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

三、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。如图实验方法

1．比较测量法

2．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。

3．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。

4．等效参数的获取?

5．??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。

6．??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。

7．电路的外特性测量方法

8．??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。

9．测量点个数以及间距的选取

10．??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 器件 R1 R2 R3 R11 R22 R33 阻值(单位)

Ω

220Ω

270Ω

Ω

270Ω

330Ω

2. Multisim 仿真

（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=oc U U S （R 3//R 33）/（(R 1//R 11)+(R 3//R 33)）= V ；

输入电阻R=((R 1//R 3)+R 2)//((R 11//R 33)+R 22)=Ω

（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 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L R 短路时的短路电流=sc I 负载L R 开路时的开路电压=oc U

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。 等效电压=oc U

等效电阻R 0=Ω

4. 在通用电路板上焊接戴维南等效电路； 参数测试：

负载L R 短路时的短路电流=sc I 负载L R 开路时的开路电压=oc U 5. 实测电路

（1） 原电路

负载

L R

短路时的短路电流=

sc

I

负载

L

R开路时的开路电压=

oc

U

（2）等效电路

负载

L

R短路时的短路电流=

sc

I

负载

L

R开路时的开路电压=

oc

U

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

负载电

阻（Ω）

负载电压（V）负载电流（mA）

Multisim 实验板Multisim 实验板原电路等效电路原电路等效电路原电路等效电路原电路等效电路300

600

900

1200

1500

1800

2100

2400

2700

3000

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