2-1-1中，计算等效电源电压和等效电阻； 表2-1-1

（1） 创建电路：从元器件库中选择电压源、电阻（具体阻值见表2-1-1），创建如

图2.1.3所示电路，同时接入万用表；

（2） 用万用表测量端口的开路电压和短路电流，并计算等效电阻。

开路电压Uoc?US（R3//R33）/（(R1//R11)+(R3

//R

33)）=2.613 V ；

输入电阻R=((R1//R3)+R2)//((R11//R33)+R22)=250.355Ω

（3） 用万用表的Ω档测量等效电阻与（2）所得结果比较；

（4） 根据开路电压和等效电阻创建等效电路；

（5） 用参数扫描法（对负载电阻R4参数扫描）测量原电路及等效电路的外特性，

观测DC Operating Point，将测量结果填入表2-1-3中。

图2.1.3 戴维南定理仿真电路 图2 戴维南定理等效电路

参数测试：

负载RL短路时的短路电流Isc?10.42mA

负载RL开路时的开路电压Uoc?2.609V

3. 在通用电路板上焊接实验电路并测试等效电压和等效电阻，测量结果填入表2-1-2

中。

表2-1-2

参数测试：

负载RL短路时的短路电流Isc?10.41mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.60V 5. 实测电路

（1） 原电路

负载RL短路时的短路电流Isc?10.32mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.60V （2） 等效电路

负载RL短路时的短路电流Isc?10.32mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.60V

6. 测量原电路和戴维南等效的外特性，测量结果填入表2-1-3中，验证戴维南定理。 表2-1-3

七、实验数据处理

1、 分别画出等效前后外特性，（负载电阻为横坐标，负载电压（负载电流）为纵

坐标）

2、 数据分析

（1）分析导致仿真数据与实测数据有差别的原因

第一、等效电路中等效电阻是用电位器替代的，而电位器调解时是手动调节，存在较大误差；第二、仪器测量存在误差。

（2）个人对该实验的小结（收获、不足、改进）

该实验使得我更加深刻地理解了戴维南定理；数据采集上存在不足，应该控制电压相等，这样才能得到更直观的比较。

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