电路原理实验实44

实验4-4 戴维南定理的验证

班级：信工6班姓名：黄宇樽学号：1121000106

实验班次

实验台编号

个人数据

Us(V)Is(mA)

5 17 18 -12

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.掌握含源二端网络的开路电压和等效电阻的测定方法，并了解各种测量方法的特点。

二、含源二段网络外特性的测试

1.含源二端网络的外特性的测试电路

R1 330Ω

R2

510ΩIS1

-12mA

R3 510Ω

R4 10Ω

US1

18 V

A

B

R5

100Ω

Key=A

50%

XMM1XMM2图4-4-1 含源二端网络的外特性的仿真测量图

图4-4-2 含源二端网络的外特性的实测电路

2.含源二端网络外特性数据表（1）数据表

表4-4-1 测量含源二端网络的外特性（I S= -12 mA，U S= 18 V）

R L/Ω

实验内容

910 710 510 330 100 计

算

值

U AB/V 7.40 6.70 5.77 4.52 1.87

I AB/mA 8.13 9.44 11.31 13.70 18.70

仿

真

值

U AB/V 7.396 6.709 5.755 4.513 1.875

I AB/mA 8.129 9.449 11.284 13.674 18.748

实

测

值

U AB/V 7.45 6.770 5.808 4.579 1.912

I AB/mA7.977 9.342 11.48 13.696 18.783

（2）理论计算：当负载电阻为100Ω时的U AB值

U AB =1.87V

（3）仿真测量图：当负载电阻为100Ω时的U AB与I AB值

图4-4-3 当负载电阻为100Ω时的U AB与I AB仿真值

（4）实际测量图：当负载电阻为100Ω时的U AB值

图4-4-4 当负载电阻为100Ω时的U AB实测值

三、测量戴维南等效电路的开路电压和短路电流

1.断开J1测量开路电压U OC。

图4-4-5 开路电压的仿真

图4-4-6 开路电压的实测

2. 闭合J1、J2，测量短路电流I SC 。

图 4-4-7 短路电流的仿真

图 4-4-8 短路电流的实测

3. 将实验数据填到表4-4-2。

表4-4-2 用开路电压/短路电流计算等效电阻测量等效电阻 实验数据 实验内容

开路电压 U OC /V 短路电流 I SC / mA 等效电阻 R O = U OC / I SC (Ω)

计算值 11.620 22.360 51.972 仿真值 11.621 22.354 51.986 实验值 12.249

22.82

53.677

4. 根据开路电压和短路电流计算戴维南等效电路的等效电阻R o 。

Ω===

SC

OC

o I U R

四、测量计算戴维南等效电路的等效电阻

1. 将被测二端网络中的独立源I S 去掉，将U S 用短路线代替，将负载R L 去掉，用万用表

直接读出等效电阻R o 。

图4-4-9 用万用表直接测定等效电阻R EQ 的仿真

图4-4-10 用万用表直接测定等效电阻R EQ 的实测

2. 用串并联法计算戴维南等效电路的等效电阻R EQ

Ω=++++==++++

=882.51910

510330)

330510(*10510)(4211243R R R R R R R R EQ

五、测量计算戴维南等效电路的负载电压

1. 用开路电压和等效电阻构成戴维南等效电路，测量负载电阻R L 上的电压。

R1

520Ω

UOC

11.6 V

RL

100Ω

XMM2

图4-4-11 戴维南等效电路外特性仿真原理图

图4-4-12 戴维南等效电路外特性实测电路

2.戴维南等效电路计算与测量图

（1）计算负载电阻为100Ω时R L上的电压。

V

U

R

R

R

U

OC

L

EQ

L

L

935

.

8

.

5

*

100

520

100

==

+

==

+

=

（2）仿真测量图：当负载电阻为100Ω时的U AB与I AB值

图4-4-3 当负载电阻为100Ω时的U AB与I AB仿真值

（3）实际测量图：当负载电阻为100Ω时的U AB值

图4-4-4 当负载电阻为100Ω时的U AB实测值

六、戴维南等效电路外特性的仿真与测量

表4-4-5 含源二端网络等效电路的外特性（R ko= -12 Ω，U oc= 18 V）R L/Ω

实验内容

910 710 510 330 100

计算值U AB/V 7.40 6.70 5.77 4.52 1.87 I AB/mA 8.13 9.44 11.31 13.70 18.70

仿真值U AB/V 7.396 6.709 5.755 4.513 1.875 I AB/mA 8.129 9.449 11.284 13.674 18.748

实测值U AB/V 7.45 6.770 5.808 4.579 1.912 I AB/mA7.977 9.342 11.48 13.696 18.783

七、实验结论

本实验通过含源二段网络外特性的测试数据与戴维南等效电路得出的测试数据进行对比，证明了：任何一个线性含源的二端网络，都可以用一个电压源和一个电阻串联的支路来等效。电压源的电压U S等于这个含源二端网络的开路电压，等效电阻R o等于该网络中所有独立源均置零，即理想电压源视为短接，理想电流源视为开路时的等效电阻。 Req 和Ro 称为含源二段网络的戴维南等效参数。