戴维南定理教案
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教案：课题：戴维南定理、知识目标：理解相关概念：二端网络及其等效，戴维南定理教学目的：1网孔2、能力目标：会求解简单二端网络的开路电压和等效电阻，会解不多于2节点2 的复杂电路某支路电流、电压
教学重难点：戴维南定理的理解应用教学过程：复习提问讨论引入新课：，试运用所学过的知识，可用什么IRL讨论提问：求解下列图（1）所示电路中流过支路的电流3方法解题？
对于这个题，很多同学马上会想到可用支路电流法、叠加原理来求解，让两位同学到黑板上用学过的方法来求解该题，发现不论用何种方法，都要列写方程和求解方程，比较烦琐。引入新课：现在有一种比较简单的方法，不需要列方程，只需三步就可求出某支路电流，这就是本堂课所要介绍的课题——戴维南定理，从而很好地调动了学生参与课堂教学的积极性。新课教学一、二端网络、定义：任何具有两个引出端的电路都叫做二端网络。1）、、有源二端网络：含有电源的二端网络叫做有源二端网络，否则叫做无源二端网络。如图（22 图（3）所示：1
二、戴维南定理
1、内容：任何一个有源二端线性网络都可用一个等效的电压源来表示。等效电压源的电动势E0等于待求支路断开时有源二端线性网络的开路电压U；等效电压源的内电阻r等于待求支路断开OC时从A、B两端向有源二端网络看进去的电阻R（此时网络内恒压源处用短路代替，恒流源作断0路处理）。
2、举例介绍用戴维南定理求某一支路电流的方法和步骤
用戴维南定理求下图所示电路中的电流I
I所示电路中电流3例：用戴维南定理求图。
5?a b处断开，如(b)电阻从图、解：（1）将
(b)
）（a
(c) (d)
4）图（
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U?3?2?6V）求开路电压为（2OC R?3?（3）求等效电阻如图(c) 0(4) 作戴维南等
效电路如图（d），可求得电流I：
U6OC??0.75A I?R?53?503、讨论小结戴维南定理步骤：
（1）断开待求支路，将电路分为待求支路和有源二端网络（如图b所示）两部分。
（2）求出有源二端网络两端点间的开路电压U，即为等效电源的电动势E。0oc（3）将有源二端网络中各电源置零,即电压源短路，电流源开路后（如图c所示），计算无源二端网络的等效电阻，即为等效电源的内阻R。0（4）将等效电源与待求支路连接，形成等效简化电路（如图d 所示），根据已知条件求解。
※注意：（1）等效电源的电动势E的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致。0
（2）等效电源只对外电路等效，对内电路不等效。
三、学生课堂练习题：
用戴维南定理求上图（1）所示电路中流过RL中的电流I，并与前面所用的支路电流法和叠3加原理两种方法进行比较。
四、教学小结：
1、任何具有两个引出端的电路都叫做二端网络，含有电源的二端网络叫做有源二端网络。
2、戴维南定理是计算复杂电路的一种方法。它的主要内容是：任何一个有源二端网络都可以用一个电动势E和内电阻R串联的等效电源来代替。00五、课外作业：
课后练一练、习题册计算题2、3
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板书提纲：戴维南定理
一、复习
图（1）图（2）
二、相关概念
二端网络
1、定义：两个引出端的电路
2、有源二端网络：有电源的二端网络否则无源二端网络。
三、戴维南定理
1、内容：有源二端线性网络，一个等效的电压源。E0等于有源二端线性网络的开路电压UOC；内电阻R0等于待求支路断开时从A、B两端等效电阻。
2、例：用戴维南定理求下图所示电路中的电流I
I所示电路中电流3例：用戴维南定理求图。
5?a b处断开，如(b)图解：（1）将电阻从、
(b)
）（a
(c) (d)
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U?3?2?6V（2）求开路电压为OC R?3? (c) （3）求等效电阻如图0(4) 作戴维南
等效电路由图（d）可求得
U6OC??0I?.75A R?53?50、用戴维南定理解题步骤：3 （1）断开待求支路，，2（）求出Uoc（3）求等效电源的内阻R0。
（4）等效简化电路
※注意点：（1）等效电源的电动势E0的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致。
（2）等效电源只对外电路等效，对内电路不等效。
四、练习
用戴维南定理求上图（1）所示电路中流过RL中的电流IL，并与前面所用的支路电流法和叠加原理两种方法进行比较。（当R每改变一次时，只需重新计算最后一步，即：IL=E0 ∕
(R0+RL) ，大大简化了计算。）
五、课外作业：习题册计算题2、3
附讲义练习
练习
一、填空题
1、任何具有两个出线端的部分电路都称为__ __ ，其中若包含电源则称为___ 。
2、一有源二端网络，测得起开路电压为6V，短路电流为3A，则等效电压源为
U=_ _V, s R=_ ___Ω。03、用戴维南定理求等效电路的电阻时，对原网络内部电压源作_ ____处理，电流源作__ __处理。
4、某含源二端网络的开路电压为10V，如在网络两端接以10Ω的电阻，二端网
络端电压为8V，此网络的戴维南等效电路为U=_ ___V, R=__ __Ω。0s 1
二、计算题
1、图3-8-2所示电路，试求开路电压及等效电阻。
3-8-2
图
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戴维南定理和诺顿定理实验_模板
实验三戴维南定理和诺顿定理实验 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3-2 3．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
oc i sc U 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 s i 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。
戴维南定理实验报告
实验一戴维南定理 班级：17信息姓名：张晨瑞学号：20 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。 6.初步掌握Origin绘图软件的应用方法。 二、实验原理 一个含独立源、线性电阻的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子的床帘组合来等效置换，去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。这一定理成为戴维南定理。 三、实验方法 1.比较测量法 戴维南定理是一个等效定理，因此应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。 实验中首先测量原电路的外特性，在测量等效电路的外特性，最后比较两者是否一致，等效电路中的等效参数的获取，可通过测量得到，并同根据电路结构所推到计算出的结果相比较。 实验中期间的参数应使用实际测量值。实际值和期间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，使用万用表阻挡测量。 3.测量点个数以及间距的选取 测试过程中测量的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，应使测量间距尽量平均，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的点个数以及间距的选取。 为了比较完整地反映特性和形状，一般选取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。为了办政策亮点分布合理，迎新测量特性的最大值和最小值，再根据点数合理选择测量间距。 4.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。 四、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 五、实验内容 1.测量电阻的实际值，填表，并计算等效电源电压和等效电阻 2.Multisim仿真 (1)创建电路； (2)用万用表测量端口开路电压和短路电流，并计算等效电阻； (3)用万用表的Ω挡测量等效电阻，与（2）比较，将测量结果 填入表1中；
实验八--戴维南定理和诺顿定理
实验八戴维南定理和诺顿定理 一、实验目的 1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对两个定理的理解。 2.掌握含源二端网络等效参数的一般测量方法。 3.验证最大功率传递定理。 二、原理说明 戴维南定理与诺顿定理在电路分析中是一对“对偶”定理，用于复杂电路的化简，特别是当“外电路”是一个变化的负载的情况。 在电子技术中，常需在负载上获得电源传递的最大功率。选择合适的负载，可以获得最大的功率输出。 1.戴维南定理 任何一个线性有源网络，总可以用一个含有内阻的等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于该网络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro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。 2.诺顿定理 任何一个线性含源单口网络，总可以用一个含有内阻的等效电流源来代替，此电流源的电流Is等于该网络的短路电流Isc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。 Uoc、Isc和Ro称为有源二端网络的等效参数。 3.最大功率传递定理 在线性含源单口网络中，当把负载RL以外的电路用等效电路(Es+Ro或Is∥Ro)取代时，若使R L=Ro,则可变负载R L上恰巧可以获得最大功率： P MAX=I sc2.R L/4=Uoc2/4RL (1) 4.有源二端网络等效参数的测量方法 ⑴开路电压Uoc的测量方法 ①直接测量法 直接测量法是在含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，如图8-1(a)所示。它适用于等效内阻Ro较小，且电压表的内阻Rv>>Ro的情况下。 ②零示法 在测量具有高内阻(Ro>>Rv)含源二端网络的开路电压时，用电压表进行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8-1(b)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Es与有源二端网络的开路电压Uoc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。 ⑵短路电流Isc的测量方法 ①直接测量法：是将有源二端网络的输出端短路，用电流表直接测其短路电流Isc。此方法适用于内阻值 Ro较大的情况。若 二端网络的内阻值 很低时，会使Isc 很大，则不宜直接测 其短路电流。
第四节：戴维南定理教案
（ | （ 引导学生在理解戴维南定理实质的基 础上按照一定的逻辑 顺序，逐步求解。 当有一个复杂电路，并不需要把所有支路电流都求出来，只要求出某一支路的电流，在这种情况下，用前面的方法来计算就很复杂，应用戴维宁定理求解就较方便。 一、二端网络 网络：任意电路都可称为网络。 二端网络：具有两个引出端与外电路相连的网络。 分类： ???? ?非线性线性?????无源 等效成一个电阻有源 等效成一个电源 ！ 如图所示两种线性二端网络的等效 等效成的电源有两种情况，一种是电压源，一种是电流源，等效成电压源即是戴维宁定 理。 二、戴维宁定理 （一）、内容： 任何有源二端线性网络，都可以用一条含源支路即电压源U s 和电阻R 0的串联组合起来等效替代(对外电路)，其中电阻R 0等于二端网络化成无源(电压源短接，电流源断开)后，从两个端钮间看进去的电阻R ab ，电压源的电压U s 等于二端网络两个端钮之间的开路电压U oc 。
图(b)中，N—有源二端线性网络；N0—N中所有电源置零时所得的网络（二）、解题步骤： ` ①把待求支路暂时移开(开路)，得一有源二端网络； ②根据有源二端网络的具体结构，用适当方法计算a、b两点间的开路电压； ③将有源二端网络中的全部电源置零(恒压源须短路，恒流源须断路)，计算a、b两点 间的等效电阻； ④画出由等效电压源(U s＝U OC、R0＝R ab)和待求支路组成的简单电路，计算待求电压或 电流。 （三）、应用戴维南定理必须注意： ①戴维南定理只对外电路等效，对内电路不等效。也就是说，不可应用该定理求出等 效电源电动势和内阻之后，又返回来求原电路(即有源二端网络内部电路)的电流、电压和功率。 ②应用戴维南定理进行分析和计算时，如果移走待求支路后的有源二端网络仍为复杂 电路，可再次运用戴维南定理，直至成为简单电路。 ③戴维南定理只适用于线性的有源二端网络。如果有源二端网络中含有非线性元件时， 则不能应用戴维南定理求解。 （四）、典型例题讲解 1、某实际电源的开路电压为9 V，短路电流为3 A，当外接负载电阻为6 Ω时，其端电压是() [ A．3 V B．6 V C．9 V D．18 V 2、如图所示，N1，N2均为二端网络．若下列等效成立．则对N1，N2叙述正确的是() 第2题图 A．N1，N2均为线性网络． B．N1，N2均为线性网络或非线性网络． C．N1必须为线性，N2可为线性网络或非线性网络． D．N2必须为线性，N1可为线性网络或非线性网络． 3、如题图(a)所示电路，有源二端网络N的输出电压U和电流I之间的关系如题图(b)所示，则I1＝________A。 ,(a) (b)) ~ 4、电路如图所示，R L获得最大功率的条件是() A．R L＝2ΩB．R L＝1ΩC．R L＝3ΩD．R L＝4Ω
戴维南定理实验报告
戴维南定理实验报告
戴维南定理 班级：14电信学号：1428403003 姓名：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。∴=,33 1131R R R R Θ Uoc=3 11 R R R +=2.609V 。 计算等效电阻：R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ??++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355 ⒉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=250.335O Ω 测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图 V120 V R11.8kΩ R2220Ω R112.2kΩ R22270Ω R33330ΩR3270Ω 50% 2 4 J1Key = A XMM1 6 a 1 7 Uo=2.609V ⒊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 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 62 2.3 31 2.2 9 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 84 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 4 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 63 2.3 3 2.2 91 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 85 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 5
戴维南定理实验报告
戴维南定理 学号：1128403019 姓名：魏海龙班级：传感网技术 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。 4、初步掌握multisim软件中的multimeter、voltmeter、ammeter 等仪表的使用以及DC operating point、paramrter 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。 6、初步掌握Origin绘图软件的应用。 二、实验器材： 计算机一台、通用电路板一块、万用表两只、直流稳压电源一台、电阻若干。 三、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网络的开路电压，其等 效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的数日电 阻。 四、实验内容： 1、电路图：
2、元器件列表： 2、实验步骤： （1）理论分析： 计 算等效电压： 电桥平衡。∴=,331131R R R R Uoc=3 11 R R R +=2.6087V 。 计算等效电阻：R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ? ?++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355
（2）测量如下表中所列各电阻的实际值，并填入表格： 然后根据理论分析结果和表中世纪测量阻值计算出等效电源电压和等效电阻，如下所示： Uc=2.6087V R=250.355Ω （3）multisim仿真： a、按照下图所示在multisim软件中创建电路 b、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，结果如下：Us= 2.609V I= 10.42mA R=250.38Ω
实验一 叠加定理和戴维南定理
实验一叠加定理和戴维南定理 一、实验目的 1.通过实验方法验证叠加定理和戴维南定理。 2.通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解。 3.通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。 4.学会使用直流电流表和数字万用表。 二、实验原理 1. 叠加定理是线性网络的重要定理。在一个线性网络中，当有n 个独立电源共同作用时，在电路中任一部分产生的响应(电压或电流)等于各独立源单独作用时在该部分产生响应的代数和。 2. 戴维南定理是指一线性含源二端网络，对外电路来说等效为一个电压源与电阻串联，电压源的电压等于二端网络的开路电压，串联电阻为二端网络内部所有独立源为零时的输入端等效电阻。 3. 测量电路中电流的方法 在电路插接板上有电流测试孔，在未接入电流测试线时，电路保持接通状态；当测量电流时，须将电流测试线与电流表相连，其红色接线夹与电流表的正极相连、黑色接线夹与电流表的负极相接，然后将插头插入待测电流电路的电流测试孔，此刻电流表即串接在该电路中，读完电流表数值后，将电流测试插头拔下，当电流测试插头被拔出之后，电流表即脱离该电路，其电流测试
插座仍能保持电路处于接通状态。 三、实验内容 根据提供的电阻参数，设计并选择合适的电压E1，E2 ，测量电路中的电流I1、I2、I3，与理论值比较。 四、实验装置 实验装置如图1—1所示： 图1―1：戴维南定理和叠加定理实验装置 开关K1和K2手柄指向电压源，则相应在AB、CD端接入的电压源被接入电路；若开关K1和K2手柄指向短路线，则AB、CD 端被电路中的短路线短接。 开关K3和K4为单刀三位开关，开关手柄指向左侧ON的位置，则K3、K4处短路；开关手柄指向右侧R4或D1的位置，则K3、
实验六戴维南定理和诺顿定理的验证
实验六 戴维南定理和诺顿定理的验证 ──有源二端网络等效参数的测定 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。 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I SC ，其等效内阻R 0定义同戴维南定理。 Uoc （Us ）和R 0或者I SC （I S ）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 (1) 开路电压、短路电流法测R 0 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 Uoc R 0＝ ── Isc 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R 0 用电压表、电流表测出有源二端网 图6-1 络的外特性曲线，如图6-1所示。 根据 外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻 △U U oc R 0＝tg φ＝ ──＝── 。 △I Isc 也可以先测量开路电压Uoc ， 再测量电流为额定值I N 时的输出 图6-2 U oc －U N 端电压值U N ，则内阻为 R 0＝──── 。 I N (3) 半电压法测R 0 如图6-2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 U I A B I U O ΔU ΔI φ sc oc /2
戴维南定理 教案 22
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新课 内容 小结 作业 一、二端网络 1、二端网络：具有两个与外电路接线端的电路（网络） 2、无源二端网络：不含有电源的二端网络 3、有源二端网络：含有电源的二端网络 二、戴维南定理 1、戴维南定理：对外电路来说，线性有源二端网络可以一个理想电压源和一个电阻的串联组合 来代替。理想电压源的电压等于该有源二端网络两端点间的开路电压，用U0表示；电阻则等 于该网络中所有电源都不起作用时两端点间的等效电阻 2、例题:如图所示电路，求通过3Ω电阻的电流和两端电压 解：移除待求支路，开路电压U0=1+2*0+1*2+3=6V 二端网络的等效电阻 R0=1+2=3Ω 接上待求支路 I=6/(3+3) = 1A Uab=3*1=3v 三、戴维南定理解题步骤 1、把复杂电路分成待求支路和有源二端网络两部分 2、把待求支路移开，求出有源二端网络两端点间的开路电压U0 3、把网络内各电压源短路，电流源切断，求出无源二端网络两端点间的等效电阻R0 4、画出等效电压源图，其电压源的电动势E=U0，内阻r0=R0，并与待求支路接通，形成与原电 路等效的简化电路，用欧姆定律或基尔霍夫定律求支路的电流或电压。 四、注意事项 戴维南定理只适用于有缘二端网络为线性的电路，若有源二端网络含有非线性电阻时，不能应 用戴维南定理 2、在画等效电路时，要注意等效电压源的电动势的方向应与有源二端网络开路时的端电压相符 合。 3、用单位内动力计算有源二端网络的等效电压源时，只对外电路等效，即只对移开的待求支路 等效。对内电路绝不能用该等效电压源来计算原电路中各支路的电流 回顾板书，强调知识点 二端网络、无源二端网络、有源二端网络、戴维南定理、戴维南定理解题步骤、注意事项 整理例题 板 书 教学过程： 学生阅读教 材 组内同学合 作初步整理 知识点 师生共同整 理、讲解知识 点
叠加原理及戴维南定理的验证
实验二叠加定理及戴维南定理的验证 一、实验目的 1.验证线性电路叠加原理的正确性，加深对其使用范围的理解； 2.通过实验加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解； 3.验证戴维南定理的正确性； 二、实验原理 叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。如果网络是非线性的，叠加原理将不适用。 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。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E S等于这个有源二端网络的开路电压U OC，其等效内阻R O等于该网络中所有独立源均置于零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。U OC和R O分别称为有源二端网络的开路电压和等效电阻。 三、实验组件 多功能实验网络；直流电压表；直流电流表；可调直流稳压源；可调直流电流源；可调电阻。 四、实验步骤 1、验证线性电路的叠加原理： ○1按图1电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○2开路I s，合上E后测各支路的电压、电流； ○3短接E，测量I s单独作用时，各支路的电压、电流； ○4测量E、I s同时作用时各支路电压、电流； ○5根据记录的数据，验证电流、电压叠加原理。 2、戴维南定理验证： （1）测量含源单口网络： ○1按图2电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○2设定I s=15mA、E s=10V； ○3调节精密可调电阻，测定AB支路从开路状态（R=∞，此时测出的U AB为A、B开路电压U OC）变化到短路状态（R=0,此时测出的电流即为A、B端短路时 S 图2
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）
叠加定律与戴维南定理
教案首页北京市工贸技师学院
应用举例 【例1-6】如图1-6(a)所示电路，已知E 1 = 17 V ，E 2 = 17 V ，R 1 = 2 ，R 2 = 1 ，R 3 = 5 ，试应用叠加定理求各支路电流I 1、I 2、I 3 。 解：(1) 当电源E 1单独作用时，将E 2视为短路，设 R 23 = R 2∥R 3 = 0.83 A 1A 5A 683 .217 13 22 313 23 223111=+==+===+= 'I R R R 'I 'I R R R 'I R R E 'I (2) 当电源E 2单独作用时，将E 1视为短路， 设 R 13 =R 1∥R 3 = 1.43 则 A 2A 5A 743 .217 23 11 323 13 113222=+==+===+= ''I R R R ''I ''I R R R ''I R R E ''I (3) 当电源E 1、E 2共同作用时(叠加)，若各电流分量与原电路电流参 考方向相同时，在电流分量前面选取“+”号，反之，则选取“-”号： I 1 = I 1′- I 1″ = 1 A ， I 2 = - I 2′ + I 2″ = 1 A ， I 3 = I 3′ + I 3″ = 3 A 二 戴维宁定理的内容 定理： 任一线性含源的二端网络 N ，对外而言，可以等效为一理想电压源与电阻串联的电压源支路。 理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压，其串联电阻（内阻）等于原二端网络化成无源（电压源短路，电流源开路）后，从端口看进去的等效电阻。 戴维宁定理应用 解题步骤如下 ⑴将待求支路从原电路中移开，留下的部分即为一个有源二端网络。 ⑵求该有源二端口的开口电压Uab=US 的大小。 ⑶求该有源二端口除源后的等效电阻Rab=Ri 。 ⑷将以上求得的U S 、Ri 及待求支路组成新电路，求解待求支路电流I ，则待求的支路电流即为
实验四-验证戴维南定理和诺顿定理
实验四-验证戴维南定理和诺顿定理
实验四验证戴维南定理和诺顿定理 一、实验目的 （1）进一步熟悉PSPICE 仿真软件中绘制电路图，初步掌握符号参数、分析类型的设置。 （2）学习Probe窗口的简单设置。 （3）加深对戴维宁定理与诺顿定理的理解。 二、原理与说明 戴维南定理指出，任一线性有源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电压源与电阻串联的支路来代替，该电压源的电压U S等于原网络的开路电压 U OC，电阻R O等于原网络的全部独立电源置零后的输入电阻Req。原网络如图4-1（a），其等效变换如图4-1（b）。 诺顿定理指出，任一线性有源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电流源与电导并联的支路来代替，该电流源的电流I S等于原网络的短路电流I SC，其电导G O等于原网络的全部独立电源置零后的输入电导Geq ( Geq=1／Req )。其等效变换如图4-1（c）。等效内阻的测量图如图4-2所示。 图4-1 实验原理与说明图4-2 等效内阻的测量 三、实验设备 个人计算机、OrCAD/PSpice9.2软件。 四、实验内容 （1）测量有源一端口网络（如图4-3）等效入端电阻Req和对外电路的伏安
特性。其中U1= 5V，R1= 100Ω，U2= 4V，R2= 50Ω，R3=150Ω。 （2）根据（1）中测出的开路电压U OC、输入电阻Req，组成图4-1(b) 的等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。 （3）根据（1）中测出的短路电流I SC、输入电阻Req，组成图4-1(c) 的等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。 图4-3 原理图 五、实验步骤 R1 100R2 50 R3 150 RL {v ar} V1 5v V2 4v PARAMETERS: R0 1k RLd 1k V3 Is G0 1k RLn 1k 图4-4 绘制的电路图 （1）在Capture环境下绘制图4-4电路原理图，包括取元件、连线、输入参数和设置节点等。分别编辑原电路、戴维宁等效电路和诺顿等效电路（等效参数待定，电压源和电流源默认值为0），检查无误后存盘。 （2）为测量原网络的伏安特性，图4-4 中的R L是电阻值需改变。为此，R L 的阻值要在“PARAM”中定义一个全局变量var（参数值可任意选择如10Ω、1kΩ，同时把R L的阻值也设为该变量{var}。 注：PARAM设置方法是从special库中选取PARAM放置在电路图上，双击该器件在属性栏左上角的New Column，输入名称var，值1k。如要显示该名称和值在电路图上，在数据栏上右键单击，修改display属性。 （3）为测电路的开路电压U OC及短路电流I SC，设定分析类型为“DC
《戴维南定理》教案设计
《戴维南定理》教案
戴维南定理 (《电工基础》第2版第三章第四节) 教学目标：知识目标：a.掌握戴维南定理的内容；b.掌握用戴维南定理求解某一条支路的步 骤，并能熟练应用到实际电路中。 能力目标：通过戴维南定理的教学，培养学生观察、猜想、归纳问题的能力，分 析电路的能力，调动学生探求新知的积极性。 教学内容及重点、难点分析： 内容：1．掌握戴维宁定理的内容。 2．能正确运用戴维宁定理进行解题。 重点：戴维南定理的内容；用戴维南定理求解某一条支路电流的方法。 难点分析：正确理解开路电压和入端电阻概念的意义，是掌握戴维南定理的关键。教学对象分析：在前面几节课的学习中，已经具备了一定的电路分析能力，对电源的概念有了较深入的理解。能够比较顺利接受本节内容。 教学策略及教法设计：1.启发式教学、形象直观式教学。为了充分调动学生学习此内容的积 极性，使学生变被动为主动的愉快的学习，要正确处理好主导与主 体的关系，启发式教学始终贯穿于始终，通过师生间的一系列双边 活动，如提问与回答，讲授与思考，口述与板书等，从复习旧课， 到提出问题，由旧到新，由浅入深，循序渐进，将学生的学习积极 性充分调动起来，充分发挥学生的主体作用，让他们在愉快的氛围 中接受知识和技能。 2.采用演示实验，提高教学效率和教学质量。 3.教具：电源、导线、电阻、电流表。
教学媒体和资源应用：幻灯片和实验设备 教学过程设计与分析： 教学程序： 教学 环节 教学程序设计意图复 习提问 提问：如图电路，求解各条支路电 流有哪些方法？ 学生回答：支路电流法、回路电流 法节点电压法、叠加原理。 （1）所画电路图在前面所学内容中多 次出现，是复杂电路中最基本的电路， 学生较熟悉。(2)通过提问，为如何求 解某一条支路的电流打下埋伏。 提示课题由以上复习，我们知道，求解复杂电路中各条支路电 流的方法很多，但若只要求解某一条支路的电流时， 用以上方法就显得很复杂，那用什么方法求解比较简 单呢？从而引出本节课学习内容：戴维南定理。 板书：3.4 戴维南定理 本环节通过复习旧课，提出新问题，自 然的将话题转入到本节课要学的内容 上来，前后自然衔接。 讲授新课·戴维南定理内容的引出首先解释一下名词概念：二端网络、有源二端网络、 无源二端网络。指出上图1中将R3去掉后就是一个有 源二端网络如图2,紧接着提出问题：这样一个内部较 复杂的有源二端网络可否简化？下面通过演示实验 来说明这个问题。 通过实验可以发现图3、图4中流过15Ω电阻的电流 完全一样，也就是说对于15Ω电阻（外电路）来讲， 图3虚框内的有源二端网络可以用图4虚框内的等效 电源来代替，那么等效电源的电动势E0和r0到底取多 少？电路才等效，这就是戴维南定理的内容。 板书：一.内容：对外电路来讲，任何一个线性有源二 端网络都可以用一个等效电源来代替，该电源的电动 势E0等于二端网络的开路电压U0，内阻r0等于该网 络的入端电阻Rr（即网络中各电动势短接时，两出线 端间的等效电阻）。 定理引出的处理，既体现了“不仅要给 学生知识，而且还要揭示获取知识的思 维过程”，包括“知识的形成发展过 程，解题思路的探索过程，解题方法和 规律的概括过程。”的教学要求，又适 当拓宽了知识面，此处通过设疑，启发 学生分析思考，进而让通过对演示实验 的观察和分析，激发他们获取知识的迫 切性。一环套一环，结构紧密。 帮助同学们理解开路电压和入端电阻 的含义。 讲授戴维南定理告诉了我们求等效电源的电动势和内阻的 方法，即求网络的开路电压和入端电阻，这是掌握戴 维南定理的关键。 因为求网络的开路电压和入端电阻，是 掌握戴维南定理的关键，所以在这儿讨 论一下求解方法，边复习，边巩固，注
戴维南定理教案
2、有源二端网络：含有电源的二端网络叫做有源二端网络，否则叫做无源二端网络。如图（2）、图（3）所示： 二、戴维南定理 1、内容：任何一个有源二端线性网络都可用一个等效的电压源来表示。等效电压源的电动势 E 0等于待求支路断开时有源二端线性网络的开路电压U OC ；等效电压源的内电阻r 等于待求支路断开时从A 、B 两端向有源二端网络看进去的电阻 R 0（此时网络内恒压源处用短路代替，恒流源作断路处理）。 2、举例介绍用戴维南定理求某一支路电流的方法和步骤 用戴维南定理求下图所示电路中的电流I 例：用戴维南定理求图3所示电路中电流I 。 解：（1）将 5电阻从a 、b 处断开，如(b)图
（a ） (b) (c) (d) 图（4） （2）求开路电压为 V 623=?=OC U （3）求等效电阻如图(c) Ω=30R (4) 作戴维南等效电路如图（d ），可求得电流I ： 3、讨论小结戴维南定理步骤： （1）断开待求支路，将电路分为待求支路和有源二端网络（如图b 所示）两部分。 （2）求出有源二端网络两端点间的开路电压U oc ，即为等效电源的电动势E 0。 （3）将有源二端网络中各电源置零,即电压源短路，电流源开路后（如图c 所示），计算无源二端 网络的等效电阻，即为等效电源的内阻R 0。 （4）将等效电源与待求支路连接，形成等效简化电路（如图d 所示），根据 已知条件求解。 ※ 注意：（1）等效电源的电动势E 0的方向与有源二端网络开路时的端电压极性一致。 （2）等效电源只对外电路等效，对内电路不等效。 三、学生课堂练习题： 用戴维南定理求上图（1）所示电路中流过RL 中的电流I 3，并与前面所用的支路电流法和叠加原理两种方法进行比较。 四、 教学小结： 1、任何具有两个引出端的电路都叫做二端网络，含有电源的二端网络叫做有源二端网络。 2、戴维南定理是计算复杂电路的一种方法。它的主要内容是：任何一个有源二端网络都可以用一个电动势E 0和内电阻R 0串联的等效电源来代替。 五、课外作业： 课后练一练、习题册计算题2、3 板书提纲：戴维南定理 一、复习 图（1） 图（2）
5.戴维南定理和诺顿定理的研究(报告答案)
实验五戴维南定理和诺顿定理的研究 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U S等于这个有源二端网络的开路电压U OC，其等效电阻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I S等于这个有源二端网络的短路电流I SC，其等效电阻R0定义同戴维南定理。 U OC（U S）和R0或者I SC（I S）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，则等效电阻为 U OC R0＝──── I SC 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8-1所示。根据外特性曲线求出斜率tgφ，则等效电阻 △U U OC R0 ＝t gφ ＝──── ＝─── △I I SC 图8-1 图8-2
图8-3 也可以先测量开路电压U OC，再测量电流为额定值I N时的输出端电压值U N，则等效电阻为 U OC－U N R0 ＝──── I N (3) 半电压法测R0 如图8-2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电阻值。 (4) 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8-3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，电流表的读数将为“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。
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)研究叠加定理适用范围和条件。 (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一个电阻的串联组合来等效置换。此电压源的电压等于该端口的开路电压Uoc,而电阻等于该端口的全部独立电源置零后的输入电阻，如图2.3-1所示。这个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 Req。 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，它指出一个含独立电源、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来等效置换，电流源的电流等于该一端口的短路电流Isc, 而电导等于把该一端口的全部独立电源置零后的输入电导Geq=l/Req ,见图2.3-1。 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。 的测量比较简单，可以釆 4、戴维南等效电路参数的测量方法。开路电压U OC 用电压表直接测量，也可用补偿法测量；而对于戴维南等效电阻Req的取得，可采用如下方：网络含源时用开路电压、短路电流法，但对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部器件时）不能釆用此法；网络不含源时，采用伏安法、半流法、半压法、直接测量法等。
1.《戴维宁定理》教学设计
《戴维宁定理》 一、教材分析 “戴维宁定理”是《电工基础》中“直流电路分析”一章的重点内容之一，它是简化复杂电路的重要方法，特别适用于求解复杂网络内部某一支路中电流或电压，而且也是直流电路分析中的一个普遍实用的重要定理和方法。对学生来讲，它是本章的重点之一，也是难点之一。因此,本节课的内容是至关重要的,它对直流电路分析起到了变难为易的作用。 二、教学目标 1．知识目标： 理解戴维宁定理的内容；掌握用戴维宁定理求解某一条支路的步骤，并能熟练应用到实际电路中。 2．能力目标： 通过戴维宁定理的教学，培养学生观察、猜想、归纳问题的能力，分析电路的能力，调动学生探求新知的积极性。 3．情感目标： 通过戴维宁定理的学习，使学生学会处理复杂问题时所采用的一种化繁为简（变难为易）的思想．培养学生从实践、实验出发勇于探索的科学精神。 三、教学重点和难点 教学重点： 1、戴维宁定理的内容及应用。 2、应用戴维宁定理如何将复杂的含源二端网络等效化简为一个电压源和一个电阻相串联。 教学难点： 应用戴维宁定理解题时如何具体计算含源二端网络的开路电压。 四、教学方法 为了实现本节课的教学目标，在教法上我采取： 1、启发式教学、形象直观式教学 为了充分调动学生学习此内容的积极性，使学生变被动为主动的愉快的学习，我正确处理好主导与主体的关系，启发式教学始终贯穿于始终，通过师生间的一系列互动活动，如提问与回答，讲授与思考，口述与板书等，从复习旧课，到提出问题，由旧到新，由浅入深，循序渐进，将学生的学习积极性充分调动起来，充分发挥学生的主体作用，让他们在愉快的氛围中接受知识和技能。 2、采用演示实验，提高教学效率和教学质量。 五、学习方法 1、让学生利用图形直观启迪思维，并通过典型例题的演示分析指导，来完成从感性认识到理性思维的质的飞跃。 2、让学生从问题中质疑、尝试、归纳、总结、运用，培养学生发现问题、研究问题和分析解决问题的能力。 六、教学程序 （一）创设情景，揭示课题 问；复杂直流电路的分析方法有哪些各自的适用范围 答：支路电流法：适用于线性和非线性电路中求解各支路电流； 电压源与电流源的等效变换：适用于求解某一条支路的电流； 叠加定理：适用于线性电路中计算各支路电流和电压，不能用于计算功率。
戴维南定理和诺顿定理
§4-3 戴维南定理和诺顿定理 戴维南定理（Thev enin’s theorem ）是一个极其有用的定理，它是分析复杂网络响应的一个有力工具。不管网络如何复杂，只要网络是线性的，戴维南定理提供了同一形式的等值电路。 在§2-4（输入电阻和等效电阻）一节中曾介绍过二端网络/也叫一端口网络的概念。（一个网络具有两个引出端与外电路相联，不管其内部结构多么复杂，这样的网络叫一端口网络）。 含源单口（一端口）网络──内部含有电源的单口网络。 单口网络一般只分析端口特性。这样一来，在分析单口网络时，除了两个连接端钮外，网络的其余部分就可以置于一个黑盒子之中。 含源单口网络的电路符号： 图中N ──网络 方框──黑盒子 U
单口松驰网络──含源单口网络中的全部独立电源置零，受控电源保留，（动态元件为零状态），这样的网络称为单口松驰网络。 电路符号： 一、戴维南定理 （一）定理： 一含源线性单口一端网络N ，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，此电压源的电压等于端口的开路电压，电阻等于该单口网络对应的单口松驰网络的输入电阻。（电阻等于该单口网络的全部独立电源置零后的输入电阻）。 上述电压源和电阻串联组成的电压源模型，称为戴维南等效电路。该电阻称为戴维南等效电阻。 U 任意负载 任意负载 U oc =U s
求戴维南等效电路，对负载性质没有限定。用戴维南等效电路置换单口网络后，对外电路的求解没有任何影响，即外电路中的电流和电压仍然等于置换前的值。 （二）戴维南定理的证明： 1. 设一含源二端网络N 与任意负载相接，负载端电压为U ，端电流为I 。 2. 任意负载用电流源替代，取电流源的电流为I I S 。 方向与I 相同。替代后，整个电路中的电流、电压保持 不变。 下面用叠加定理分析端电压U 与端电流I 。 3. 设网络N 内的独立电源一起激励，受控源保留，电流源I S 置零，即ab 端开路。这时端口电压、电流加上标（1），有 4. I S 单独激励，网络N 内的独立电源均置零，受控电源保留，这时，含源二端网络N 转化成单口松驰网络N 0，图中端口电流、电压加上标（2）， S U (1)=U oc I (1)=0