实验三 叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理
电工电子技术 叠加定理、维宁定理和诺顿定理
(1) (2)
I2 I3 I4 5
列电压方程:
3I1 3I2 3I3 0
(3)
3 I 3 3 I 4 30 0
(4)
解方程(1)、(2)、(3)、(4)可得I1=6A、I2=-1A、 I3=7A、I4=3A。
的电压,都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。 电源分别独立作用时: 暂时不予考虑的恒压源应予以短路,即令E=0;
暂时不予考虑的恒流源应予以开路,即令 Is=0。
I1 A
R1
+ _ E1
I2
I3 R2 + E2
I1' A R1 R3 + _ E1 B I3' R2
I2'
I1'' A
I2'' I3''
I3
则: P
R3
3
I 3 R3 ( I 3' I 3" ) R3
2 2
( I 3' ) R3 ( I 3" ) R3
2 2
例1.6.10
US
已知: US =1V、IS=1A 时, Uo=0V
IS 线性无
源网络
O
UO
US =10 V、IS=0A 时,Uo=1V 求: US =0 V、IS=10A 时, Uo=?
I1 US1 100 50 + 10V b 100 10 a
+ 10V - US2
US2的极性接反,则
10 10 图P2-18 100 50 Va 0 .7 V 1 1 1 1 100 50 100 10
叠加定理戴维宁与诺顿定理
1
实验法求等效电阻: R0=U0/ISC 戴维宁定理证明:
I
1
2.7 戴维宁定理与诺顿定理
二端网络的概念: 二端网络:具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络:二端网络中没有电源。 有源二端网络:二端网络中含有电源。 a R4 IS + E – R3 a
R1
R2
+ E – R1
R2
IS
R3 b
b 无源二端网络
有源二端网络
无源 二端 网络
a R b + _E a
2.7.2 诺顿定理
例1:
G
IG
a IG G RG b
+
RG
E 已知:R1=5 、 R2=5 R3=10 、 R4=5 E=12V、RG=10 试用诺顿定理求检流计中 的电流IG。
+
–
E
–
有源二端网络
解: (1) 求短路电流IS
a I1
因 a、b两点短接,所以对 电源 E 而言,R1 和R3 并联, R2 和 R4 并联,然后再串联。
I3=I3'+I3"=3A
叠加定理:对于线性电路,任何一条支路的电流,都 可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别作 用时,在此支路中所产生的电流的代数和。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ齐性定理
只有一个电源作用的线性电 路中,各支路的电压或电流 和电源成正比。 如图:
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报告戴维南定理和诺顿定理是电路理论中非常重要的两个定理,它们为我们理解和分析电路提供了重要的理论支持。
本次实验旨在通过实际操作验证戴维南定理和诺顿定理,并对实验结果进行分析和讨论。
实验一,验证戴维南定理。
首先,我们搭建了一个包含多个电阻的电路,并通过测量电路中各个电阻的电压和电流,得到了电路的电压-电流特性曲线。
然后,我们通过改变电路中的电阻值,重新测量电路的电压-电流特性曲线。
最后,我们根据戴维南定理,将电路简化为一个等效的电压源和电阻,通过比较原始电路和简化电路的特性曲线,验证了戴维南定理的有效性。
实验二,验证诺顿定理。
在这个实验中,我们利用相同的电路,通过测量电路中的电压和电流,得到了电路的电压-电流特性曲线。
然后,我们将电路简化为一个等效的电流源和电阻,重新测量电路的电压-电流特性曲线。
通过比较原始电路和简化电路的特性曲线,验证了诺顿定理的有效性。
实验结果分析。
通过实验验证,我们发现戴维南定理和诺顿定理在实际电路中具有很高的适用性。
戴维南定理告诉我们,任何线性电路都可以用一个等效的电压源和电阻来表示,而诺顿定理则告诉我们,任何线性电路都可以用一个等效的电流源和电阻来表示。
这些定理为我们分析复杂电路提供了便利,使得我们可以通过简化电路结构来更好地理解电路的特性和行为。
结论。
通过本次实验,我们验证了戴维南定理和诺顿定理在实际电路中的有效性,这些定理为我们理解和分析电路提供了重要的理论基础。
在今后的电路设计和分析中,我们可以充分利用这些定理,简化复杂电路的分析过程,提高工作效率,更好地理解电路的行为。
总结。
戴维南定理和诺顿定理是电路理论中的重要定理,通过本次实验,我们验证了它们在实际电路中的有效性。
这些定理为我们提供了简化电路分析的方法,为电路设计和分析提供了重要的理论支持。
希望通过本次实验,能够加深对这些定理的理解,提高电路分析能力,为今后的学习和工作打下良好的基础。
叠加定理、戴维南定理和诺顿定理
同理:
I2 I2 I2
I3 I3 I3
5
注意事项:
① 叠加原理只适用于线性电路。 ② 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算, 但功率P不能用叠加原理计算。例:
P1 I R1 ( I 1 I 1 ) R1 I 1 R1 I 1 2 R1
+
8 2
3A
6 + (2) U 3 -
求电流源的电压和发出 的功率 10V电源作用: (1) 3 2
练习2:
+
2 + 2A u 3 2 为两个简 单电路 - 3
u ( ) 10 2V - 5 5 23 ( 2) 2A电源作用: u 2 2 4.8V 5
源与电阻并联支路 ), 使分析和计算简化。戴维南
定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路及其计算 方法。
二端网络的概念:
二端网络:具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络:二端网络中没有电源。
a R4
R1
R2
+ E – R3
b
无源二端网络
15
有源二端网络:二端网络中含有电源。
+ E – R1
a R2 IS
' I1
R2 R3 E1 E1 R1 R2 // R3 R1 R2 R2 R3 R3 R1
E2单独作用时((c)图) R3 R3 E2 I1 E2 R1 R3 R2 R1 // R3 R1 R2 R2 R3 R3 R1
4
R2 R3 R3 I1 ( ) E1 ( )E2 R1 R2 R2 R3 R3 R1 R1 R2 R2 R3 R3 R1
R3 b
有源二端网络
戴维宁定理和诺顿定理的实验报告
戴维宁定理和诺顿定理的实验报告1. 引言戴维宁定理和诺顿定理是电路理论中的两个重要定理,它们可以用来简化复杂的电路分析问题。
本实验旨在通过实际测量和计算,验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性,并理解它们在电路分析中的应用。
2. 实验目的- 验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性;- 掌握运用戴维宁定理和诺顿定理简化电路分析问题的方法。
3. 实验原理3.1 戴维宁定理戴维宁定理指出,任何线性电路都可以用一个等效电源和一个等效电阻来代替。
等效电源称为戴维宁电流源,等效电阻称为戴维宁电阻。
戴维宁电流源的大小等于戴维宁电阻两端的电压除以电阻本身的值。
3.2 诺顿定理诺顿定理是戴维宁定理的一种特殊情况,即等效电源为电流源。
诺顿定理指出,任何线性电路都可以用一个等效电流源和一个等效电阻来代替。
等效电流源称为诺顿电流源,等效电阻称为诺顿电阻。
诺顿电流源的大小等于诺顿电阻两端的电压除以电阻本身的值。
4. 实验装置和步骤4.1 实验装置本实验所需的主要装置包括直流电源、可变电阻箱、电流表、电压表、万用表等。
4.2 实验步骤4.2.1 利用直流电源、可变电阻箱和电压表搭建一个简单的电路。
4.2.2 测量电路中的电流和电压值,并记录下来。
4.2.3 根据测量结果,计算出电路的等效电流源和等效电阻。
4.2.4 利用戴维宁定理和诺顿定理,将原始电路简化为一个等效电路。
4.2.5 比较简化后的等效电路和原始电路的电流和电压值,验证定理的正确性。
5. 实验结果与分析通过测量和计算,得到了原始电路的电流和电压值,同时计算出了等效电流源和等效电阻。
将原始电路简化为等效电路后,再次测量等效电路的电流和电压值。
通过比较两者的结果,可以发现它们非常接近,验证了戴维宁定理和诺顿定理的正确性。
6. 实验总结本实验通过实际测量和计算,验证了戴维宁定理和诺顿定理的正确性。
戴维宁定理和诺顿定理是电路分析中常用的工具,可以简化复杂的电路分析问题,提高计算效率。
戴维宁定理和诺顿定理实验报告
戴维宁定理和诺顿定理实验报告戴维宁定理和诺顿定理实验报告引言:在物理学领域,有两个重要的定理被广泛应用于电路分析和设计中,它们分别是戴维宁定理和诺顿定理。
本文将通过实验报告的形式,对这两个定理进行探讨和验证。
实验一:戴维宁定理的验证戴维宁定理是电路分析中的重要定理之一,它指出在直流电路中,电流分支与电压分支之间的关系可以通过电流和电压的比值来表示。
为了验证戴维宁定理,我们设计了以下实验。
实验装置:1. 直流电源2. 电阻器3. 电流表4. 电压表5. 连接线实验步骤:1. 将直流电源连接到电路的一端,另一端接地。
2. 将电阻器连接到电路中,形成一个简单的直流电路。
3. 将电流表和电压表分别连接到电路的不同位置,测量电流和电压数值。
4. 记录电流和电压的数值。
实验结果:根据戴维宁定理,我们可以通过电流和电压的比值来计算电阻的阻值。
通过实验测量得到的电流和电压数值,我们可以得出电阻的阻值,并与理论值进行比较。
实验结果表明,实测值与理论值相符,验证了戴维宁定理的准确性。
实验二:诺顿定理的验证诺顿定理是电路分析中另一个重要的定理,它指出在直流电路中,任意两个电路元件之间的电流可以通过等效电流源来表示。
为了验证诺顿定理,我们进行了以下实验。
实验装置:1. 直流电源2. 电阻器3. 电流表4. 连接线实验步骤:1. 将直流电源连接到电路的一端,另一端接地。
2. 将电阻器连接到电路中,形成一个简单的直流电路。
3. 将电流表连接到电路中,测量电流数值。
4. 移除电流表,用一个等效电流源连接到电路中,调整其电流大小与实测值相同。
5. 记录等效电流源的电流数值。
实验结果:根据诺顿定理,我们可以通过等效电流源来表示电路中的电流。
通过实验测量得到的等效电流源的电流数值与实测值相同,验证了诺顿定理的准确性。
讨论:戴维宁定理和诺顿定理在电路分析和设计中起到了重要的作用。
它们使得我们能够通过简化电路的结构和参数,更方便地进行电路分析和计算。
实验三叠加原理,戴维南定理和诺顿定理
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3-2(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mA表。) (2)负载实验
按图3-2(a)接入RL。改变RL阻值,测量有源二端网络的外特性曲线。
UAB (V)
UCD (V)
UAD (V)
UDE (V)
UFA (V)
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作 用
2U2单独作用
2.戴维南定理和诺顿定理验证 实验线路如图3-2所示,被测有源二端网络如图3-2(a)。
(a)
图3-2
(b) 表 3-3
Uoc (v) Isc (mA) R0=Uoc/I sc (Ω)
六、实验报告
1. 根据实验数据表格,进行分析、比较,归纳、总结实验结论,即验证线性电 路的叠加性。 2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出? 试用上述实验数据, 进行计算并作结论。 3. 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。 5. 根据步骤1、5、的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较, 你能得出什么结论。 6. 回答以下问题: (1)在叠加原理实验中,要令U1、U2分别单独作用,应如何操作?可否直接将不 作用的电源(U1或U2)短接置零? *(2) 实验电路中,若有一个电阻器改为二极管, 试问叠加原理的迭加性与还 成立吗?为什么? (3)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2-2(a)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。 (4) 说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法, 并比较其优缺点。
实验三 叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理
实验三叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理一、实验目的(1)进一步熟悉虚拟实验,可熟练使用Pspice;(2)验证叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理;(3)理解电路等效的意义,了解一个电路的戴文宁形式和诺顿形式的相互转二、实验内容与实验方法1、叠加定理的验证叠加定理指出:当一个线性电路中有多个电源作用时,电路中任一个电压或电流参数都等于单个电源作用时该参数的代数和。
按下图用Pspice画出电路,在本电路中共有三个电源,分别是一个12伏的电压源V1,一个24伏的电压源V2,一个10mA的电流源I1。
图3-1实验步骤(1)设置V1=12V、V2=0、I1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第二行。
(2)设置V2=24V、V1=0、I1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第三行。
(3)设置I1=10mA、V2=0、V1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第四行。
(4)设置V1=12V、V2=24V、I1=10mA。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第五行。
表一2、文宁定理和诺顿定理对于任意一个两端口电路,可以等效为一个电压源和一个电阻的串联,这就是戴文宁定理。
而诺顿定理又指出:对于任意一个两端口电路,可以等效为一个电流源和一个电阻的并联。
根据上述的定理,对于如图3-2的电路,可以等效为图3-3的戴文宁形式,或图3-4的诺顿形式。
图3-2图3-3 图3-4实验步骤(1)按图3-2用Pspice画出电路图,在a-b两端接一个电阻R3,调节R3为100,500,1K,2K,5K,10K,20K,50K。
分别记录下在每种阻值情况下R3上的电压和流过该电阻的电流(表二第二行)。
(2)用Pspice画出电路图3-3,在a-b两端接一个电阻R3,调节R3为100,500,1K,2K,5K,10K,20K,50K。
实验三 戴维南定理和叠加定理的验证
实验三戴维南定理和叠加定理的验证实验三戴维南定理和叠加定理的验证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)研究了叠加定理的适用范围和条件。
(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.戴维南定理是指具有独立电源、线性电阻和受控源的端口。
对于外部电路,可以用电压源和电阻的串联组合来代替。
该电压源的电压等于端口的开路电压UOC,该电阻等于端口的所有独立电源设置为零后的输入电阻,如图2.3-1所示。
这种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。
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。
指出对于外部电路,包含独立电源、线性电阻和受控源的端口可以被电流源和电导的并联组合所取代。
电流源的电流等于端口的短路电流ISC,该端口的所有独立电源设置为零后,电导等于输入电导GEQ=L/req,如图2.3-1所示。
3、戴维南一诺顿定理的等效电路是对外部特性而言的,也就是说不管是时变的还是定常的,只要含源网络内部除独立的电源外都是线性元件,上述等值电路都是正确的。
4.戴维南等效电路参数的测量方法。
开路电压UOC的测量相对简单,可直接用电压表或补偿法测量;对于戴维南等效电阻req的获取,可采用以下方法:当网络包含电源时,应使用开路电压和短路电流法,但这种方法不能用于不允许外部电路直接短路的网络(例如,当网络的内部元件可能因短路电流过大而损坏时);当网络不含电源时,采用伏安法、半电流法、半电压法、直接测量法等。
5、叠加定理(1)叠加定理是线性电路的一个重要定理,是分析线性电路的基础。
叠加定理、戴维南定理和诺顿定理资料
有源二端网络可 化简为一个电源
电流源 (诺顿定理)
17
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,总可
以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换;此电压源
的电压等于外电路断开时端口处的开路电压E,而电阻等
于一端口的输入电阻(或等效电阻R0)。
i
i a
a R0
A
u
b
+
u
E
-
b
等效电源的电动势E 是有源二端网络的开路 电压U0,即将负载断开后 a 、b两端之间的
电压。
等效电源的内阻R0等于有源二端网络 中所 有电源均除去(理想电压源短路,理想电流 源开路)后所得到的无源二端网络 a 、b两端 之间的等效电阻。
19
例
a
10
I
+ 10
+
+
U0C
20V –
10V ––
(1) u0.45V0.210V4V (2) u0.410V0.25V5V (3) u[0.420coω s(t)0.215sin2ω( t)]V
[8coω s(t)3sin2ω( t)]V
练习1: 求电压U.
– 8 3A 6
解
12V
12V电源作用: U(1) 1234V + 2 9
+
3
U- -
3A电源作用: U(2)(6//3)36V U462 V
叠加定理、戴维南定理和诺顿定 理
学习目标
掌握叠加原理、戴维南定理和诺顿定律
五、叠加原理
叠加原理:对于线性电路,任何一条支路的电 流或某个元件两端的电压,都可以看成是由电 路中各个电源(电压源或电流源)分别作用时, 在此支路中所产生的电流或电压的代数和。
叠加定理,戴维南定理和诺顿定理
(3)电路如图所示。若已知:
(1) uS1 5V, uS2 10V (2) uS1 10V, uS2 5V
(3) uS1 20 cos tV, uS2 15sin 2 t V 试用叠加定理计算电压u 。
R
Rab
R1 R2 R1 R2
1 1.5 1 1.5
0.6
23
据图1-7(b),可以很容易求得电阻R3的电流为:
I3
E R R3
4.8 0.6 10
0.45 A
24
2、诺顿定理
2、诺顿定理: 任何一个含源线性二端网络都可以等效成
为一个理想电流源和内阻并联的电源。
25
图中等效电源的电流ΙS等于该含源二端网络 的短路电流。内阻R0则等于该二端网络中所有 电源都为零时的两个输出端点之间的等效电阻,
b+ –
解
12V
(1) 求短路电流Isc
I1 =12/2=6A
– 24V
+
应用分 流公式
I2=(24+12)/10=3.6A Is=-I1-I2=- 3.6-6=-9.6A
(2) 求等效电阻Req
a
10
R0
2
b
R0=10//2=1.67
(3) 诺顿等效电路:
a I 4
b
-9.6A 1.67
I =2.83A
I1'
R1
E1 R2 //
R3
R1 R2
R2 R3 R2 R3
R3 R1
E1
E2单独作用时((c)图)
I1
R3 R1 R3
戴维宁定理和诺顿定理的实验报告
戴维宁定理和诺顿定理的实验报告引言:戴维宁定理和诺顿定理是电路理论中的两个重要定理,它们为我们理解电路的运行原理提供了重要的理论基础。
本实验报告旨在通过实验验证戴维宁定理和诺顿定理,并分析实验结果,以加深对这两个定理的理解和应用。
一、实验目的:本实验的目的是验证戴维宁定理和诺顿定理,并分析实验结果,探讨这两个定理在电路分析中的重要性和应用。
二、实验原理:1. 戴维宁定理:戴维宁定理是电路分析中的重要定理之一,它给出了计算电路中任意两点之间电压的方法。
根据戴维宁定理,我们可以将电路中的电压源和电阻转化为等效的电流源和电阻,从而简化电路分析的过程。
2. 诺顿定理:诺顿定理也是电路分析中的重要定理,它给出了计算电路中任意两点之间电流的方法。
根据诺顿定理,我们可以将电路中的电流源和电阻转化为等效的电压源和电阻,从而简化电路分析的过程。
三、实验步骤:1. 实验准备:准备一块实验板、电压源、电流表和电阻。
2. 实验一:验证戴维宁定理将电压源和电阻连接在实验板上,测量并记录两点之间的电压。
然后根据戴维宁定理,将电压源转化为等效的电流源,再次测量并记录两点之间的电压。
比较两次测量结果,验证戴维宁定理的准确性。
3. 实验二:验证诺顿定理将电流源和电阻连接在实验板上,测量并记录两点之间的电流。
然后根据诺顿定理,将电流源转化为等效的电压源,再次测量并记录两点之间的电流。
比较两次测量结果,验证诺顿定理的准确性。
四、实验结果与分析:根据实验数据计算得出的电压和电流结果与实验测量结果基本一致,验证了戴维宁定理和诺顿定理的准确性。
通过对实验结果的分析,我们可以进一步理解戴维宁定理和诺顿定理在电路分析中的应用。
五、实验结论:本实验通过验证实验结果,证明了戴维宁定理和诺顿定理的准确性和重要性。
这两个定理为我们简化电路分析提供了理论基础,使得电路分析更加简单和高效。
六、实验心得:通过本次实验,我更加深入地理解了戴维宁定理和诺顿定理的原理和应用。
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。
验证戴维南定理和诺顿定理实验报告
验证戴维南定理和诺顿定理实验报告戴维南定理(Kirchhoff's theorem)和诺顿定理(Norton's theorem)是电路理论中重要的基本定理。
为了验证这两个定理,可以进行以下实验。
实验步骤:1. 准备一个简单的直流电路,包括电源、电阻等元件。
2. 使用万用表测量电路中的各个元件的参数,如电流、电压等。
验证戴维南定理:1. 在电路中选择一个节点,将其它节点与该节点相连。
2. 测量该节点处的电流,记为I。
3. 将电流源连接到该节点,同时将电阻连接到电流源的另一头。
4. 测量电流源的电压,记为U。
5. 在电路中测量其它节点处的电压和电流,确保测量连接正确。
6. 计算I-U,即节点处进出的电流差异。
如果差异接近于零,说明实验结果符合戴维南定理。
验证诺顿定理:1. 在电路中选择一个支路,断开该支路的导线。
2. 测量该支路两个断开导线处的电压,记为U1和U2。
3. 计算U1-U2,即支路两端电压差。
确保测量连接正确。
4. 在电路中测量该支路断开导线处的电流,记为I。
5. 计算(U1-U2)/I,即支路两端电压差除以电流。
如果结果接近于零,说明实验结果符合诺顿定理。
实验注意事项:1. 实验过程中要注意安全,避免触电等危险。
2. 对于测量仪器的使用,要按照操作说明正确使用,避免误差产生。
3. 在连接电路时,要保证连接牢固,避免导线接触不良导致的测量错误。
4. 实验数据的精确性和准确性对于验证定理的结果有着重要影响,需要仔细测量和计算。
总结:通过以上实验步骤的操作和数据测量,可以验证戴维南定理和诺顿定理是否成立。
如果实验结果符合定理的要求,说明定理的基本原理得到了验证。
实验三 叠加定理
实验三 叠加定理、戴维南定理的验证一、实验目的1.通过实验验证线性电路叠加定理、戴维南定理的正确性,加深对该定理的认识和理解。
1. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 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1.叠加定理指出:在有几个独立源共同作用下的线性电路中,通过每一个组件的电流或其两端的电压,可以看成是一个独立源单独作用时在该组件上所产生的电流或电压的代数和。
2.戴维南定理指出:任何一个线性有源网络,对外电路而言,都可以用一个电压源和内阻的串联支路来代替如图3-1所示。
图3-1其中电压源的数值等于原有源二端网络的开路电压U o ,其内阻R o 等于有源二端网络中所有独立源置零(理想电压源视为短路,理想电流源视为开路)时的等效内阻。
三、实验内容与要求图3-2 叠加定理实验图1.叠加定理的验证实验线路如图3-2所示,取E1=12V,E2=6V(1)E1单独作用时,各支路的电流和电压测量E1单独作用时(将开关S1投向E1侧,开关S2投向短路侧),用数字电压表和数字毫伏表(接电流插头)测量各支路电流及各电阻组件两端的电压,记录于表3-1中。
(2)E2单独作用时,各支路的电流和电压测E2单独作用时(将开关S1投向短路侧,开关S2投向E2侧)重复实验步骤(1)的测量,将测试结果记录于表3-1中。
(3)E1和E2共同作用时,各支路的电流和电压测量E1和E2共同作用时(开关S1和S2分别投向E1和E2侧)重复上述的测量,将测试结果记录于表3-1中。
表3-12.戴维南定理的验证实验线路如图3-3所示。
图3-3 戴维南定理实验图(1)用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc 和Ro按图3-3(a)所示,接入稳压电源Es 和恒流源Is及可变电阻箱RL ,用直流电压表测AB两点开路电压Uoc,然后测AB两点短路时的电流Isc,记录于表3-2中,从而算出有源二端网络的等效内阻Ro。
第四章叠加定理,戴维宁定理和诺顿定理
第四章电路定理一、教学基本要求1、了解叠加定理的概念,适用条件,熟练应用叠加定理分析电路。
2、掌握戴维宁定理和诺顿定理的概念和应用条件,并能应用定理分析求解具体电路。
二、教学重点与难点1. 教学重点:叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理。
2.教学难点:各电路定理应用的条件、电路定理应用中受控源的处理。
三、本章与其它章节的联系:电路定理是电路理论的重要组成部分,本章介绍的叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理适用于所有线性电路问题的分析,对于进一步学习后续课程起着重要作用,为求解电路提供了另一类分析方法。
四、学时安排总学时:6五、教学内容§4.1 叠加定理1.叠加定理的内容叠加定理表述为:在线性电路中,任一支路的电流(或电压)都可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和。
2.定理的证明图4.1图4.1所示电路应用结点法:解得结点电位:支路电流为:以上各式表明:结点电压和各支路电流均为各独立电源的一次函数,均可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加,即表示为:式中a1,a2,a3,b1,b2,b3和c1,c2,c3是与电路结构和电路参数有关的系数。
3.应用叠加定理要注意的问题1) 叠加定理只适用于线性电路。
这是因为线性电路中的电压和电流都与激励(独立源)呈一次函数关系。
2) 当一个独立电源单独作用时,其余独立电源都等于零(理想电压源短路,理想电流源开路)。
如图4.2所示。
=三个电源共同作用i s1单独作用+ +u s2单独作用u s3单独作用图4.23) 功率不能用叠加定理计算(因为功率为电压和电流的乘积,不是独立电源的一次函数)。
4) 应用叠加定理求电压和电流是代数量的叠加,要特别注意各代数量的符号。
即注意在各电源单独作用时计算的电压、电流参考方向是否一致,一致时相加,反之相减。
5) 含受控源(线性)的电路,在使用叠加定理时,受控源不要单独作用,而应把受控源作为一般元件始终保留在电路中,这是因为受控电压源的电压和受控电流源的电流受电路的结构和各元件的参数所约束。
验证戴维南定理及诺顿定理
2.按照要求把变阻箱的数值 2.按照要求把变阻箱的数值 条调出相应的数值
3. 在变阻箱上调节出一个根据实 验数据得出的电阻Ro,做为等效 验数据得出的电阻Ro,做为等效 电源的内阻。先将电压源调节 为Uoc,使其与Ro串联组成戴 Uoc,使其与Ro串联组成戴 维南等效电路,并接入负载电 阻RL,再次测量负载电压和电 RL,再次测量负载电压和电 流,和等效前电路相比较。再 将电流源调为Isc,使其与Ro并 将电流源调为Isc,使其与Ro并 联组成诺顿等效电路,再次测 量负载电压和电流,和等效前 电路相比较。
实验三 验证戴维南定理及诺 顿定理
实验目的: 实验目的: 1.验证戴维南定理——等效电压源 .验证戴维南定理——等效电压源 定理的正确性 2.验证诺顿定理—— 等效电流源 .验证诺顿定理—— 定理的正确性
实验器材: 实验器材:
1. 本实验用到的挂件有DG04 直流稳压 本实验用到的挂件有DG04 电源 2. DG31毫安表 DG31毫安表 3. DG05线路板及DG09 元件挂件。 DG05线路板及DG09
实验电路图:
戴维南定律 :
实验电路图:
诺顿定律Biblioteka 实验步骤: 实验步骤:1. 首先把12V电压源和10mA电流源 首先把12V电压源和10mA电流源 接入电路。然后,把负载断开,用 电压表测量开路电压Voc;并记录数 电压表测量开路电压Voc;并记录数 据。接下来,搬动控制开关K 据。接下来,搬动控制开关K,使 负载短路,用电流表测量短路电流 Isc;并记录实验数据,根据实验数 Isc;并记录实验数据,根据实验数 据计算出等效电阻Ro。 据计算出等效电阻Ro。
实验注意事项 :
1.注意测量时,电流表量程的更换。 2.用万用表直接测Ro时,网络内的独立电 2.用万用表直接测Ro时,网络内的独立电 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。 3.改接线路时,要关掉电源。
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实验三戴维南定理和诺顿定理实验姓名学号专业实验台号实验时间一、实验目的1.通过实验验证戴维南定理和诺顿定理,加深理解等效电路的概念2.学习用补偿法测量开路电压二、原理1.戴维南定理: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电阻的串联组合等效置换。
诺顿定理: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等效电路。
以上等效变换的电路如图3-1所示。
(a) 线性含源一端口电路(b) 基于戴维南定理的替代电路(c) 基于诺顿定理的替代电路图3-1 等效变换图2.含源一端口网络开路电压的测量方法(1)直接测量法:当电压表内阻R v相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量器开路电压U oc。
(2)补偿法:当电压表内阻R v相比不可忽略时,补偿法可以消除或减小电压表内阻在测量中产生的误差。
图3-23.测量一端口网络输入端等效电阻R i(1)测量含源一端口网络的开路电压U oc和短路电流I sc,则oci scU R I =(2)将含源一端口网络除源,化为无源网络P ,然后按图接线,测量U s 和I ,则si U R I=图3-3三、实验仪器和器材1. 0-30V 可调直流稳压电源 2. +15直流稳压电源 3. 0~200mA 可调恒流源 4. 电阻 5. 电阻箱6. 交直流电压电流表/电流表 7. 实验电路板 8. 短接桥 9. 导线四、实验内容及步骤1. 测量含源一端口网络的外部伏安特性测量含源一端口网络的外部伏安特性:用电阻箱作为一端口网络的外接电阻R L ,如图3-4所示,测量结果在表3-1中。
()L R ω0 500 1k 1.5k 2k 2.5k 开路 I(mA) U(V)图3-42. 验证戴维南定理电压源用直流稳压电源代替,调节电源输出电压,使之等于U OC ,R i 用电阻箱代替,在CD 端接入负载电阻R L ,改变电阻值,侧去电流和电压。
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实验三叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理
一、实验目的
(1)进一步熟悉虚拟实验,可熟练使用Pspice;
(2)验证叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理;
(3)理解电路等效的意义,了解一个电路的戴文宁形式和诺顿形式的相互转
二、实验内容与实验方法
1、叠加定理的验证
叠加定理指出:当一个线性电路中有多个电源作用时,电路中任一个电压或电流参数都等于单个电源作用时该参数的代数和。
按下图用Pspice画出电路,在本电路中共有三个电源,分别是一个12伏的电压源V1,一个24伏的电压源V2,一个10mA的电流源I1。
图3-1
实验步骤
(1)设置V1=12V、V2=0、I1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第二行。
(2)设置V2=24V、V1=0、I1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第三行。
(3)设置I1=10mA、V2=0、V1=0。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电
流,记录在表一的第四行。
(4)设置V1=12V、V2=24V、I1=10mA。
测量R2(4K电阻)上的电压和流过该电阻的电流,记录在表一的第五行。
表一
2、文宁定理和诺顿定理
对于任意一个两端口电路,可以等效为一个电压源和一个电阻的串联,这就是戴文宁定理。
而诺顿定理又指出:对于任意一个两端口电路,可以等效为一个电流源和一个电阻的并联。
根据上述的定理,对于如图3-2的电路,可以等效为图3-3的戴文宁形式,或图3-4的诺顿形式。
图3-2
图3-3 图3-4
实验步骤
(1)按图3-2用Pspice画出电路图,在a-b两端接一个电阻R3,调节R3为100,500,1K,2K,5K,10K,20K,50K。
分别记录下在每种阻值情况下R3上的电压和流过该电阻的电流(表二第二行)。
(2)用Pspice画出电路图3-3,在a-b两端接一个电阻R3,调节R3为100,500,1K,2K,5K,10K,20K,50K。
分别记录下在每种阻值情况下R3上的电压和
流过该电阻的电流(表二第三行)。
(3)Pspice画出电路图3-4,在a-b两端接一个电阻R3,调节R3为100,500,1K,2K,5K,10K,20K,50K。
再分别记录下在每种阻值情况下R3上的电压和流过该电阻的电流(表二第四行)。
表二-1:R3上的电压记录
表二-2:流过R3的电流记录
3、分析与设计性实验
对于图3-1所示的电路,设置I1=0与把I1短路有没有区别?与把I1开路有没有区别?利用实验来回答。
同样,对于图3-1所示的电路,设置V1=0与把V1短路有没有区别?自己构成电路,利用实验结果来回答。
三、问答题
1、在利用叠加定理时,或用戴文宁定理进行电路的等效变换时,为什么电压源应短路,电流源应开路??
2、效变换之后是否影响外部电路的电参数计算结果,是否影响内部电路的电参数
计算结果?
四、实验报告
根据实验得到的测试数据,经整理后,完成实验报告。
具体要求如下:
1、表一,第二、三、四行与第五行之间有什么关系?用理论说明。
2、表二,对照第二、三、四行的记录用理论解释为什么相同。
3、成分析与设计性实验后,回答:(1)进行各种等效时为什么电压源应短路?(2)
为什么电流源应开路?
4、告中应包括相应的电路图、数据、伏安曲线和测试记录的数据等。