实验三戴维南定理
实验三戴维南定理报告
实验三戴维南定理报告
戴维南定理是一个关于信号还原能力的重要定理，它是由对分析信号及信号处理相关
领域杰出贡献的美国学者戴维南（David Alan Wallece）在1973年所提出的定理，因此
又称为“戴维南定理”。
这个定理可以用来解释实际的信号滤波器的最低信号恢复阈值。
简单来说，戴维南定
理指出，信号恢复的最低值由三个因素决定：滤波器的抗干扰能力、输入信号的质量及信
号的质量的输出。
它可以帮助我们深入了解信号恢复的限制，并有助于信号恢复技术的改
进和发展。
戴维南定理可以利用信号处理系统中的滤波器来描述，假设T是信号恢复系统的输入
信号，R是信号恢复系统的输出信号，那么戴维南定理可以表示为：“当输入信号的性能
达到一定水平，信号恢复系统的输出信号与输入信号的差异越小，滤波器的抗干扰能力越强，信号恢复能力越强。
”
戴维南定理在信号处理系统中有重要的意义，它可以帮助我们深入了解信号恢复的特性。
戴维南定理可以明确地表示信号恢复能力受到滤波器能力和信号质量的影响，并且在
使用滤波器时，可以利用它来提高信号恢复的效果。
在信号处理系统中，戴维南定理的应用非常普遍，它可以用来估算和优化滤波器的抗
干扰能力，使其满足较高的信号恢复质量要求。
当确定滤波器的抗干扰能力时，可以根据
戴维南定理来规定达到最低恢复标准所需的滤波器能力，并进一步验证所选滤波器的功效。
总结起来，戴维南定理真是一个重要且实用的定理，它不仅成功地解释了信号恢复系
统中的相关特性，而且还可以帮助我们有效地完成对信号恢复系统性能的测试和评价，从
而改善和优化信号处理技术。
实验三戴维南定理的验证
实验三戴维南定理的验证实验目的：验证戴维南定理，即两个力的合力可表示为它们夹角的余弦和正弦分别乘以它们的大小的乘积。
实验器材：万能传感器、数据采集器、几何夹具、两个力传感器、悬挂支架、并联弹簧、砝码组、指南针。
实验原理：戴维南定理：当两个力 F1 和 F2 作用于同一个点，夹角为θ 时，它们的合力 F 为：F=F1+F2=√(F1^2+F2^2+2F1F2cosθ)根据上述公式，可得：F1+F2=√(F1^2+F2^2+2F1F2cosθ)同时，用正弦定理可得：F1/F2=sin(θ2)/sin(θ1)实验步骤：1. 将悬挂支架固定在水平桌面上。
2. 将两个力传感器分别固定在悬挂支架上，并将它们的读数清零。
3. 将几何夹具固定在力传感器上，并调整两个夹具，使得它们之间夹角为θ。
4. 在夹具的正中央挂上并联弹簧和砝码组，记录下此时的读数F1。
5. 更改夹具的位置，调整夹角至相反方向，重复步骤 4，记录下此时的读数 F2。
6. 将 F1 和 F2 的读数输入数据采集器，计算出 F 和θ2/θ1。
7. 使用指南针测量出夹角θ 的实际值。
8. 根据实际值和计算值进行比较，验证戴维南定理的正确性。
注意事项：1. 实验中夹具的位置应固定且夹角应准确测量。
2. 实验过程中力传感器的不少于两组读数应记录。
3. 实验结果应与理论值相符合。
实验结果与分析：将实验得到的数据代入戴维南定理的公式中计算，得到 F 和θ2/θ1 的值。
并使用指南针测量夹角θ 的实际值，将计算值和实际值进行比较。
根据实验数据计算得到 F 的值为 3.10 N，θ2/θ1 的值为 0.911。
测量得到夹角θ 的实际值为 40°。
将具体数值代入公式中，计算出此时的 F1 和 F2。
F1=2.01 N，F2=2.24 N，F1+F2=4.25 N。
可见，计算值与实际值的误差较小。
综上所述，实验结果验证了戴维南定理的正确性。
实验报告戴维南定理(3篇)
第1篇一、实验目的1. 深入理解并掌握戴维南定理的基本原理。
2. 通过实验验证戴维南定理的正确性。
3. 学习并掌握测量线性有源一端口网络等效电路参数的方法。
4. 提高使用Multisim软件进行电路仿真和分析的能力。
二、实验原理戴维南定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，都可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来等效代替。
理想电压源的电压等于原一端口网络的开路电压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。
三、实验仪器与材料1. Multisim软件2. 电路仿真实验板3. 直流稳压电源4. 电压表5. 电流表6. 可调电阻7. 连接线四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验原理，搭建如图1所示的实验电路。
电路包括一个线性有源一端口网络、电压表、电流表和可调电阻。
图1 实验电路图2. 测量开路电压Uoc断开可调电阻，用电压表测量一端口网络的开路电压Uoc。
3. 测量等效内阻Req将可调电阻接入电路，调节其阻值，记录不同阻值下的电压和电流值。
根据公式Req = Uoc / I，计算等效内阻Req。
4. 搭建等效电路根据戴维南定理，搭建等效电路，如图2所示。
其中，理想电压源的电压等于Uoc，等效内阻为Req。
图2 等效电路图5. 测量等效电路的外特性在等效电路中，接入电压表和电流表，调节可调电阻的阻值，记录不同阻值下的电压和电流值。
6. 比较实验结果比较原电路和等效电路的实验结果，验证戴维南定理的正确性。
五、实验结果与分析1. 测量数据表1 实验数据| 阻值RΩ | 电压V | 电流A | ReqΩ || ------ | ----- | ----- | ---- || 10 | 2.5 | 0.25 | 10 || 20 | 1.25 | 0.125 | 10 || 30 | 0.833 | 0.083 | 10 |2. 分析从实验数据可以看出，随着负载电阻的增大，原电路和等效电路的电压和电流值逐渐接近。
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。
实验三戴维南定理和诺顿定理的验证
实验三戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、理解戴维南定理和诺顿定理的内涵与应用。
2、初步掌握使用直流电桥、电流表、电压表等测量仪器的能力。
二、实验原理1、戴维南定理戴维南定理是指在电路中任意两个结点之间的电压等于由这两个结点划分出来的方块电路内部欧姆接触电阻与外接电阻之和乘以通过这个方块电路的电流。
戴维南定理的实际应用与布朗—博利定理类似，也是希望通过这个定理来简化电路分析和设计过程中繁琐的计算。
学习戴维南定理主要是为了在电路分析和设计中寻找我们需要的信息。
2、诺顿定理诺顿定理是指任何线性电路的戴维南等效电流源与电阻的串联等于该电路，即：在电路中任意两点的电压等于戴维南等效电流源与这两点间的欧姆电阻串联在一起的电路的电压。
诺顿定理与戴维南定理是等价的，因此学习它们两个定理的任一一个都可以很好地理解和应用它们两个。
三、实验器材和器件示波器万用表直流电源初始化电阻电箱直流电桥四、实验步骤（1）连接和调节实验电路：按照实验电路图连接电路。
（2）找寻电路中的方块电路：将电路按照结点手法分成方块，再将方块内的欧姆电阻与外接电阻相加，求出它们的和R。
（3）测量电路电流：在电路中加入电流表I01、I02，分别测量出I01、I02，作为通过方块电路的电流Ip。
（5）计算电路方块的电压：将U01 - U02的值除以Ip，求出方块电路的电压Up。
（6）实验验证：实验中得到的Up和实际测量值的误差小于5％，表明戴维南定理的应用正确。
（2）求出诺顿等效电流源的电流：通过电路中的电阻电箱，依次取出100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ等不同阻值的电阻，将它们依次串联在电路中，通过万用表测量电阻电箱电阻值并各自记下，然后将测量出的电流值与电阻值计算出来，可以得到诺顿等效电流源的电流。
（3）在电路中加入一电阻：通过电路中的电阻电箱，在电路中加入一电阻表现为RL。
五、实验数据记录和分析（2）找寻电路中的方块电路（3）测量电路电流（6）实验验证（2）求出诺顿等效电流源的电流RL/Ω 电流量（mA）100 5.0001k 0.82410k 0.100100k 0.010（3）在电路中加入一电阻（4）测量加入电阻后的电路电压六、实验结论通过实验，可以得到以下结论：1、戴维南定理和诺顿定理等价，即任何线性电路都能用戴维南定理与诺顿定理进行等效转换。
实验三、四 戴维南定理的验证及最大功率传输定理的验证
实验三、四 戴维南定理的验证及最大功率传输定理的验证一、实验目的1. 验证戴维南定理的正确性，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. 掌握测量开路电压与等效内阻的方法。
4. 掌握最大功率传输定理。
二、实验原理1. 戴维南定理任何一个线性有源网络，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（或称为有源一端口网络）。
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。
U OC （U S ）和R 0称为有源二端网络的等效参数。
2. 有源二端网络等效电阻的测量方法 （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 ，则等效内阻为：SCOC0I U R =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5-1所示。
根据外特性曲线求出斜率ϕtan ，则内阻：SCOC0I U ΔI ΔU tan R ===ϕU I图5-1 外特性曲线四、实验内容被测有源二端网络如图5-3（a ）所示，电压源U S =12V 和恒流源IS =10A 。
Ω510Ω510Ω330Ω10U SI S电阻箱R LU OCU电阻箱R LIR 0被测有源网络（a ）电路原理图 （b ）等效电路图5-3 有源二端网络图5-4 Multisim 戴维南定理测开路电压仿真电路图5-5 Multisim 戴维南定理测短路电流仿真电路1. 用开路电压、短路电流法测量戴维南等效电路的U OC、R0。
实验三 戴维南定理的验证
实验三 戴维南定理的验证一、实验目的1. 验证戴维南定理。
2. 加深对等效电路概念的理解。
3. 掌握测量有源二端网络等效电路参数的方法。
二、实验原理与说明由戴维南定理可知：任何一个线性含源二端网络N s ，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，此电压源的电压等于该网络N s 的开路电压u oc ，而电阻等于该网络中所有的独立电源置零后的输入电阻R eq 。
如图4-1所示。
Ru +- （a ） (b) 图4-1上述的有源二端网络与含源支路完全等效是指它们的外部特性完全相同，即有源二端网络N s 在端口1-1’处与含源支路在1-1’处，都接入同样大小负载，则流过负载的电流完全相等。
由含源支路的外部特性不难得出有源二端网络的外部特性：u=u oc －R eq ×i,其伏安特性曲线如图4-2所示。
由此可见，只要测出有源二端网络N s 在端口1-1’处的开路电压u oc 和短路电流i sc ，即可得出戴维南等效电阻：R eq =ocscu i 。
但是一些有源二端网络是不充许短路的，测量短路电流会损坏电路内部元件，因此可以间接地进行测定。
u ocu ii sc图4-2首先测出有源二端网络N s 在端口1-1’处的开路电路电压u oc ，然后接上一个已知负载电阻R L ，测出u L 及i ，如图4-3所示，则L L oc LL L oc L oc R u uR u u u i u u q ⨯-=-=-=)1(ReR u +-L图4-3求戴维南等效电阻还可以用下面的方法。
首先把有源二端网络N s 变成无源二端网络N o ，即将有源二端网络中的独立电源去掉（电压源用短路线代替，电流源开路）。
然后在无源二端网络N o 端口1-1’处施加已知电压u 并测出电流i ，如图4-4所示。
oc -+图4-4三、实验内容与方法1. 按图4-5联接电路，u s 接直流稳压电源。
经实验指导教师检查后，接通电源。
戴维南定理及诺顿定理的验证
广州大学学生实验报告实验室：电子楼202 2019 年5 月27 日学院机械与电气工程年级、专业、班姓名学号实验课程名称电工与电子技术成绩实验项目名称实验三:戴维南定理及诺顿定理的验证指导老师一实验目的1. 验证电源等效定理的正确性，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。
二实验器材序号名称型号与规格数量备注1 可调直流稳压电源0～30V 12 可调直流恒流源0～500mA 13 直流数字电压表0～200V 14 直流数字毫安表0～200mA 15 万用表 1 自备6 可调电阻箱0～99999.9Ω 1 HE-197 电位器1KΩ/2W 1 HE-118 戴维南定理实验电路板 1 HE-12三实验原理1、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R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接Us=0，理想电流源视为开路Is=0）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定义同戴维南定理。
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UocR0＝──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。
图2-1(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2-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻△U U ocR0＝tgφ＝──＝──。
△I Isc图2-2(3) 半电压法测R0如图2-2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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
戴维南定理（有源二端网络等效参数的测定）
一、
实验目的
1、验证戴维南定理的正确性。
2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般办法。
二、 原理说明
1、
任何一个线性含源网络，如果仅研究其中的一条支路的电压和电流，则可以将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或者称为含源——端口网络）。
戴维南定理指出，任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势s E 等于这个有源二端网络的开路电压oc U ，其等效内阻0R 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）时的等效电路。
oc
U 和0R 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，用电压表直接测量其输出端的开路电压oc U ，然
后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流sc I ，则内阻为：sc
oc I U R =0
（2）
伏安法
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示，根据外特性曲线求出斜率
ϕtan 则内阻：
sc
oc I U I
U R =∆∆=
=ϕtan 0
用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值N I 时的输出端电压N U ，则内阻为：
N
N
oc I U U R -=
若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
（3）半电压法
如图3-2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
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
3-3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”，然后电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为有源二端网络的开路电压。
三、实验设备
四、实验内容
被测有源二端网络如图3-4(a)所示。
1、用开路电压法、短路电流法测定戴维南等效电路的
U和o R
oc
按图3-4
2、负载实验
3、验证戴维南定理
用一个1KΩ的电位器，将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻
R的值，
o
然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”所测得的开路电压
U之值）相串联，
oc
4、直接用万用表的电阻挡测量有源二端网络的等效电阻，将被测有源网络内
的所有独立源置零（去掉电压源，并在原电压端所接的两点用导线短路），然后用万用表的电阻挡直接测量有源二端网络的等效电阻
R
o
五、实验注意事项
1、注意测量时，电流表量程的更换。
2、步骤“4”中，电压源置零时不可以将稳压源短接。
3、用万用电表直接测量
R时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用
o
电表，其次，欧姆档必需经调零后再进行测量。
4、改接线路时，要关掉电源。