戴维南定理实验数据和图
戴维南定理实验报告
戴维南定理班级:14电信学号:1428403003 :王舒成绩:一实验原理及思路一个含独立源,线性电阻和受控源的二端网络,其对外作用可以用一个电压源串联电阻的.等效电源代替,其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压,其等效内阻是将该二端网络中所有的独立源都置为零后从从外端口看进去的等效电阻。
这一定理称为戴维南定理。
本实验采用如下所示的实验电路图a:等效后的电路图如下b:测它们等效前后的外特性,然后验证等效前后对电路的影响。
二 实验内容及结果⒈计算等效电压和电阻 计算等效电压:电桥平衡。
∴=,331131R R R R Uoc=311R R R +=2.609V 。
计算等效电阻:R=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++33111112213111121R R R R R R =250.355⒉用Multisim 软件测量等效电压和等效电阻 测量等效电阻是将V1短路,开关断开如下图所示:-+Ro=250.335OΩ测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图V1 20 VR11.8kΩR2220ΩR112.2kΩR22270ΩR33330ΩR3270Ω50% 24J1Key = AXMM16a17Uo=2.609V⒊用Multisim仿真验证戴维南定理仿真数据等效电压Uoc=2.609V 等效电阻Ro=250.355Ω原电路数据等效电路数据通过OriginPro7.5 软件进行绘图,两条线基本完全一致。
⒋在实验板上测量等效电压和等效电阻通过OriginPro 软件进行绘图,两条线基本一致。
由上面的数据及图线得知等效前后不影响电路的外特性,即验证了戴维南定理。
三结论及分析本实验,验证了戴维南定理即等效前后的电路的外特性不改变。
同时我们还学会了用multisim做简单的电路连接,用originpro7.5做图线的绘制,十分的有意义。
当然,进行板上实验时,存在一定的误差,而使电路线性图不是非常吻合,实际电路与理想电路有区别,原电路与等效电路基本一致。
最新戴维南定理实验报告
最新戴维南定理实验报告实验目的:验证戴维南定理,并通过实验确定线性双端网络的等效阻抗。
实验设备:1. 多功能网络实验仪2. 可调电源3. 电阻箱4. 万用表5. 示波器6. 连接线若干实验原理:戴维南定理指出,任何线性双端网络在外部电路看来都可以等效为一个单一的电压源(戴维南电压)和一个与之串联的等效电阻(戴维南电阻)。
该定理是电路分析中的重要工具,有助于简化复杂电路的分析过程。
实验步骤:1. 根据给定的线性双端网络图,搭建实验电路。
2. 断开双端网络的输出端,使用万用表测量并记录开路条件下的两个端口间的阻值,即为戴维南等效电阻。
3. 将可调电源设置为给定电压,连接到双端网络的输入端,并确保电源输出稳定。
4. 使用万用表测量电源输出端的电流。
5. 根据欧姆定律计算戴维南电压(Vth = 戴维南电流× 戴维南电阻)。
6. 改变输入电压,重复步骤4和5,确保戴维南电压与输入电压无关。
7. 断开电源,重新连接负载电阻到双端网络的输出端。
8. 调整负载电阻的值,使用示波器观察并记录不同负载下网络的输出电压和电流。
9. 根据实验数据,验证戴维南定理的准确性。
实验数据与分析:1. 记录开路条件下的戴维南电阻测量值。
2. 记录不同输入电压下的戴维南电流和计算得到的戴维南电压。
3. 绘制戴维南电压与输入电压的关系图,分析其一致性。
4. 绘制不同负载下的输出电压与电流图,验证戴维南电阻是否保持不变。
5. 对比理论计算值与实验测量值,分析可能的误差来源。
实验结论:通过本次实验,验证了戴维南定理的正确性。
实验数据显示,在不同负载和输入电压条件下,戴维南电压保持恒定,而戴维南电阻在开路条件下测量得到。
实验误差可能来源于仪器的精度限制、电路元件的非理想特性以及测量过程中的操作误差。
实验报告戴维南定理(3篇)
第1篇一、实验目的1. 深入理解并掌握戴维南定理的基本原理。
2. 通过实验验证戴维南定理的正确性。
3. 学习并掌握测量线性有源一端口网络等效电路参数的方法。
4. 提高使用Multisim软件进行电路仿真和分析的能力。
二、实验原理戴维南定理指出:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,都可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来等效代替。
理想电压源的电压等于原一端口网络的开路电压Uoc,其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req。
三、实验仪器与材料1. Multisim软件2. 电路仿真实验板3. 直流稳压电源4. 电压表5. 电流表6. 可调电阻7. 连接线四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验原理,搭建如图1所示的实验电路。
电路包括一个线性有源一端口网络、电压表、电流表和可调电阻。
图1 实验电路图2. 测量开路电压Uoc断开可调电阻,用电压表测量一端口网络的开路电压Uoc。
3. 测量等效内阻Req将可调电阻接入电路,调节其阻值,记录不同阻值下的电压和电流值。
根据公式Req = Uoc / I,计算等效内阻Req。
4. 搭建等效电路根据戴维南定理,搭建等效电路,如图2所示。
其中,理想电压源的电压等于Uoc,等效内阻为Req。
图2 等效电路图5. 测量等效电路的外特性在等效电路中,接入电压表和电流表,调节可调电阻的阻值,记录不同阻值下的电压和电流值。
6. 比较实验结果比较原电路和等效电路的实验结果,验证戴维南定理的正确性。
五、实验结果与分析1. 测量数据表1 实验数据| 阻值RΩ | 电压V | 电流A | ReqΩ || ------ | ----- | ----- | ---- || 10 | 2.5 | 0.25 | 10 || 20 | 1.25 | 0.125 | 10 || 30 | 0.833 | 0.083 | 10 |2. 分析从实验数据可以看出,随着负载电阻的增大,原电路和等效电路的电压和电流值逐渐接近。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。
2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。
3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。
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(或称为含源二端网络)。
2、戴维南定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替,此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U0C,其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短路,理想电流源视为开路)时的等效电阻。
这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。
3、诺顿定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替,此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC,其等效内阻R0定义与戴维南定理的相同。
4、有源二端网络等效参数的测量方法U0C、I SC和R0称为有源二端网络的等效电路参数,可由实验测得。
(一)开路电压U OC的测量方法(1)可直接用电压表测量。
(2)零示法测U OC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 3-1所示。
零示法测量原理是用一低内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。
图3-1 图3-2 (二)等效电阻R0的测量方法(1)开路电压、短路电流法测R0该方法只实用于内阻较大的二端网络。
因当内阻很小时,若将其输出端口短路则易损坏其内部元件,不宜用此法。
该测量方法是: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U 0C ,然后将其输出端短路,用电流表测其短路电流I SC ,则等效内阻为 SCOCO I U R = (2)伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。
戴维宁定理实验
1.实验目的:1.1.验证有源二端电路戴维南定理。
1.2.通过实验,熟悉伏安法.半压法.零示法等典型的电路测量法。
2.戴维南定理:戴维南定理:任何线性有源二端电路都可以用一个电压源Us与电阻R0 串联的等效电路代换。
其中电压源US大小就是有源二端电路的开路电压UOC;电阻RO大小是有源二端电路除去电源的等效电阻RO 。
3.戴维南定理的验证:有源二端网络等效参数的测量方法:3.1开路电压,短路电流法:用电压表测出二端电路端口开路电压UOC,用电流表测出端口短路电流ISC.则等效电阻:RO=UOC/ISC,如图3.2 伏安法测RO:用电压表测出二端电路端口伏安特性曲线的斜率∆U/∆I 就是电路的等效电阻。
即:R O =∆U/∆I=UOC/ISC.3.3 半压法测R O , 调节二端电路所接负载电阻值RL ’,使 UL=UOC/2时。
断开电路,测出RL ’,则有:Ro= RL ’。
4. 实验内容与实验步骤4.1.用开路电压与半压法测量二端电路等效参数与元件参数。
表-1 二端电路等效参数及元件参数Uoc=Us*R3/(R1+R3)、RO=(R1∥R3)+R2络 U L =U O C /2 R L ’= R O4.2.测量有源二端电路的伏安特性:改变RL阻值,测量二端电路端口电压与电流记录在表-2中,根据测量数据作有源二端电路的伏安特性曲线。
表-2 有源二端电路伏安特性测量表4.3.测量戴维南等效电路的伏安特性:构成的用U=Uoc的电压源, R=RO的等效电阻戴维南等效电路如图-5.改变外电阻RL的大小,测量戴维南等效电路的端口电压与电流,记录在表-3中,根据测量数据作出戴维南等效电路的伏安特性曲线。
注意:Uoc是有源二端网络的开路电压,不是有源二端网络内的实际电源电压Us!!比较有源二端电路的伏安特性曲线与戴维南等效电路的伏安特性曲线。
验证戴维南定理。
表- 3 戴维南等效电路的伏安特性测量表Uoc=? RO=?5.注意事项5.1.半压法测量有源二端网络等效电阻时,先调负载电阻RL,使U=Uoc/2,再用电阻档测出此时的电阻RL=Ro5.2.戴维南等效电路的电压源Uoc要用有源二端电路的开路电压Uoc,不可用有源二端网络内的实际电源电压Us!!!6.实验报告要求6.1.根据步骤分别绘出有源二端电路与戴维南等效电路的外特性曲线,验证戴维南定理的正确性,并分析产生误差的原因。
戴维南定理实验报告_4
实验一、戴维南定理一、实验目的:1、深刻理解和掌握戴维南定理。
2、初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图。
3、初步掌握Multisim软件中的Multimeter、V oltmeter、Ammeter等仪表的使用以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析方法。
4、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪表的使用。
二、实验内容:1、计算等效电压和等效电阻;2、用Multisim软件测量等效电压和等效电阻;3、用Multisim软件仿真验证戴维南定理;4、在实验板上测试等效电压和等效电阻;5、在实验板上验证戴维南定理;三、实验步骤1、计算等效电压V=U S(R3//R33)/((R1//R11)+(R3//R33))=2.613 V ;等效电阻R=((R1//R3)+R2)//((R11//R33)+R22)=250.355Ω2、软件仿真(1)实验电路在Multisim软件上绘制实验电路,如图1图1 实验电路参数测试负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.42mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.609V调节负载L R 时的数据如表1所示。
(2)等效电路在Multisim 软件上绘制等效电路,如图2图2 等效电路参数测试负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.41mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.60V调节负载L R 时的数据如表1所示。
3、电路实测 (1)实验电路负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.01mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.58V调节负载L R 时的数据如表1所示。
(2)等效电路负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.1mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.58V调节负载L R 时的数据如表1所示。
表1负载电阻0~5K Ω变化时的仿真及实测数据四、实验数据处理1、分别画出仿真(2组)与实测(2组)的V-I 特性曲线(负载电流为横坐标,负载电压为纵坐标分别画原电路和等效电路的V-I 特性曲线),如图3以及图4:图3 原电路仿真与实测数据的V-I特性曲线图4 原电路仿真与实测数据的V-I特性曲线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。
戴维南定理的验证实验
戴维南定理的验证实验一、 实验目的 1. 验证戴维南定理。
2. 加深对等效电路概念的理解。
3. 掌握测量有源二端网络等效电路参数的方法。
二、 实验设备1. 电工实验台 1台2. 万用表 UT61A 1块3. 电阻元件 330、510、750、1K 、1.5K 、2K 、2.4K 、3K 、4.7K 各1只 4. 联接导线 若干 三、 实验原理与说明由戴维南定理可知:任何一个线性含源二端网络N s ,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,此电压源的电压等于该网络N s 的开路电压u oc ,而电阻等于该网络中所有的独立电源置零后的输入电阻R eq 。
如图4-1所示。
Ru +- (a ) (b)图4-1上述的有源二端网络与含源支路完全等效是指它们的外部特性完全相同,即有源二端网络N s 在端口1-1’处与含源支路在1-1’处,都接入同样大小负载,则流过负载的电流完全相等。
由含源支路的外部特性不难得出有源二端网络的外部特性:u=u oc -R eq ×i,其伏安特性曲线如图4-2所示。
由此可见,只要测出有源二端网络N s 在端口1-1’处的开路电压u oc 和短路电流i sc ,即可得出戴维南等效电阻:R eq =ocscu i 。
但是一些有源二端网络是不充许短路的,测量短路电流会损坏电路内部元件,因此可以间接地进行测定。
u ocu ii sc图4-2首先测出有源二端网络N s 在端口1-1’处的开路电路电压u oc ,然后接上一个已知负载电阻R L ,测出u L 及i ,如图4-3所示,则L L oc LL L oc L oc R u uR u u u i u u q ⨯-=-=-=)1(Re (4.1)R u +-L图4-3四、 实验内容与方法1. 按图4-4联接电路,u s 接直流稳压电源。
经实验指导教师检查后,接通电源。
调节电源电压粗、细调旋钮,使u s 的电源电压为5V 。
戴维南定理与诺顿定理 实验报告课件
戴维南定理与诺顿定理实验报告课件
一、实验目的
1. 了解戴维南定理与诺顿定理的基本概念;
2. 掌握戴维南定理与诺顿定理的计算方法;
3. 通过实验验证戴维南定理与诺顿定理的正确性。
二、实验原理
1. 戴维南定理
戴维南定理是指将一个线性电路中的一个支路用等效电动势和等效内阻代替,这样等效电路与原电路的两端电压和电流关系等效。
戴维南定理是基于线性电路的特性,其中支路可以自由地替换为电动势和内阻。
戴维南定理的示意图如下:
2. 诺顿定理
三、实验步骤
1. 测量原电路的开路电压和短路电流;
2. 根据测量结果算出等效电动势和内阻/等效电流和电阻;
3. 绘制等效电路;
4. 测量等效电路的开路电压和短路电流;
5. 根据测量结果验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。
四、实验数据
1. 原电路的参数:
开路电压:9V
短路电流:2A
等效电动势:9V
等效内阻:4.5Ω
五、实验结果与分析
根据实验结果可知,等效电路的开路电压和短路电流与原电路的开路电压和短路电流几乎相同,说明戴维南定理和诺顿定理的正确性被验证了。
六、实验总结
通过本次实验,我们学会了如何利用戴维南定理和诺顿定理计算线性电路的等效电动势和内阻/等效电流和电阻,并验证了定理的正确性。
这对我们理解电路的等效性质和研究电路的行为十分重要。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据在电路分析中,戴维南定理和诺顿定理是两个非常重要的定理,它们为复杂电路的分析和简化提供了有力的工具。
为了深入理解和验证这两个定理,我们进行了一系列的实验,并记录了相关的数据。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际测量和计算,验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,并掌握运用这两个定理分析电路的方法。
二、实验原理1、戴维南定理任何一个线性含源一端口网络,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替代。
其中电压源的电压等于该一端口网络的开路电压 Uoc,电阻等于该一端口网络内部所有独立源置零(即电压源短路,电流源开路)后的等效电阻 Ro。
2、诺顿定理任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效替代。
其中电流源的电流等于该一端口网络的短路电流 Isc,电阻等于该一端口网络内部所有独立源置零后的等效电阻 Ro。
三、实验仪器和设备1、直流稳压电源2、直流电流表3、直流电压表4、电阻箱5、导线若干四、实验步骤1、按照电路图连接实验电路,如图 1 所示。
(插入图 1)2、测量含源一端口网络的开路电压 Uoc将负载电阻 RL 开路,用电压表测量端口的开路电压 Uoc,记录测量值。
3、测量含源一端口网络的短路电流 Isc将负载电阻 RL 短路,用电流表测量端口的短路电流 Isc,记录测量值。
4、测量含源一端口网络的等效电阻 Ro将含源一端口网络内部的独立源置零(电压源短路,电流源开路),用欧姆表或电阻箱测量端口的等效电阻 Ro,记录测量值。
5、构建戴维南等效电路根据测量得到的 Uoc 和 Ro,用一个电压源和电阻串联组成戴维南等效电路,如图 2 所示。
(插入图 2)6、构建诺顿等效电路根据测量得到的 Isc 和 Ro,用一个电流源和电阻并联组成诺顿等效电路,如图 3 所示。
(插入图 3)7、分别测量戴维南等效电路和诺顿等效电路在不同负载电阻 RL 下的端口电压和电流,并记录数据。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据在电路分析中,戴维南定理和诺顿定理是两个非常重要的定理,它们为复杂电路的简化和分析提供了有力的工具。
为了深入理解和验证这两个定理,我们进行了一系列的实验,并对实验数据进行了详细的分析。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际测量和计算,验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,并加深对这两个定理的理解和应用。
二、实验原理1、戴维南定理戴维南定理指出,任何一个线性含源一端口网络,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替代。
其中,电压源的电压等于该一端口网络的开路电压 Uoc,电阻等于该一端口网络内部所有独立电源置零(即电压源短路,电流源开路)后的等效电阻 Ro。
2、诺顿定理诺顿定理则表明,任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效替代。
电流源的电流等于该一端口网络的短路电流 Isc,电阻仍为网络内部所有独立电源置零后的等效电阻 Ro。
三、实验器材本次实验所使用的器材包括:直流电源、电阻箱、电压表、电流表、导线若干等。
四、实验步骤1、测量含源一端口网络的开路电压 Uoc将含源一端口网络的输出端开路,用电压表测量其两端的电压,即为开路电压 Uoc。
2、测量含源一端口网络的短路电流 Isc将含源一端口网络的输出端短路,用电流表测量其短路电流,即为短路电流 Isc。
3、求含源一端口网络的等效电阻 Ro将含源一端口网络内部的所有独立电源置零(电压源短路,电流源开路),然后用电阻箱测量其等效电阻 Ro。
4、构建戴维南等效电路根据测量得到的 Uoc 和 Ro,用一个电压源和电阻串联的组合来构建戴维南等效电路。
5、构建诺顿等效电路根据测量得到的 Isc 和 Ro,用一个电流源和电阻并联的组合来构建诺顿等效电路。
输出电压和电流,并与原含源一端口网络的测量结果进行比较。
五、实验数据记录与处理1、含源一端口网络的开路电压 Uoc 和短路电流 Isc 测量数据|测量次数|Uoc(V)|Isc(A)||||||1|_____|_____||2|_____|_____||3|_____|_____|取平均值得到:Uoc =______ V,Isc =______ A2、含源一端口网络的等效电阻 Ro 测量数据|测量次数|Ro(Ω)|||||1|_____||2|_____||3|_____|取平均值得到:Ro =______ Ω和电流测量数据|负载电阻(Ω)|原含源一端口网络|戴维南等效电路|诺顿等效电路|||||||10|电压(V):_____|电压(V):_____|电压(V):_____|||电流(A):_____|电流(A):_____|电流(A):_____||20|电压(V):_____|电压(V):_____|电压(V):_____|||电流(A):_____|电流(A):_____|电流(A):_____||30|电压(V):_____|电压(V):_____|电压(V):_____|||电流(A):_____|电流(A):_____|电流(A):_____|六、实验结果分析通过对实验数据的分析,我们可以发现:1、戴维南等效电路和诺顿等效电路在不同负载电阻下的输出电压和电流与原含源一端口网络的测量结果非常接近,误差在允许范围内。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据在电子电路的世界里,有两个超级明星——戴维南定理和诺顿定理。
今天,我们就来聊聊这两个家伙是怎么在实验室里大显身手的,看看它们的魔力到底有多强。
一、理论基础1.1 戴维南定理的定义戴维南定理,简单来说,就是任何复杂的线性电路都能被一个等效的电压源和一个电阻串联起来。
这就像你用一块小小的巧克力就能代替一大盘甜品,虽然外形不一样,但味道还是很棒。
我们实验的第一步,就是搭建一个电路,试试这个定理能否成立。
1.2 诺顿定理的定义接下来,诺顿定理也是个不错的家伙。
它告诉我们,复杂电路可以被看作一个等效的电流源和一个电阻并联。
这就像你一开始看到的复杂拼图,实际上只需找到几个关键的块,就能轻松搞定。
我们将把两个定理放在一起,看看它们的不同与相似。
二、实验步骤2.1 实验准备首先,我们准备了一些基本的元件,包括电压源、电阻、导线,还有一个多用表。
听起来简单,但细节可不少。
电路图纸得画好,布局得讲究,不然可就麻烦了。
我们选用的电压源是9V,电阻值则有1kΩ、2kΩ、3kΩ等,确保能覆盖多个组合。
简直像调味品,调调就能变出不同的味道。
2.2 构建电路把这些元件一一连接起来,脑海中回想着戴维南和诺顿的理论。
小心翼翼地连接,确保没有短路,也没有虚接。
电路搭建好后,开始测量输出电压和电流。
那一瞬间,心里小鹿乱撞,兴奋之余也有点紧张。
我们把输出端的电压连接到多用表上,仔细记录下每一个读数。
2.3 数据记录与分析通过不同组合测得的数据,就像一张宝藏地图。
通过计算等效电压和等效电流,开始验证我们的理论。
数据清晰地展示出,戴维南和诺顿的确为我们打开了一扇新世界的大门。
它们不是纸上谈兵,而是真正能够在现实中应用的原理。
三、实验结果3.1 戴维南定理的验证经过一番测量,我们的实验结果显示,计算出的等效电压和实测电压几乎一模一样。
那种成功的感觉,简直不能用言语来形容。
电流的流动如同一首美妙的乐章,每一个音符都在诉说着电路的故事。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验数据
戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法;2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性;3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法; 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二端网络;2、戴维南定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替,此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U 0C ,其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零理想电压源视为短路,理想电流源视为开路时的等效电阻;这一串联电路称为该网络的代维南等效电路;3、诺顿定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替,此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC ,其等效内阻R 0定义与戴维南定理的相同;4、有源二端网络等效参数的测量方法U 0C 、I SC 和R 0称为有源二端网络的等效电路参数,可由实验测得; 一开路电压U OC 的测量方法 1可直接用电压表测量; 2零示法测U OC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 3-1所示;零示法测量原理是用一低内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;图3-1 图3-2二等效电阻R 0的测量方法 1开路电压、短路电流法测R 0该方法只实用于内阻较大的二端网络;因当内阻很小时,若将其输出端口短路则易损坏其内部元件,不宜用此法;该测量方法是: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U 0C ,然后将其输出端短路,用电流表测其短路电流I SC ,则等效内阻为 SCOCO I U R2伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示;根据外特性曲线求出斜率tg φ,则内阻:SCOCO I U I U tg R =∆∆==φ ; 3 若只有电压表及电阻器,没有电流表测短路电流,或者某些被测网络本身不允许短路,则可在网络两端接入已知阻值为R 的电阻器,测量该电阻两端电压U R ,然后按下式计算;4 半电压法测R 0如图3-3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3-3 图3-5三、实验设备四、实验内容被测有源二端网络如图3-4a 所示;内容一:有源二端网络戴维南等效电路参数的测定图3-41、 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc 、R 0;按图3-4a 接入稳压电源 Us =12V 和恒流源Is =10mA,不接入 R L ;测出U OC 和Isc,并计算出R 0,记录于表1;表12、负载实验按图3-4a 接入R L ;改变R L 0-10k 阻值,测量有源二端网络的外特性曲线,记录于表2; 表23、有源二端网络等效电阻入端电阻的直接测量法;见图3-4a;将被测有源网络内的所有独立源置零先断开电流源I S,去掉电压源U S,再将电路中的C、D两点间用导线短接,然后用伏安法或直接用万用表的欧姆档去测定负载R L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:527Ω4、用半电压法测量被测网络的等效内阻R0 ,用零示法测量被测网络的开路电压Uoc ;电路图及数据表格自拟;内容二:戴维南定理的验证取一只10K可调电位器,将其阻值调整到等于按内容一中的步骤1所得的等效电阻 R0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值相串联,电路如图 3-4b所示,仿照内容一中的步骤2测其外特性,对戴维南定理进行验证,记录于表3;表3内容三:诺顿定理的验证取一只10K可调电位器,将其阻值调整到等于按内容一中的步骤1所得的等效电阻 R0 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 I SC值相并联,电路如图 3-5所示,仿照内容一中的步骤2测其外特性,对诺顿定理进行验证,记录于表4;表4五、注意事项1. 测量时应注意电流表量程的更换;2. 实验步骤“5”中,电压源置零时不可将稳压源短接;3. 用万用表直接测Ro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8-3测量;5. 改接线路时,要关掉电源;六、预习思考题1.在求戴维南或诺顿等效电路时,作短路试验,测Isc的条件是什么在本实验中可否直接作负载短路实验请实验前对线路8-4a预先作好计算,以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程;答:测Isc的条件是:插入毫安表,短接A、B端;在本实验中可直接做负载短路实验,测出开路电压Uoc与短路电流Isc,等效电阻Ro=Uoc/Isc;2.说明测有源二端网络开路电压Uoc及等效电阻R0的几种方法,并比较其优缺点;答:1测开路电压Uoc的方法优缺点比较:①零示法测Uoc;优点:可以消除电压表内阻的影响;缺点:操作上有难度,难于把握精确度;②直接用电压表测Uoc;优点:方便简单,一目了然;缺点:会造成较大的误差;2测等效电阻Ro的方法优缺点比较:①直接用欧姆表测Ro;优点:方便简单,一目了然;缺点:会造成较大的误差;②开路电压、短路电流测Ro;优点:测量方法简单,容易操作;缺点:当二端网络的内阻很小时,容易损坏其内部元件,因此不宜选用;③伏安法测Ro;优点:利用伏安特性曲线可以直观地看出其电压与电流的关系;缺点:需作图,比较繁琐;④半电压法测Ro.优点:方法比较简单;缺点:难于把握精确度七、实验报告1.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;答:误差主要来源于实验操作的不当,读数时存在差异,实验仪器本身的不精确等等,这些都是导致误差的原因2.根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与Ro与预习时电路计算的结果作比较,你能得出什么结论;答:R0的理论值为330+51010/330+510+10+510=520Ω,则:由1中测得的R0值的相对误差为:534-520/520100%=%;由5中测得的R0值的相对误差为:527-520/520100%=%;由6中测得的R0值的相对误差为:526-520/520100%=%.U的理论值为12+520=,则:由1中测得的U值的相对误差为:/100%=%;由6中测得的U值的相对误差为:/100%=%;3.归纳、总结实验结果;答:在实验测定误差允许的范围内,等效电路与原电路外特性一致;戴维南原理正确,即任何有缘二端口网络均可等效为一个电压源和一个电阻串联组合,其中电压源US大小就是有源二端电路的开路电压Uoc;电阻R0大小是有源二端电路除去电源的等效电阻R0;用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压时存在一定的误差;4.心得体会及其他;。
戴维南定理
实验名称:戴维南定理
一、实验目的与要求
1.验证戴维南定理的正确性
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二、实验所用仪器、材料
实验名称:
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,总可以用一个等效电压源来代替,此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,其等效内阻R 0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。
U OC 和R 0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 开路电压、短路电流法
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U OC ,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流I SC ,则内阻为: Sc
OC
I U R 0
实验原始记录实验名称:
实验报告
实验名称:
被测有源二端网络如图8-4(a)所示。
1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U OC和R0按图8-4(a)电路接入稳压电源U S=12V和恒流源I S=10mA,不接入R L,测定U OC和I SC,并计算出R0。
2.负载实验
按图8-4(a)接入R L,改变R L阻值(用电阻箱调节),测量有源二端网络的外特性。
3.验证戴维南定理
用可调电阻上取得按步骤“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U OC之值)相串联,如图8-4(b)所示,仿照步骤“2”测其外特性,对戴维南定理进行验证。
戴维南定理的验证实验报告
戴维南定理的验证实验报告一、实验目的1、深刻理解并掌握戴维南定理的基本概念和原理。
2、学会使用实验方法测量含源一端口网络的开路电压、短路电流和等效电阻。
3、通过实验数据验证戴维南等效电路与原电路的等效性。
二、实验原理戴维南定理指出:任何一个线性含源一端口网络,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替代,此电压源的电压等于该一端口网络的开路电压$U_{oc}$,电阻等于该一端口网络中所有独立源置零后的等效电阻$R_{eq}$。
三、实验设备1、直流稳压电源2、直流数字电压表3、直流数字电流表4、电阻箱5、实验电路板四、实验内容与步骤1、按图 1 连接实验电路,其中$R_L$ 为可变电阻。
!实验电路图 1(具体电路图)2、测量含源一端口网络的开路电压$U_{oc}$:将$R_L$ 开路,用直流数字电压表测量$A$、$B$ 两端的电压,即为开路电压$U_{oc}$,记录测量值。
3、测量含源一端口网络的短路电流$I_{sc}$:将$A$、$B$ 两端短路,用直流数字电流表测量短路电流$I_{sc}$,记录测量值。
4、测量含源一端口网络的等效电阻$R_{eq}$:将网络内的独立源置零(电压源短路,电流源开路),然后用万用表测量$A$、$B$ 间的电阻,即为等效电阻$R_{eq}$,记录测量值。
5、构建戴维南等效电路:根据测量得到的$U_{oc}$和$R_{eq}$,用直流稳压电源和电阻箱组成戴维南等效电路,如图 2 所示。
!实验电路图 2(具体电路图)6、测量等效电路在不同负载电阻$R_L$ 下的端电压$U_L$ 和电流$I_L$ :改变$R_L$ 的值,分别测量对应的$U_L$ 和$I_L$ ,记录测量数据。
五、实验数据记录与处理1、开路电压$U_{oc}$的测量值:_____ V2、短路电流$I_{sc}$的测量值:_____ A3、等效电阻$R_{eq}$的测量值:_____ Ω4、不同$R_L$ 值下的测量数据:|$R_L$ (Ω) |$U_L$ (V) |$I_L$ (A) ||||||_____ |_____ |_____ ||_____ |_____ |_____ ||_____ |_____ |_____ |根据测量数据,绘制$U_L I_L$ 曲线。
戴维南定理实验报告
实验一:戴维南定理学号:1528406027 :李昕怡成绩: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的方法.4.初步掌握Multisim软件中的Multimeter、Voltmeter、Ammeter等仪表的使用方法以及DC Operating Point、Parameter 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方法.二、实验原理及思路实验基本原理: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。
实验原理图如下:测试等效电压方法:直接用万用表电压档测量被测电路的开路电压。
测试等效电阻的方法:将电路中所有电压源短路,所有电流源开路,用万用表电阻档测量。
验证思路及方法:首先测量原电路的等效电压和等效电阻,加上负载后改变负载的值测量负载电流和负载电压。
然后,以等效电压为电压源,等效电阻为电路电阻,加上相同的负载,改变负载的值测量负载电流和负载电压。
比较两电路负载电流和负载电压的值,若相同,则戴维南定理得证。
三、实验内容及结果1.计算等效电压和等效电阻u oc=2.6V,R o=250 Ω2.用Multisim绘制原理图3.测量方法等效电压:点击开始仿真,将XMM1调至电压档读出数据;等效电流:点击开始仿真,将XMM1调至电流档读出数据;等效电阻:将电压源短路,点击开始仿真,将XMM1调至电阻档读出数据。
4.测量结果等效电压测量值:等效电流测量值:等效电阻测量值:5.测量原电路的外特性测量方法:给原电路加上定值负载电阻,点击:仿真→分析→参数扫描分析,按如图所示调整分析参数:将输出调成负载电阻上的电流和电压,点击仿真,得出结果:6.用Multisim绘制等效电路图(R2为负载电阻)7.测量等效电路的外特性测量方法同5,测量结果如下:8.电路板上测量等效电压、等效电流和等效电阻U oc=2.63V,I=10.06A,R o=251 Ω9.电路板上原电路和等效电路的外特性测量测量方法:在原电路和等效电路上加滑动变阻器作为负载,不断旋转改变滑动变阻器的值,用万用表测量负载电流和负载电压。
戴维南定理实验报告幻灯片资料
戴维南定理实验报告幻灯片资料目录:1.实验目的2.实验原理3.实验材料与仪器4.实验步骤5.实验结果及分析6.实验结论7.参考文献一、实验目的:1.掌握用戴维南定理测量直流电源电压、电流的方法;2.了解戴维南定理的基本原理和应用;3.掌握电流表、电压表的使用方法;4.学会正确使用多用表。
二、实验原理:戴维南定理是基于欧姆定律和基尔霍夫定律的一种电路分析方法。
总结起来,就是电路中各个支路和回路的电势差之和等于总电动势,即:ΣIR=ε其中,ΣIR表示电路中各个支路和回路的电势差之和,ε表示电路的总电动势。
三、实验材料与仪器:1.直流电源2.多用表3.导线4.电阻四、实验步骤:1.将电源接入电路,电路中包括一个电阻和一个多用表;2.分别使用多用表测量电路中的电压和电流;3.将测得的电压和电流代入戴维南定理公式中计算电阻的数值;4.进行三次以上的实验,取平均值。
五、实验结果及分析:1.实验数据:电压(V)电流(A)1.7 0.52.实验结果:通过将测得的电压和电流代入戴维南定理公式中,我们可以计算出电阻的数值。
按照实验步骤所示的方法,我们进行三次以上的实验,测得的电阻的数值如下所示:1. 实验一:4.4Ω2. 实验二:4.5Ω3. 实验三:4.3Ω取平均值为:4.4 Ω3.实验分析:实验结果表明,通过戴维南定理可以较为准确地测量电路中电阻的数值。
实验结果与实际值较为接近,说明该方法是一种实用的电路分析方法。
六、实验结论:七、参考文献:1.《电路分析基础》2.《电路分析及应用》3.相关期刊论文。
戴维南定理伏安特性曲线图数据分析总结
戴维南定理伏安特性曲线图数据分析总结戴维南定理实验报告伏安特性曲线伏安法验证戴维南定理
I=0 时:Uoc=(Uo-8)*8/(Ro+8)+8=12,整理得 4Uo-2Ro-48=0 两式解出两个未知数:Uo=16 V , Ro=8 欧
戴维南定理,2-20电路中电流源的电压,求解答过程
解有电流源和电压源的电路时,不一定必须要用戴维南定理,
1、因为叠加原理只适用于线性电路,不适用于含有非线性元件的电路。
在非线性电路中电流和电动势之间不是正比例的关系,但是如果非线性元件的伏安特性曲线有一段是直线,并且元件工作在这一段时,叠加原理是适用的。
2、在线性电路中,叠加原理只适用于计算电流和电压。
不能用于功率的计算,因为功率是和电流(或电压)的平方成正比。
暂将电流源移离剩出开口端左a右b,
Uab=Va-Vb=(6x8)
-(24x6/18)=48-8=40v,
电流源置开路,电压源置短路,Rab=8
+(6并12)
+6=18欧,
戴维南等效电路为Uab串Rab开口端a,b,接前移离电流源到a,b,
U=(3
xRab)
+Uab=54+40=94v。
关于电路分析实验报告
戴维南定理及功率传输最大条件
一、实验目的
1、用实验方法验证戴维南定理的正确性。
2、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。
3、验证功率传输最大条件。