戴维南定理实验报告 第1篇
1. 什么情况下可用叠加原理,如何应用。
叠加原理仅适用于线性电路中的电压、电流的叠加,在叠加时要注意各电压、电流的参考方向。 (2)从数学概念上说,叠加就是线性方程的可加性,因此叠加原理不适用于非线性电路。 (3)电路中的功率不能叠加,因为功率与电压或电流的平方有关,不具有线性关系。
2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出? 试用上述实验数据,进行计算并作结论。
电路中各电阻消耗的功率不能用叠加定理计算得出。 因为叠加定理适用范围是线性电路。
3 回答以下问题:
在叠加原理实验中,不可以直接将不作用的电源直接短接。可以将电源断开,然后用导线替代。
条件:1.断开负载;2.用电流源接在断开负载所在位置的两端;3.测电流即可。在本实验中可以直接作负载短路实验。
(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 R0=Uoc/ 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R0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线,根据外特性曲线求出斜率tgφ,则内阻也可以先测量开路电压Uoc,再测量电流为额定值IN时的输出端电压值UN, R0=tgφ=△U/△I= Uoc / Isc 则内阻为 R0=(Uoc-UN ) / IN (3) 半电压法测R0 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UOC 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,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。
戴维南定理实验报告 第2篇
1. 叠加定理
利用实验线路图实验书图验证叠加原理的正确性。
2)理论分析
由叠加定理可知,当Vs单独作用时,电阻R2两端的电压降为
V’R2 = Vs x R2/(R1+R2) = 6 x 2/(1+2)V = 4V
当Is单独作用时,电阻R2两端的电压降为
V’’R2 = -Is x (R1/R1+R2)xR2 = -3 x (1/1+2) x 2V = -2V
则电阻R2两端的电压降为
VR2 = V’R2 + V’’R2 = 4V+(-2)V = 2V
由叠加定理可知,当Vs单独作用时,电阻R2两端的电压降为
V’R2 = Vs x R2/(R1+R2) = 6 x 2/(1+2)V = 4V
当Is单独作用时,电阻R2两端的电压降为
V’’R2 = -Is x (R1/R1+R2)xR2 = -3 x (1/1+2) x 2V = -2V
则电阻R2两端的电压降为
VR2 = V’R2 + V’’R2 = 4V+(-2)V = 2V
3)数据表
理论计算值VR2/V
仿真测量数据VR2/V
Vs单独作用
Is单独作用
Vs和Is单独作用
在线性电路中,多个独立激励源共同作用引起的响应(电路中各处的电流或电压)等于各个独立激励源单独作用(其他独立激励源置零,即独立电压源短路、独立电流源开路)所产生响应的叠加(代数和)。
2.戴维南定理的验证
(a)仿真实验电路
(b)仿真测量电流I
(c)仿真测量开路电压Voc
(d)仿真测量短路电流Isc
由戴维宁定理有
Ro = R2 = 9Ω
Voc = IsR2 + Vs = (2 x 9 + 10)V = 28V
I = Voc/(Ro + R4 ) = [28/(9 + 5)]A = 2A
3)数据表
I/A
Voc/V
Isc/A
Ro/Ω
I=[Voc/(Ro+R4)]/A
理论计算值
仿真测量数据
任何含源线性单口网络,对其外部特性而言,总可以等效为一个理想电压源与一个电阻串联的实际电压源模型,其中理想电压源的参数等于原单口网络在负载开路时的开路电压Voc,串联的内电阻Ro等于原单口网络去除内部所有独立电源后,从端口处得到的输入等效电阻。
(a)仿真实验电路
(b)仿真测量电流I
(d)仿真测量短路电流Isc
由诺顿定理有
Io= Isc X [Ro/(Ro + R4 )] = [(9 + 5)]A =
4)数据表
Io/A
Isc/A
Ro/Ω
Io= Isc X [Ro/(Ro + R4 )]A
理论计算值
仿真测量数据
5)结论
任何线性有源二端网络,对外都可以等效为一个电流源,即一个恒流源与电流源内阻并联。恒流源的电流为有源二端网络的短路电流,电流源的内阻为无源二端网络的等效电阻。
戴维南定理实验报告 第3篇
(1)测量有源二端网络等效电压源的外特性:图3-12(b)电路是图3-20的等效电压源电路,图中,电压源US用恒压源的可调稳压输出端,调整到表3-9中的UOC数值,内阻RS按表3-9中计算出来的RS(取整)选取固定电阻。然后,用电阻箱改变负载电阻RL 的阻值,逐点测量对应的电压、电流,将数据记入表3-11中。
RL(Ω)
500
750
I(mA)
U(V)
戴维南定理实验报告 第4篇
一、实验目的
1. 深刻理解和掌握戴维南定理。
2. 掌握和测量等效电路参数的方法。
3. 初步掌握使用Multisim软件绘制电路原理图及进行仿真分析。
4. 掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使用。
二、实验原理
戴维南定理指出,对于任意含独立源、线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络),都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络来等效替代。这个电压源的电动势等于原网络的开路电压,而串联的电阻则是原网络中所有独立源置零后的等效电阻。
三、实验仪器及材料
计算机一台
通用电路板一块
万用表两只
直流稳压电源一台
电阻若干
Multisim仿真软件
四、实验内容
1. 实验电路搭建
根据给定的电路图(如图1所示),使用通用电路板、电阻、直流稳压电源等元件搭建实验电路。电路中包含电压源、电阻和负载。
2. 测量开路电压和等效电阻
开路电压Uoc的'测量
将负载RL断开,使用万用表测量网络端口a、b之间的开路电压Uoc。
等效电阻Ro的测量
方法一:将所有独立源置零(电压源短路,电流源开路),使用万用表测量端口a、b之间的电阻,即为等效电阻Ro。
方法二:通过绘制有源二端网络的外特性曲线,利用开路电压和短路电流计算等效电阻Ro。
3. 验证戴维南定理
使用测量得到的开路电压Uoc和等效电阻Ro,构建戴维南等效电路。
在等效电路中接入负载RL,测量并记录不同负载下的电压和电流值。
同时,在原电路中接入相同的负载RL,测量并记录相应的电压和电流值。
比较两组数据,验证戴维南定理的正确性。
4. Multisim仿真
使用Multisim软件绘制实验电路图,并进行仿真分析。
通过参数扫描法测量原电路及等效电路的外特性,观察并记录仿真结果。
五、实验数据记录与处理
1. 实验数据记录
2. 数据处理与分析
绘制原电路和等效电路的外特性曲线,比较两者的吻合程度。
分析导致仿真数据与实测数据差异的原因,如仪器误差、实验操作不当等。
六、实验结论
通过本次实验,我们成功验证了戴维南定理的正确性。实验结果表明,原电路和戴维南等效电路在相同负载下的外特性基本一致,验证了戴维南定理的等效性。同时,我们也掌握了测量等效电路参数的方法和使用Multisim软件进行仿真分析的技能。
七、实验注意事项
1. 在测量开路电压和等效电阻时,务必确保电路中的独立源已正确置零。
2. 使用万用表和电流表时,注意选择合适的量程,避免损坏仪器。
3. 在进行仿真分析时,注意设置正确的仿真参数和观察仿真结果。
4. 实验过程中注意安全,避免触电和短路等事故的发生。
戴维南定理实验报告 第5篇
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,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电玉等于原一端口的开路电压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,见图4-1。
图4- 1 图4- 2
1、开路电压的测量方法
方法一:直接测量法。当有源二端网络的等效内阻Req与电压表的内阻Rv?相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量开路电压。
方法二:补偿法。其测量电路如图4-2所示,E为高精度的标准电压源,R为标准分压电阻箱,G为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比,c、d两端的电压随之改变,当Ucd=Uab时,流过检流计G的电流为零,因此
Uab=Ucd =[R2/(R1+ R2)]E=KE
式中 K= R2/(R1+ R2) 为电阻箱的分压比。根据标准电压E 和分压比Κ就可求得开路电压Uab,因为电路平衡时IG= 0,不消耗电能,所以此法测量精度较高。
2、等效电阻Req的测量方法
对于已知的线性有源一端口网络,其入端等效电Req可以从原网络计算得出,也可以通过实验测出,下面介绍几种测量方法:
方法一:将有源二端网络中的独立源都去掉,在ab端外加一已知电压U,
测量一端口的总电流I总则等效电阻
Req= U/I总
实际的电压源和电流源具有一定的内阻,它并不能与电源本身分开,因此在去掉电源的同时,也把电源的内阻去掉了,无法将电源内阻保留下来,这将影响测量精度,因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。
方法二:测量ab端的开路电压Uoc及短路电流Isc则等效电阻
Req= Uoc/Isc
这种方法适用于ab端等效电阻Req较大,而短路电流不超过额定值的情形,否则有损坏电源的危险。