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

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=oc U U S （R 3//R 33）/（(R 1//R 11)+(R 3//R 33)）=2.613 V ；

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

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

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 10.41mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.60V 5. 实测电路

（1） 原电路

负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.32mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 2.60V （2） 等效电路

负载L R 短路时的短路电流=sc I 10.32mA 负载L R 开路时的开路电压=oc U 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。

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。