实验三 戴维宁定理
实验三：戴维宁定理
实验三：戴维宁定理随着化学科学的不断发展，我们对于分子的结构和性质的理解也逐渐深入。
在分子力学的研究过程中，分子的振动频率是一个十分重要的参数，它能够反映出分子内原子之间的相互作用和力常数。
因此，对于光谱学和声学等领域，振动谱的研究非常重要。
而振动光谱和振动声学实验中，戴维宁定理的应用便显得尤为重要，本文将对戴维宁定理的原理、研究对象以及实验操作等方面进行详细介绍。
一、戴维宁定理的原理戴维宁定理是关于固体振动的一个重要定理，它的主要内容是：对于其晶格由固定原子构成的一个固体而言，若波动的频率在一定范围内，则该固体上所有的小波都可以看作是谐振子，小波的总数可以表示为：N=3N-6其中N代表着整个固体晶格的总原子数，3代表三维空间，减去6则是由于整体平移和转动的自由度所造成的削减。
二、研究对象在振动光谱和振动声学实验中，我们研究的对象是分子或晶体的振动，即分子或晶体中各个原子相对于它们的平衡位置而进行的简谐振动。
具体来讲，我们需要对该分子或晶体进行高精度的振动谱测定，测定该物质在不同波长下的光谱或不同频率下的声谱变化。
同时，还需要测定该物质的核磁共振图谱，从而得到相关物理量的数值。
三、实验操作在振动光谱实验中，我们需要准备以下材料和仪器：1、激光和白光源2、与物质反应的物理性质3、分光计和探测器4、光栅光谱仪在实验过程中，首先需要分别将激光和白光照射到物质上，然后将分光计和探测器与物质进行连接，并进行信号输出和处理。
接下来，使用光栅光谱仪对测量到的信号进行分离和稳定，最终得到物质在不同波长下的光谱图谱。
1、声源2、振动传感器和信号放大器3、Oscilloscope。
实验三：戴维宁定理
实验三：戴维宁等效电路仿真设计1、实验目的掌握用一个电压源和电阻的串联组合将一个含独立电源，线性电阻和受控源的一端口的等效变换，从而简单易行地计算各种形式的电流，电压，电阻，功率等。
验证戴维南定理的正确性。
2、仿真电路设计原理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，则可将连电路的其余部分看做是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。
戴维宁定理指出：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电路电压U Th，其等效内阻R Th等于该网络中所有独立电源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。
3 Multisim仿真设计内容和步骤：例题：求下图的戴维宁等效电路理论分析：等效电阻为下图：R Th =Ω=+⨯=+4116124112||4 等效电压如下图：我们设定两个回路电流i 1,i 2, 则根据回路法可得：0)(12432211=-++-II IA I 22-=A I 5.01=所以戴维宁等效电压为：V I I V Th 30)0.25.0(12)(1221=+=-=V所以戴维宁等效电路为：3、建立电路仿真图电路图：等效电压测试电路图：等效电阻测试电路图为：测试结果与计算值完全一致。
4、结果与误差分析戴维南等效电路无法一下子就求的，通过电路转换如测试等效电阻时，需将电源略去等，从而有效计算测量所需数值，通过计算等效电阻和等效电压，从而得到等效电路，由此证明了一个含独立电源、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变换。
2、理论计算结果与仿真测量结果没有误差。
5．设计总结1、在本实验中我遇到的第一个问题是在连接好原件进行测量时无法测量，原因是未接地，经过接地后这个问题得以解决，它让我了解了在这个仿真系统中还是很多地方与实际连接中有很大的差异，接地原件就很好的表现了这一点。
【精品】电路实验3.戴维宁定理
【精品】电路实验3.戴维宁定理实验原理：戴维宁定理（Kirchhoff's Voltage Law, KVL）：在任意封闭回路中，电动势的代数和等于电势降的代数和。
戴维宁定理是电路分析的基本原理之一。
该定理指出，在一条任意封闭回路中，电路中电源电势与电路中各元件的电势降之和必定相等。
具体而言，对于任意一条回路，我们可以从一个任意点开始绕回路走完它，如果绕路方向与电源电势方向相同，则经过电源时为正，经过电阻等元件时为负，如果绕路方向与电源电势方向相反，则经过电源时为负，经过电阻等元件时为正，最终经过回路的各个元件和电源时的电势降的代数和等于电源电势的代数和。
实验仪器：万用表、电路连接线、直流电源、电阻器、开关等。
实验过程：本实验选用基本的串联电路和并联电路搭建电路。
串联电路是把两个或更多的电阻器按顺序相连，电流通过电阻器1之后，到达电阻器2，再经过电源返回原点，组成一条回路。
并联电路是把两个或更多的电阻器按并联相连，电流从电源中依次进入各个电阻器，再重新汇入一个节点，也组成一条回路，如图所示。
图1 串并联电路1.串联电路：按照图1，将电阻R1和电阻R2串联连接，接入直流电源，测量电阻器两端的电压和电源的电压，记录数据。
实验结果：实验得到的数据如下表所示。
根据戴维宁定理，串联电路中电源电势与电阻器两端的电势降之和相等，即：U1 + U2 = E则有：U1 = IR1 = E * R1 / (R1 + R2)根据实验结果，我们可以使用戴维宁定理得到电路的电流和电压，进一步分析、设计和改造电路。
通过这次实验，我们成功地测量了串联电路和并联电路中电阻器两端的电势降和电源的电势，并使用戴维宁定理求解了电路的电流和电压。
我们得出了以下结论：1.在任意封闭回路中，电动势的代数和等于电势降的代数和。
2.串联电路中电源电势和电阻器两端的电势降之和相等，而并联电路中电源电势和电阻器两端的电势降之和也相等。
3.通过测量电路的电流和电压，可以设计和改造电路，实现我们想要的功能和效果。
戴维宁定理实验报告
戴维宁定理实验报告一、实验目的1、验证戴维宁定理的正确性，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。
3、学习使用电路实验仪器，如直流稳压电源、万用表等。
二、实验原理戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端网络，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替代。
其中，电压源的电动势等于有源二端网络的开路电压＄U_{OC}＄，电阻等于有源二端网络除源（即理想电压源短路，理想电流源开路）后的等效电阻＄R_{0}＄。
三、实验设备1、直流稳压电源 1 台2、直流数字电压表 1 台3、直流数字电流表 1 台4、万用表 1 只5、电阻箱 1 个6、实验电路板 1 块7、连接导线若干四、实验内容与步骤1、测量有源二端网络的开路电压＄U_{OC}＄按图 1 所示连接电路，将负载电阻＄R_{L}＄开路，用直流数字电压表测量有源二端网络的开路电压＄U_{OC}＄，记录测量值。
！图 1 测量开路电压(此处应插入图 1)2、测量有源二端网络的短路电流＄I_{SC}＄将图 1 中的电路短路，用直流数字电流表测量有源二端网络的短路电流＄I_{SC}＄，记录测量值。
3、计算有源二端网络的等效内阻＄R_{0}＄根据公式＄R_{0} ＝＼frac{U_{OC}｝｛I_{SC}｝＄，计算有源二端网络的等效内阻＄R_{0}＄。
4、测量有源二端网络的外特性按图 2 所示连接电路，改变负载电阻＄R_{L}＄的值，测量不同负载电阻下的电流＄I$ 和电压＄U$ ，记录测量数据。
！图 2 测量外特性(此处应插入图 2)5、构建戴维宁等效电路根据测量得到的开路电压＄U_{OC}＄和等效内阻＄R_{0}＄，构建戴维宁等效电路，如图 3 所示。
！图 3 戴维宁等效电路(此处应插入图 3)6、测量戴维宁等效电路的外特性改变负载电阻＄R_{L}＄的值，测量戴维宁等效电路的电流＄I'＄和电压＄U'＄，记录测量数据。
实验三 戴维宁定理
E0的测定方法：用高内阻电压表直接测量线性有源二端 网络的开路电压U0，则E0=U0。 R0的测定方法： ① 短路电流法
R0=U0/IS
② 两次电压法 在线性有源二端网络的端口上，接上一已知阻值电阻， 如图2—3（b）所示，测量RL上的电压URL ， 则
③ 外施电压法 ④ 直接测量法
三、实验设备
实验三 戴维宁定理
一、实验目的:
1、通过实验来验证叠加原理和戴维南定理，巩固所学理 论知识。 2、学习线性有源二端网络等效参数的测定方法。 3、通过实验提高设计电路的能力。
2二、实验原理验证戴维南定理
在线性电路中任一有源二端网络，就其外部特性来 说，都可以等效为一个电动势E0 串联内阻R0的电压源。 E0等于网络二端开路时的端口电压，R0为网络中所有电 源皆为零（但保留其内阻）时的等效入端电阻。任一线 性有源二端网络及其等效电路如图2—2所示。
1、9孔方板 2、直流电源单元 3、直流电压、电流表 4、电阻箱单元
四、实验内容
1、指定二端口网络如图 2—2所示，用实验方法求得右图所示电 路的参数使之与原网络外特性一致（R0至少用三种方法求得）。
2、验证等电路与原网络外特性一致
五、注意事项
测量电压、电流要注意直流表的极性。 六、实验总结 1、对实验步骤要做详细说明。 2、理论计算有源二端网络的等效电路参数E0和R0值。 3、在同一坐标上，画出有源二端网络及其戴维南等效电 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。
戴维宁定理实验报告
戴维宁定理实验报告实验二:戴维宁定理的验证实验报告范本实验二:戴维宁定理的验证一(实验目的:(1) 用实验来验证戴维宁定理，加深戴维宁定理的理解; (2) 学习直流仪器仪表的测量方法。
二(实验原理:任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作一个含源一端口网络，而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E，等于这个含源一端口网络的开路电压Uoc，其等效内阻Rs等于这个含源一端口网络中各电源均为零时(电压源短路，电流源断开)无源一端口网络的入端电阻R，这个结论就是戴维宁定理。
三(实验内容及步骤:(1) 按图(1)接线，改变负载电阻R，测量出UAB和IR的数值，特别注意要测量出R=?及R=0时的电压和电流，填写下表:AUocRABB(2) 测量无源一端口网络的入端电阻。
将电流源去掉(开路)，电压源去掉(去除用导线短接)，再将负载电阻开路，测量AB两端的电阻RAB，该电阻即为网络的入端电阻。
或通过计算公式:入端电阻RAB=UAB开路电压/IR短路电流。
(RAB=524欧)(3) 调节电阻箱的电阻，使其等于RAB，然后将稳压电源输出调到Uoc(步骤1的开路电压)与RAB串联，如图(2)。
重复测量UAB和IR，并与步骤1所测量的数值比较，验证戴维宁四(误差及结果分析:(1)根据所学理论知识，计算采用戴维宁定理计算在不同电阻R情况下UAB和IR。
(2)步骤1和步骤3测量的两组数据分析比较，分析产生误差的原因篇二:戴维宁定理实验报告 - 2《电路原理》实验报告实验时间:2012/4/26一、实验目的二、实验原理戴维宁定理指出:任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压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，见图2-1。
long实验三戴维宁定理
调到附本表3-2用直接测量法测得的Uoc值)与戴维
南等效电阻 R5 =Req 相串后，外接 R 5 ＝100Ω的
负载，然后测电阻 R6 两端电压UR6和流过 R6 的
电流值 IR6，记入附本表3-4。
，Us电源电压从0起调到使电压表指示为10V时，电流 IS2 与
电压值记入附本表3-3，并计算一端口网络等效电阻 Req =
Us/IS2。
• 3)半流法。条件同上，只是在上述电路中再串进一个 可调电位器 Rw (去掉Rw短接线)如图2'3-5所示，外加 电源 Us电压10V不变。当调Rw使电流表指示为伏安法 时电流表的指示的一半时，即 I's2＝ Is2/2，此时电位器 Rw的值等于一端口网络等效电阻Req，断开电流表和 外加电源Us，测Rw值就等于是及 Req，结果记入附本 表3-3。 • 4)半压法。半压法简单、实用，测试条件同上，见图 2.3-6。把1、2两端直接相连，外加电源 Us＝10V，调 Rw使 URw＝(1/2)Us时，说明Rw值即等于一端口网络 等效电阻Req，断开外接电源 Us，再测量 Rw的值，结 果记入附本表3-3。
点；Us两端外加电压，起始值小于开路电压U11'；短
接电位器Rw和发光管D1、D2，这样可保证外加电压 Us正端2与有源一端口开路电压正端1直接相对，然后
把电压表接到1、2两端后，再进行这两端的电位比较
。经过调节外加电源 Us的输出电压，调到1、2两端所
接电压表指示为零时，即说明1端与2端等电位，再把1
Isc(11 ′）根据附本表3-1中所示的有源一端口网络电路的已
知参数，进行计算，结果记入该表。 (2)测量有源一端口网络的开路电压Uoc，可采用以下几种方法 • 1)直接测量法。直接用电压表测量有源一端口网络1-1'端口 的开路电压，见图2.3-2电路，结果记入附本表3-2中。
实验三 戴维南定理的验证
RL（KΩ） 1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
U（v）
I（mA）
4.验证诺顿定理
按6-6构建电路，注意电流源为测得的Isc，R0 为计算出的内阻，改变RL阻值，测量电阻RL两 端的电压及通过的电流值。
RL(KΩ) 0 1 2 3 4 5 6 7
∞定理的验证
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、实验原理
a 、b两端之 间的开路电压
+ _E R0
有源 二端 网络 a b
IS R0 b
a
电压源 (戴维宁定理)
b a
电源不作用时，a、b 两端之间的等效电阻
五、实验注意事项
1.实验操作过程中，注意安全操作，断电接线。
2.实验挂箱中所有“参考地”符号（┴）均为同电位点。 3.连接原二端口网络的电压源与电流源时，应注意电源的正 负极。 4.在构建戴维南、诺顿等效电路时，避免电压源的短路和电 流源的开路。 5.在戴维南、诺顿等效电路中的内阻R0为实验步骤1中计算出 的值，实验挂箱上无此电阻，需要用电位器提供阻值，阻值 需要用万用表测得，使用万用表时需要调节到相对应的量程 档位上。
R4=10Ω
RL=1kΩ
四、实验内容
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 6-4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，不接入毫安表。）将测量数据填入表中。
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实验三 戴维宁定理
一、实验目的
1、 验证戴维宁定理的正确性，加深对该定理的理解。
2、 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。
二、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，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）。
戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压oc U ，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的输入端等效电阻eq R ，见图3－1。
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
在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测出其输出端的开路电压Uoc ，然后再将
其输出端短路，用电流表测量其短路电流Isc ，则等效电阻为
sc
oc eq I U R ＝
这种方法适用于ab 端等效电阻eq R 较大，而短路电流不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危险。
（2）两次电压测量法
测量电路如图3-2，3-3所示，第一次测量ab 端的开路oc U ，第二次在ab 端接一已知电阻L R （负载电阻），测量此时a ，b 端的负载电压U ，则a ，b 端的等效电阻eq R 为：
L oc eq R U U R ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-1＝
图3-1
图3-2 图3-3 这种方法在实际测量中常被采用。
（3）半电压法
如图3-4所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确
定）即为有源二端网络的等效电阻。
三、仪器设备
1、戴维宁定理实验电路板
2、电位器
3、直流数字电压表、直流数字毫安表
4、可调直流稳压电源 四、实验内容与步骤
1、测定有源二端网络的开路电压oc U 和等效电阻R eq
（1）按图3-5接线，经检查无误后，采用开路电压短路电流法测定有源二端网络的开路电压oc U ，电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻R ’eq ，可直接测出短路电流，并将此短路电流sc I 数据记入表格3-1中。
图3-5
L
图3-4
oc /2
（2）利用二次电压测量法，接通负载电阻L R ，使L R ＝1K Ω，测出此时的负载端电压U ，并记入表格3-1中，求出相应的等效电阻R ’’eq 。
（3）取R ’eq 和R ’’eq 两次测量的等效电阻平均值作为eq R ，并记入表格3-1中。
表3-1
2、测定有源二端网络的外特性
改变负载电阻L R 之值，在不同负载的情况下，测量相应的负载端电压和流过负载的电流，共取五个点将数据记入自拟的表格3-2中。
表3-2
3、测定戴维宁等效电路的外特性。
如果用电压等于开路电压oc U 的理想电压源与等效电阻eq R 相串连的电路（称为戴维宁等效电路，参见图3-3）来代替原有原二端网络，则它的外特性()I f U =应与有源网络的外特性完全相同。
重复上述步骤测出负载电压和负载电流，并将数据记入自拟的表格3-3中。
表3-3
六、实验报告要求
1、判断戴维宁定理的正确性，并分析产生误差的原因。
2、在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，并作适当分析。