电路实验报告戴维南定理.docx

电路实验报告戴维南定理.docx

《电路实验报告戴维南定理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路实验报告戴维南定理.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电路实验报告戴维南定理

电路实验报告戴维南定理

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、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、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，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为

如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。

（2）伏安法测R0

用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻

图3-1也可以先测量开路电压Uoc，再测量电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为

（3）半电压法测R0如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。

图3-2（4）零示法测UOC

在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。

为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图3-3所示。

零示法测量原理是用一低阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”。

然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压UOC。

三、仪器设备和选用挂箱

四、实验内容

被测有源二端网络如图3-4（a）所示。

图3-4

1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。

按图3-4（a）接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。

测出UOc和Isc,并计算出R0。

（测UOC时，不接入直流毫安表。

）

表3-1用开路电压、短路电流法测定Uoc和ISC

2.负载实验

按图3-4（a）接入RL。

改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。

表3-2测量有源二端网络的外特性

3.验证戴维南定理

从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图3-4（b）所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。

表3-3测量戴维南等效电路的外特性

4.验证诺顿定理：

从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值）相并联，如图3-5所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。

图3-5

5.有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。

见图3-4（a）。

将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源IS和电压源US，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0，或称网络的入端电阻Ri。

用此法测得的电阻为:

527Ω

6.用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压Uoc。

线路及数据表格自拟。

五、实验注意事项

1.测量时应注意电流表量程的更换（对GDS-10）。

2.步骤“5”中，电压源置零时不可将稳压源短接。

3.用万用表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。

其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。

4.用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调至接近于UOC，再按图3-3测量。

5.改接线路时，要关掉电源。

6.在戴维南、诺顿等效电路中的内阻R0为计算值，实验挂箱上无此电阻，需要用DG09挂箱上的电位器提供该电阻。

调节电位器，并用万用表测量。

使用万用表时转换开关要调节到相应的量程档位上。

六、实验数据处理

（1）戴维南定理的验证

（2）诺顿定理的验证

（3）R0的理论值为[（330+510）*10]/（330+510+10）+510=520Ω,则：

由1中测得的R0值的相对误差为:

（533-520）/520*100%=2.5%;由5中测得的R0值的相对误差为:

（527-520）/520*100%=1.35%;由6中测得的R0值的相对误差为：

（526-520）/520*100%=1.15%.U的理论值为12+520*0.01=17.2v,则：

由1中测得的U值的相对误差为：

（17.2-16.69）/17.2*100%=2.97%；由6中测得的U值的相对误差为：

（17.2-17.08）/17.2*100%=0.70%。

实验1戴维南定理

12微电子程彪

学号**********

一、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输入电阻，这一定理称为戴维南定理。

二、实验方法

1、比较测量法

戴维南定理是一个等效定理，验证等效前后对其他电路的影响是否一致，即外特性是否一致。

首先测量原电路的外特性，再测量等效电路的外特性，比较两者是否一致。

实验中器件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。

3、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择与测量特性和形状有关。

为了比较完整的反应特性和形状，一般取10个以上的测量点。

本实验中由于特性曲线是直线形状，因此测量点应均匀选取。

4、电路的外特性测量方法

在输出端口上接可变负载，改变负载测量端口的电压和电流。

三、实验注意事项

1、电流表的使用。

由于电流表内阻很小，为防止电流过大，先使用大量程粗测，在使用常规量程。

2、等效电源电压和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，应先测量最大值和最小值，再根据外特性线性的特征均匀取点。

4、电压源置零，必须先与外界电源断开，再短路。

实验

一、实验目的

二、实验仪器与器件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

三、实验内容

2、Multisim仿真

（1）、创建电路

（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。

U=2.609VI=10.42Ma计算得R=U/I=250.383Ω

（3）用万用表的Ω档测量等效电阻

R（测）=250.355Ω

（4）根据开路电压和等效电阻创建等效电路。

3.

4.根据测量数据，绘制等效前后外特性，负载电阻为横坐标，负载电压为纵坐标。

根据理论数据制图，得

根据实验制图，得

四、实验结论：

可以运用戴维南定理对线性有源一端口网络进行等效处理，等效电路对外电路的影响一致。

五、练习题：

戴维南定理和诺顿定理的验证

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

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R0定义同戴维南定理。

四、实验内容

被测有源二端网络如图3-4（c）（d）,需要自行连接电路。

（c）TX

型设备实验电路图（d）等效图

图3-4实验电路图和等效图

1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。

按图3-4（a）或3-4（c）接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。

测出UOc和Isc,并计算出R0（测UOC时，不接入mA表）,填入右表中。

2.负载实验按图3-4（a）或3-4（c）连线，接入RL。

根据下表中负载

RL

3.验证戴维南定理：

从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图3-4（b）或3-4（d）所示，仿照步骤“2”测

4.验证诺顿定理：

从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值）相并联，如图3-5所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定

图3-5TX型设备电流源电路图及等效图五、实验注意事项

1.测量时应注意电流表量程的更换。

2.步骤“5”中，电压源置零时不可将稳压源短接。

3.用万表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。

其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。

4.用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调至接近于UOC，再按图3-3测量。

5.改接线路时，要关掉电源。

六、实验报告

根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。

日光灯电路及功率因数的提高

内容仅供参考