验证戴维南定理实验报告

实验1 戴维南定理

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、V oltmeter、等仪表的使用以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析法。

5.掌握电路板的焊接技术及直流电源、万用表等仪器仪表的使用。

6.掌握origin绘图软件的使用。

二、实验原理

戴维南定理：任何线性有源（独立源、受控源）一端口网络对外电路来说，都可以用一个电压源Us与电阻R0 串联的等效电路替换。其中电压源US大小就是有源二端电路的开路电压UOC；电阻RO大小是有源二端电路除去电源的等效电阻RO 。

三、实验器材与仪器

计算机一台；通用电路板一块；万用表两只；直流稳压电源两只；电阻若干

四、实验方法

1.比较测量法

首先测量原电路的外特性，再测量等效电路的外特性。最后比较两者是否一致。

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。

等效电阻Ro：将电路中所有独立电压源短路，所有电流源开路，用万用表电阻档测量。

3.测量点个数及间距的选取

（测量点个数及间距的选取，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，对于非线性的特性应在变化陡峭处多测一些。且一般选取10个点以上）

本实验均匀选取。且应该先选取最大最小值然后均匀选取。

4.电路的外特性测量方法

在输出端口上改变R7的大小，测量端口电压和电流。

实验电路图

五、实验内容与数据记录

1.测量电阻的实际值。填入下表。

器件R1 R2 R3 R11 R22 R33

阻值（Ω） 1.8K 220.5K 270K 2.23K 270K 330K

2.Multisim仿真

<1>创建电路：从元件库中选取所需电压源、电阻，创建仿真电路，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。

<3>用万用表的Ω档测量等效电阻。（与<2>结果比较）

<4>根据开路电压和等效电阻创建等效电路。

<5>用参书扫描法（对R7进行参数扫描）测量原电路及等效电路的外特性，观测DC Operating Point,测量结果记入下表

负载电阻（Ω）负载电压负载电流（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 1.422 1.422 1.425 1.061 4.74 4.74 4.7 3.4 600 1.841 1.841 1.85 1.848 3.068 3.068 2.738 2.748 900 2.041 2.041 2.054 2.058 2.268 2.268 2.058 2.083 1200 2.158 2.159 2.17 2.174 1.799 1.799 1.68 1.679 1500 2.236 2.236 2.248 2.252 1.49 1.49 1.405 1.402 1800 2.29 2.29 2.3 2.306 1.272 1.272 1.2 1.2 2100 2.331 2.331 2.342 2.348 1.11 1.11 1.07 1.06 2400 2.362 2.363 2.375 2.378 0.984 0.984 0.948 0.949

2700 2.387 2.388 2.398 2.403 0.884 0.884 0.851 0.847 3000

2.408 2.408 2.42 2.424 0.803 0.803 0.776 0.776

3.在通用电路板上焊接实验电路并测试等效电压和等小电阻，测量结果记录如下：

等效电压Uoc=2.652V

等小电阻R0=251.2Ω

4.在通用电路板上焊接戴维南等效电路；

5.测量原电路和戴维南等效电路的外特性，测量结果记入上表，验证戴维南定理。

六、根据测量数据，用origin 软件画图 图一：Multisim 仿真原电路与等效电路 负载电压特性

500

1000

1500

2000

2500

3000

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

负载电压

负载电阻

原电路

等效电路

{说明，图中横坐标为负载电阻，竖坐标为负载电压；黑色曲线描述原电路，红色曲线描述等效电路特性}

图二：实验板原电路与等效电路 负载电压特性

500

1000

1500

2000

2500

3000

1.0

1.21.41.61.8

2.02.22.42.6Y A x i s T i t l e

X Axis Title

C

{说明：图中横纵坐标分别代表实验板负载电阻和负载电压；B 描述实验板原电路，C 描述实验板等效电路}

图三：Multisim 仿真原电路与等效电路 负载电流特性

500

1000

1500

2000

2500

3000

01

2

3

4

5

Y A x i s T i t l e

X Axis Title

B

C

图四：实验板原电路与等效电路 负载电流特性