戴维南定理及其应用实验报告书
戴维南定理及其应用
一、实验目的
1、掌握戴维南定理及其应用方法。
2、验证戴维南定理。
二、实验器材
直流电压源 1个 电压表 1个 电流表 1个 电阻 4个 三、实验原理
在电路理论中等效电路定理具有非常重要的意义,它包括戴维南定理和诺顿定理。
戴维南定理可描述为:任何一个线性单端口电路N (如图2-5-1(a )所示),它对外电路的作用,都可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效,这个等效电路称为戴维南等效电路(也称为等效电压源),见图2-5-1(b )所示。
其中,该等效电压源的电压值等于单端口电路N 在端口处的开路电压U OC ;电阻R O 等于单端口电路N 内所有独立源为零的条件下,从端口处看进去的等效电阻。
电阻R O 也称为戴维南等效电阻。
(a)
(b)
图2-5-1 戴维南等效电路原理
(a)(b) (c)(d)R
U
OC
图2-5-2 戴维南等效电路
图2-5-2(a)给出了一个线性单端口电路,其中,R L为负载。
首先求该电路的戴维南等效电阻R O。
将该电路的电压源短路,见图2-5-2(b),可求得
R O=R1//R2+R3=25Ω+50Ω=75Ω
其次,求端口ao处的开路电压U OC=6V(见图2-5-2(c))。
所以该电路的等效电路见图2-5-2(d)所示。
四、实验步骤
1. 单端口电路测试
按图2-5-3连线,电源电压设置为12V。
按表2-5-1中给出的数据改变R L之值,测量负载电阻R L的电压U L和流过电阻R L的电流I L,并填写表2-5-1。
图2-5-3 单端口电路
表2-5-1单端口电路的测量数据
2. 等效电路测试
按图2-5-4连线,电源电压设置为6V。
按表2-5-2中给出的数据改变R L之值,测量负载电阻R L的电压U L和流过电阻R L的电流I L,并填写表2-5-2。
图2-5-4 等效电路
表2-5-2 等效电路的测量数据
3. 戴维南定理应用
图2-5-5给出了一个单端口电路,其中R L为负载电阻。
应用戴维南定理求端口ao左侧的戴维南等效电路,并设计实验方案,用实验方法验证其正确性,同时给出实验电路和实验结果。
图2-5-5 单端口电路
五、实验报告的内容与要求
实验名称:实验2.5 戴维南定理及其应用
(一) 实验目的
(二) 实验器材
(三) 实验内容与结果分析
1. 单端口电路测试
(1)给出实验电路图。
(2)给出表2-5-1中的实验数据。
2. 等效电路测试
(1)给出实验电路图。
(2)给出表2-5-2中的实验数据。
(3)分析比较表2-5-1和表2-5-2中的测量数据,说明图2-5-3和图2-5-4给出的电路是否等效。
3. 戴维南定理应用
给出图2-5-5的等效电路,同时给出实验电路和实验结果。
(四) 实验体会与建议
实验2.6 诺顿定理及其应用
一、实验目的
1、掌握诺顿定理及其应用方法。
2、验证诺顿定理的正确性。
二、实验器材
直流电压源 1个
电压表 1个
电流表 1个
电阻 4个
三、实验原理
诺顿定理可描述为:任何一个线性单端口电路N(如图2-6-1(a)所示),它对外电路的作用,都可以用一个电流源和一个电阻的并联组合来等效,这个等效电路称为诺顿等效电路(也称为等效电流源),见图2-6-1(b)所示。
其中,并联电阻称为诺顿电阻R n,R n 之值等于戴维南等效电路里的戴维南电阻之值,这个并联电阻的求法也与戴维南电阻的求法一样。
这个等效电流源的电流称为诺顿电流I n,它等于原网络两端之间的短路电流之值。
(a)(b)
图2-6-1诺顿等效电路原理
四、实验步骤
1. 单端口电路测试
按图2-6-2连线,电源电压设置为12V。
按表2-6-1中给出的数据改变R L之值,测量负载电阻R L的电压U L和流过电阻R L的电流I L,并填写表2-6-1。