实验四-验证戴维南定理和诺顿定理
戴维南定理和诺顿定理的验证实验报告
戴维南定理和诺顿定理的验证实验报告一、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。
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1电路基本实验（二）——戴维南定理及诺顿定理研究一．实验目的1）学习测量有源线性一端口网络的戴维南等效电路参数。
2）用实验证实负载上获得最大功率的条件。
3）探讨戴维南定理及诺顿定理的等效变换。
4）掌握间接测量的误差分析方法。
二．实验原理及方法 1. 实验原理在有源线性一端口网络中，电路分析时，可以等效为一个简单的电压源和电阻串联（戴维南等效电路）或电流源与电阻并联（诺顿等效电路）的简单电路。
戴维南定理：任何一个线性有源一端口网络，对外电路而言，它可以用一个电压源和一个电阻的串联组合电路等效，该电压源的电压等于该有源一端口网络在端口处的开路电压，而与电压源串联的等效电阻等于该有源一端口网络中全部独立源置零后的输入电阻。
诺顿定理：任何一个线性有源一端口网络，对外电路而言，它可以用一个电流源和一个电导的并联组合电路等效，该电流源的电流等于该有源一端口网络在端口处的短路电流，而与电流源并联的电导等于该有源一端口网络中全部独立源置零后的输入电导。
2. 实验方法(1)、测定有源线性一端口网络的等效参数：自行设计一个至少含有两个独立电源、两个网孔的有源线性一端口网络的实验电路，列出相应测量数据的表格。
在端口出至少用两种不同的方法测量、计算其戴维南等效电路参数。
戴维南定理和顿定理的验证实验+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。
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R 0的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R 0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。
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。
戴维宁定理和诺顿定理实验报告
戴维宁定理和诺顿定理实验报告戴维宁定理和诺顿定理实验报告引言：在物理学领域，有两个重要的定理被广泛应用于电路分析和设计中，它们分别是戴维宁定理和诺顿定理。
本文将通过实验报告的形式，对这两个定理进行探讨和验证。
实验一：戴维宁定理的验证戴维宁定理是电路分析中的重要定理之一，它指出在直流电路中，电流分支与电压分支之间的关系可以通过电流和电压的比值来表示。
为了验证戴维宁定理，我们设计了以下实验。
实验装置：1. 直流电源2. 电阻器3. 电流表4. 电压表5. 连接线实验步骤：1. 将直流电源连接到电路的一端，另一端接地。
2. 将电阻器连接到电路中，形成一个简单的直流电路。
3. 将电流表和电压表分别连接到电路的不同位置，测量电流和电压数值。
4. 记录电流和电压的数值。
实验结果：根据戴维宁定理，我们可以通过电流和电压的比值来计算电阻的阻值。
通过实验测量得到的电流和电压数值，我们可以得出电阻的阻值，并与理论值进行比较。
实验结果表明，实测值与理论值相符，验证了戴维宁定理的准确性。
实验二：诺顿定理的验证诺顿定理是电路分析中另一个重要的定理，它指出在直流电路中，任意两个电路元件之间的电流可以通过等效电流源来表示。
为了验证诺顿定理，我们进行了以下实验。
实验装置：1. 直流电源2. 电阻器3. 电流表4. 连接线实验步骤：1. 将直流电源连接到电路的一端，另一端接地。
2. 将电阻器连接到电路中，形成一个简单的直流电路。
3. 将电流表连接到电路中，测量电流数值。
4. 移除电流表，用一个等效电流源连接到电路中，调整其电流大小与实测值相同。
5. 记录等效电流源的电流数值。
实验结果：根据诺顿定理，我们可以通过等效电流源来表示电路中的电流。
通过实验测量得到的等效电流源的电流数值与实测值相同，验证了诺顿定理的准确性。
讨论：戴维宁定理和诺顿定理在电路分析和设计中起到了重要的作用。
它们使得我们能够通过简化电路的结构和参数，更方便地进行电路分析和计算。
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、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 U oc ，其等效内阻 R o 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 R o 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U oc 、I sc 和R o 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, 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“（二）等效电阻R o 的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R o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。
稳压电源当稳压电源的0”。
然后将电路断开,图3-1被测有源网络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 oc ，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R 。
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实验总结戴维南定理和诺顿定理实验报告篇一: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。
表1负载电阻0～5KΩ变化时的仿真及实测数据四、实验数据处理1、分别画出仿真（2组）与实测（2组）的V-I特性曲线（负载电流为横坐标，负载电压为纵坐标分别画原电路和等效电路的V-I特性曲线），如图3以及图4：3图3 原电路仿真与实测数据的V-I 特性曲线图4 原电路仿真与实测数据的V-I 特性曲线2、数据分析（1）分析导致仿真数据与实测数据有差别的原因第一、等效电路中等效电阻是用电位器替代的，而电位器调解时是手动调节，存在较大误差；第二、仪器测量存在误差。
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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
Sweep”，扫描变量为全局变量var，并具体设置线性扫描的起点、终点和步长。
因需要测短路电流，故扫描的起点电阻要尽量小，但不能是0。
而欲测开路电压，扫描的终点电阻要尽量大。
所以线性扫描的起点可设为1P，终点设为1G，步长设为1MEG，如图4-5。
此时不需要中间数据，为了缩短分析时间，步长还可以设置大一些。
图4-5 DC Sweep设置
（4）启动分析后，系统自动进入Probe 窗口。
启动分析后，系统自动进入Probe窗口。
选择Plot=>Add Plot to Window增加一坐标轴，选择Trace=>Add Trace分别在两轴上加I(R L) 和V(R L:2) 变量，显示如图4-6。
然后执行Trace=>Cursor=>Display 启动光标测量功能，从而读取电流的最大值和电压的最大值。
通过读取波形测得I(R L)最大值即短路电流
I SC=130mA，V(R L:2)最大值即U OC为3.5455V，则输入端电阻
Req=3.5455/0.13=27.273Ω。
图4-6 开路电压和短路电流波形图回到绘图界面，按测得的等效参数修改电路参数值，如图4-7所示。
R1 100R2
50
R3
150
RL
{v ar}
V1
5v
V2
4v
PARAMETERS:
R0
27.273RLd
{v ar}
V3
3.5455
Is
130mA
G0
27.273
RLn
{v ar}
0图4-7 修改参数后的电路图
重新设定扫描参数，扫描变量仍为全局变量var，线性扫描的起点为1P，终点为10K，步长为10K。
重新启动分析，进入Probe窗口。
选择Plot=>Add Plot to window增加两个波形显示区，选择Plot=> Axis Settings （X坐标）=>Axis Variable ，设置横轴为V(R L:2) ，选择Trace=>Add Trace分别在三个轴上加I(R L)、I(RLd)和I(RLn)变量。
显示结果如图4-8。
图4-8 原电路及等效电路外特性的显示结果
选择Trace=>Cursor=>Display显示坐标值列表，点击I(RL)、I(RLd)和I(RLn)前面的小方块，数值列表中将显示相应坐标中的坐标值。
用鼠标拖动十字交叉线，可显示不同电压时的相应电流值。
六、思考与讨论
1、比较三条伏安特性曲线，验证戴维南定理和诺顿定理。
七、预习要求
1、复习有关维南定理和诺顿定理等有关内容。
2、熟悉Pspice有关直流扫描的设置和分析方法以及Probe波形的查看。
八、实验心得。