实验3 戴维宁定理和诺顿定理的研究
戴维南定理、诺顿定理和最大功率传输的验证及分析
戴维南定理、诺顿定理和最大功率传输的验证及分析一．戴维南定理1.实验目的：1）掌握戴维南定理相关知识2）掌握利用Mulstim软件分析验证相关的原理3）加深对等效变换的理解。
2.实验原理：戴维南定理：含独立电源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络。
Uoc称为开路电压，R0称为戴维南等效电阻。
当单口网络视为电源时，称此电阻为输出电阻R0；当单口网络视为负载时，则称为输入电阻Ri。
电压源Uoc和电阻R0的串联单口网络，称为戴维南等效电路。
3.实验步骤：1）画出电路2）算出理论值3）利用Mulstim软件分析验证4）得出结论理论值：R1电流I1=U/I=6A U=IR=12V二．诺顿定理1.实验目的：1）掌握诺顿定理相关知识2）掌握利用Mulstim软件分析验证相关的原理3）加深对等效变换的理解。
2.实验原理：诺顿定理：含独立源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电流源和电阻的并联。
电流源的电流等于单口网络从外部短路时的端口电流isc；电阻R0是单口网络内全部独立源为零值时所得网络N0的等效电阻。
4.实验步骤：1）画出电路2）算出理论值3）利用Mulstim软件分析验证4）得出结论理论值：U=1A×2×2/(2+2)=1V I=1V/2/2×(2+2)=1A三．最大功率传输1.实验目的：1）掌握最大功率传输相关知识2）掌握利用Mulstim软件分析验证相关的原理3）加深对等效变换的理解。
2.实验原理：最大功率传输定理是关于使含源线性阻抗单口网络向可变电阻负载传输最大功率的条件。
定理满足时，称为最大功率匹配，此时负载电阻（分量）RL获得的最大功率为：Pmax=Uoc^2/4R0。
直流电路含源线性电阻单口网络(Ro>0)向可变电阻负载RL传输最大功率的条件是：负载电阻RL与单口网络的输出电阻Ro相等。
满足RL=Ro条件时，称为最大功率匹配，此时负载电阻RL获得的最大功率为：Pmax=Uoc^2/4R0。
戴维南定理与诺顿定理实验报告
戴维南定理与诺顿定理实验报告戴维南定理和诺顿定理验证实验报告(参考)戴维南定理和诺顿定理验证实验报告(参考)篇二:戴维南定理和诺顿定理实验报告实验一、戴维南定理一、实验目的:1、深刻理解和掌握戴维南定理。
2、初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图。
3、初步掌握Multisim软件中的Multimeter、Voltmeter、Ammeter等仪表的使用以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析方法。
4、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪表的使用。
二、实验内容:1、计算等效电压和等效电阻;2、用Multisim软件测量等效电压和等效电阻;3、用Multisim软件仿真验证戴维南定理;4、在实验板上测试等效电压和等效电阻;5、在实验板上验证戴维南定理; 三、实验步骤1、计算等效电压V=US(R3//R33)/((R1//R11)+(R3//R33))=2.613 V ; 等效电阻R=((R1//R3)+R2)//((R11//R33)+R22)=250.355Ω2、软件仿真 (1)实验电路在Multisim软件上绘制实验电路，如图11图1 实验电路参数测试负载RL短路时的短路电流Isc?10.42mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.609V调节负载RL时的数据如表1所示。
(2)等效电路在Multisim软件上绘制等效电路，如图2图2 等效电路参数测试负载RL短路时的短路电流Isc?10.41mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.60V 调节负载RL时的数据如表1所示。
23、电路实测 (1)实验电路负载RL短路时的短路电流Isc?10.01mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.58V 调节负载RL时的数据如表1所示。
(2)等效电路负载RL短路时的短路电流Isc?10.1mA 负载RL开路时的开路电压Uoc?2.58V 调节负载RL时的数据如表1所示。
电工学4个实验教程.doc
实验一 戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的1．验证戴维宁定理、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1．戴维宁定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。
U S 、R S 和I S 、R S 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，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：SCOCS I U R =。
若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。
开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IUR ∆∆==φtg S 。
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图1-1所示，则内阻为：NNOC S I U U R -=。
(3)半电压法如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。
(4)零示法在测量具有高内阻有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，U U NI NU I UI SC图6-1V 图6-2U SU OCU OC有源网络V有源网络图1-1图1-2为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图1-3所示。
零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U ，即为被测有源二端网络的开路电压。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。
2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。
3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。
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（或称为含源二端网络）。
2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。
这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。
3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC，其等效内阻R0定义与戴维南定理的相同。
4、有源二端网络等效参数的测量方法U0C、I SC和R0称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。
（一）开路电压U OC的测量方法（1）可直接用电压表测量。
（2）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 3-1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。
图3-1 图3-2 （二）等效电阻R0的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R0该方法只实用于内阻较大的二端网络。
因当内阻很小时，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，不宜用此法。
该测量方法是：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 0C ，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为 SCOCO I U R = （2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。
实验3戴维南定理和
一 实验目的: 1)测定有源二端网络电路的伏安特性， 入端电阻、开路电压、短路电流，测定 等效电路的伏安特性 2)掌握设计实验电路验证戴维南定理和 诺顿定理的方法，了解含源一端口网络 的外特性和电源等效变换的条件
二 实验内容: 1．设计实验方案； 2 ．合理设计电路及正确选择元件、确 定实验参数； 3 ．测量有源二端网络电路的伏安特性； 4 ．测定入端电阻、开路电压、短路电 流； 5．测定等效电路的伏安特性。
五 思考题 1．若含源一端口网络不允许短路或开路， 如何用其他方法测出其等效电阻？ 2．试说明几种一端口网络等效电阻的测 量方法，并分析它们的优缺点。
三 实验要求: 1．编写预习报告。 2．自行选择测量仪器，认真考虑测试方 案，制定测试步骤。 3．根据实验内容制表，将实验原始数据 及计算结果填入表格。
四 实验报告要求 1．具备实验报告一般内容； 2．介绍设计思路及设计过程； 3．介绍设计方案及测试结果； 4 ．总结实验结果，证明戴维南等效电 路、诺顿等效电路与含源网络是等效的， 在同一坐标纸上画出测得的外特性曲线， 并比较分析，做出正确结论； 5．谈谈收获、体会及合理化建议。
戴维宁诺顿实验报告
一、实验目的1. 验证戴维宁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。
3. 学习如何通过实验验证电路理论，提高电路分析能力。
二、实验原理1. 戴维宁定理：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。
该电压源的电动势Us等于有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。
2. 诺顿定理：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来等效代替。
该电流源的电流Is等于有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻R0定义同戴维宁定理。
三、实验仪器与器材1. 电路实验箱2. 万用表3. 电阻箱4. 电流表5. 电压表6. 可调电源7. 连接导线四、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验电路图搭建戴维宁和诺顿等效电路，并确保电路连接正确。
2. 测量开路电压Uoc：将电路的输出端开路，使用电压表测量开路电压Uoc。
3. 测量短路电流ISC：将电路的输出端短路，使用电流表测量短路电流ISC。
4. 计算等效内阻R0：根据Uoc和ISC计算等效内阻R0。
5. 搭建戴维宁等效电路：根据计算得到的Uoc和R0，搭建戴维宁等效电路。
6. 搭建诺顿等效电路：根据计算得到的ISC和R0，搭建诺顿等效电路。
7. 验证等效电路：在等效电路中接入负载，使用万用表测量电压和电流，验证等效电路的正确性。
五、实验结果与分析1. 戴维宁等效电路：通过实验验证，戴维宁等效电路能够准确地模拟原始电路的电压和电流特性。
2. 诺顿等效电路：通过实验验证，诺顿等效电路也能够准确地模拟原始电路的电压和电流特性。
3. 误差分析：实验过程中，由于测量仪器的精度和实验操作的影响，测量结果存在一定的误差。
通过对实验数据进行误差分析，可以了解实验的准确性和可靠性。
六、实验结论1. 戴维宁定理和诺顿定理是电路分析中的重要理论，能够有效地简化电路分析过程。
戴维南定理和诺顿定理实验报告
戴维南定理和诺顿定理实验报告戴维南定理和诺顿定理是电路理论中非常重要的两个定理，它们为我们理解和分析电路提供了重要的理论支持。
本次实验旨在通过实际操作验证戴维南定理和诺顿定理，并对实验结果进行分析和讨论。
实验一，验证戴维南定理。
首先，我们搭建了一个包含多个电阻的电路，并通过测量电路中各个电阻的电压和电流，得到了电路的电压-电流特性曲线。
然后，我们通过改变电路中的电阻值，重新测量电路的电压-电流特性曲线。
最后，我们根据戴维南定理，将电路简化为一个等效的电压源和电阻，通过比较原始电路和简化电路的特性曲线，验证了戴维南定理的有效性。
实验二，验证诺顿定理。
在这个实验中，我们利用相同的电路，通过测量电路中的电压和电流，得到了电路的电压-电流特性曲线。
然后，我们将电路简化为一个等效的电流源和电阻，重新测量电路的电压-电流特性曲线。
通过比较原始电路和简化电路的特性曲线，验证了诺顿定理的有效性。
实验结果分析。
通过实验验证，我们发现戴维南定理和诺顿定理在实际电路中具有很高的适用性。
戴维南定理告诉我们，任何线性电路都可以用一个等效的电压源和电阻来表示，而诺顿定理则告诉我们，任何线性电路都可以用一个等效的电流源和电阻来表示。
这些定理为我们分析复杂电路提供了便利，使得我们可以通过简化电路结构来更好地理解电路的特性和行为。
结论。
通过本次实验，我们验证了戴维南定理和诺顿定理在实际电路中的有效性，这些定理为我们理解和分析电路提供了重要的理论基础。
在今后的电路设计和分析中，我们可以充分利用这些定理，简化复杂电路的分析过程，提高工作效率，更好地理解电路的行为。
总结。
戴维南定理和诺顿定理是电路理论中的重要定理，通过本次实验，我们验证了它们在实际电路中的有效性。
这些定理为我们提供了简化电路分析的方法，为电路设计和分析提供了重要的理论支持。
希望通过本次实验，能够加深对这些定理的理解，提高电路分析能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。
戴维南定理和诺顿定理验证实验报告（参考）
戴维南定理和诺顿定理验证实验报告（参考）戴维南定理和诺顿定理验证实验报告（参考）第二篇：戴维南和诺顿等效电路 2200字《电路与电子学基础》实验报告实验名称戴维南和诺顿等效电路班级学号姓名实验1 戴维南和诺顿等效电路一、实验目的1.对一个已知网络，求出它的戴维南等效电路。
2.对一个已知网络，求出它的诺顿等效电路。
3.确定戴维南定理的真实性。
4.确定诺顿定理的真实性。
5.对一个已知网络，确定它的戴维南等效电路。
6.对一个已知网络，确定它的诺顿等效电路。
二、实验器材直流电压电源 1个直流电压表 1个直流电流表 1个电阻数个三、实验步骤1.在电子工作平台上建立如图1-1所示的实验电路。
2.以鼠标左键单击仿真电源开关，激活该电路，测量a-b两端开路电压Voc。
实验测得a-b两端开路电压Voc=4.950 V3.根据图1-1所示的电路的元件值，计算a-b两端的电压Voc。
根据两电阻串联分压原理可得? Voc=10*10/(10+10)=5 V4.在电子工作平台上建立如图1-2所示的实验电路。
5.以鼠标左键单击仿真电源开关，激活该电路，测量a-b两端的短路电流Isc。
实验测得a-b两端的短路电流 Isc=500.0 uA6.根据图1-2所示的电路元件值，计算短路电流Isc。
计算时应该用一个短导线代替电流表。
由图易知：r2和r3并联再与r1串联计算r1//r2=1/(1/5+1/10)=3.33333 k ohm所以干路总电阻 R=10+3.33333=13.33333 k ohm所以干路电流为 I=10/13.33333=0.75 mA =750 uA再由并联分流原理可得Isc=750×10/15 = 500.0 uA7.根据Voc和Isc的测量值，计算戴维南电压Vtn和戴维南电阻Req。
Req=Voc/Isc=4.95/500*10^-6=9900 ohmVtn=4.95 V8.根据步骤7的计算值，画出戴维南等效电路。
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暨南大学本科实验报告专用纸
课程名称电路原理成绩评定
实验项目名称戴维宁定理和诺顿定理的研究
实验项目编号08063034903 实验项目类型验证型
实验地点暨南大学珠海学院电路原理实验室指导教师李伟华学生姓名学号
学院系专业
实验时间年月日午～月日午温度℃湿度
一、实验目的
1. 验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性，加深对定理的理解。
2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、实验要求
1. 根据步骤2和3，分别绘出曲线，验证戴维宁定理的正确性，并分析产生误差的原因。
2. 根据步骤1、4、5各种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。
3. 根据实验数据，归纳总结实验结果；心得体会及其他。
三、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开路电压Uoc，其等效内阻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Is等于这个有源二端网络的短路电流I SC，其等效内阻R0定义同戴维宁定理。
Uoc（Us）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
R0＝──
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 络的外特性曲线，如图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
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内阻值。
(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。
五、实验内容
被测有源二端网络如图4(a)，即HE-12挂箱中“戴维宁定理/诺顿定理”线路。
c /2
图3
图2
图1
U I A
B
I U
O
ΔU
ΔI
φ
sc
oc
(a) (b)
图4
1. 用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc和R0。
在4(a)中，接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入R L。
利用开关K，分别测定U O c和Isc,并计算出R0。
（测U oc
2. 负载实验
按图4(a)接入R L。
改变R L阻值，测量不同端电压下的电流值，记于下表，并据此画出
3. 验证戴维宁定理：从电阻箱上取得按步骤1所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤1时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图4(b)所示，仿照步骤
4. 验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤1所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤1时所测得的短路电流Isc 之值）相并联，如图5所示，仿照步骤2测
5. 有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。
见图4（a）。
将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源I s和电压源U s，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载R L开路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0，或称网络的入端电阻R i。
6. 用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R 0及其开路电压U oc ，线路及数据表格自拟。
六、实验注意事项
1. 测量时应注意电流表量程的更换。
2. 步骤4中，电压源置零时不可将稳压源短接。
3. 用万表直接测R 0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。
其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。
4. 用零示法测量U oc 时，应先将稳压电源的输出调至接近于U oc ，再按图3测量。
5. 改接线路时，要关掉电源。
七、预习思考题
1. 在求戴维宁等效电路时，作短路试验，测I sc 的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路4(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。
2. 说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。
图5。