戴维宁定理和诺顿定理

实验一 戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的1．验证戴维宁定理、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．实验原理1．戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I S 和一个电阻R S 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源I S 等于这个有源二端网络的短路电源I SC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

U S 、R S 和I S 、R S 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，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC , 然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：SCOCS I U R =。

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

(2) 伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。

开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IUR ∆∆==φtg S 。

另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图1-1所示，则内阻为：NNOC S I U U R -=。

(3) 半电压法如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。

U U N I NU I U I SC图6-1V 图6-2U SU OCU OC有源网络图1-1图1-2(4) 零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行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1-3所示。

戴维宁定理与诺顿定理1、戴维宁定理【戴维宁定理】任意线性有源（含有独立电源）一端口电路N，对外电路而言，总可以等效为一个电压源和一个线性电阻串联的支路（戴维宁支路），其中：电压源电压等于原有源一端口电路的端口开路电压，电阻等于原有源一端口电路独立电源置零后的端口入端电阻，如图1所示。

2、诺顿定理【诺顿定理】任意线性有源（含有独立电源）一端口电路N，对外电路而言，总可以等效为一个电流源和一个线性电阻并联的支路（诺顿支路），其中：电流源的电流等于原有源一端口电路的端口短路电流，电阻等于原有源一端口电路独立电源置零后的端口入端电阻，如图4-3-2所示。

【戴维宁定理和诺顿定理的参数关系】根据戴维宁支路和诺顿支路的互换关系，不难得到在图4-3-1和4-3-2所规定的参考方向下，有。

3、戴维宁与诺顿定理的应用【戴维宁定理和诺顿定理的应用】戴维宁定理与诺顿定理常用来获得一个复杂网络的最简单等效电路，特别适用于计算某一条支路的电压或电流，或者分析某一个元件参数变动对该元件所在支路的电压或电流的影响等情况。

【应用的一般步骤】1.    把代求支路以外的电路作为有源一端口网络。

2.    考虑戴维宁等效电路时，计算该有源一端口网络的开路电压。

3.    考虑诺顿等效电路时，计算该有源一端口网络的短路电流。

4.    计算有源一端口网络的入端电阻。

5.    将戴维宁或诺顿等效电路代替原有源一端口网络，然后求解电路。

【例4-3-1】用戴维宁定理计算当图4-3-3中电阻R分别为，时，流过的电流分别是多少？解（1）计算图4-3-3中端口ab的戴维宁等效电路。

戴维南定理和诺顿定理的适用条件
戴维南定理和诺顿定理是电路理论中的两个重要概念，它们被广泛应用
于电路分析和设计中。

为了有效地运用这两个定理，有一些适用条件需要被
满足。

让我们探讨戴维南定理的适用条件。

戴维南定理，也称为戴维南-诺顿定理，用于计算线性电路中特定两点之间的等效电阻。

为了使用这个定理，电
路必须是线性的，这意味着电阻、电流和电压之间的关系必须遵循欧姆定律。

而且，电路中不能包含非线性元件，如二极管或晶体管等。

另一个重要的适用条件是电路必须是稳定的。

换句话说，电路中的元件
参数不能随时间变化或随温度变化而发生变化。

这可以确保在使用戴维南定
理时得到准确的结果。

让我们讨论一下诺顿定理的适用条件。

诺顿定理是用于计算电路中特定
两点之间的等效电流，它与戴维南定理是互相等效的。

与戴维南定理类似，
诺顿定理也要求电路是线性的，并且不能包含非线性元件。

诺顿定理适用的另一个条件是电路中的所有电压源必须转换为等效的电
流源。

这意味着电路中的每个电压源都被替换为一个与之等效的电流源。

这
样做是为了使电路简化和便于分析。

戴维南定理和诺顿定理在电路分析和设计中起着重要的作用，但在使用
它们之前，需要确保电路满足一定的适用条件。

这些条件包括电路的线性特性、不存在非线性元件以及电路的稳定性。

只有在满足了这些条件后，我们
才能准确地利用戴维南定理和诺顿定理进行电路分析。

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。

戴维宁定理和诺顿定理
1 戴维宁定理
戴维宁定理是数学家汤姆森·戴维宁（Thomas Davidet Alain Davie）提出的一个有关不可划分系统的重要概念，是系统理论的基础定理之一。

他的定理强调的是当系统的每个部分处于完整和可更改的状态时，它们将把整个系统从不可再划分进行分割，从而使系统被认为是不可再分割的。

它用来区分一般形式和不可分割形式之间的关系，它的定理是：当一个系统的每一部分是完整的（可更改的）时，它们将把整个系统从不可再划分状态分割出来；但是，如果系统的任意一部分是不可更改的，它将被认为是不可分割的。

戴维宁定理也可用于更改现有系统，可以帮助把它们划分为更加可控制的组件，这有助于在系统推出时获得最佳性能或改善系统稳定性。

2 诺顿定理
诺顿定理是英国数学家约翰·诺顿（John von Neumann）提出的另一个重要定理，在他的重要著作《决策理论》中有精彩的讨论。

他的定理认为，当一个系统的每个部分是完整的，可以控制的，协调的时，它们将使该系统从可再划分变得不可再划分。

诺顿定理也强调了
系统是由可控制的，可调整的组件构成的，而且每个组件可以协调运作以最小化系统的总能耗，同时可以更加有效地运行系统。

诺顿定理也可以帮助系统的设计者更加有效地运用系统的资源，可以更有效地快速解决难题。

它也可以帮助改善和协调系统的性能，同时明确的表示出系统的控制计划。

总之，戴维宁定理和诺顿定理都是系统理论建筑中重要的概念，旨在帮助系统设计者更加有效地理解和利用系统资源，以改善系统性能，可以有效地帮助快速解决系统问题，也可以为系统构建带来一定的帮助。

名词解释无源二端网络二端网络中没有电源有源二端网络二端网络中含有电源二端网络若一个电路只通过两个输出端与外电路相联则该电路称为“二端网络”。

Two-terminals One port A B A B 2-7 戴维宁定理与诺顿定理等效电源定理戴维宁定理和诺顿定理Thevenin-Norton Theorem 工程实际中常常碰到只需研究某一支路的电压、电流或功率的问题。

对所研究的支路来说电路的其余部分就成为一个有源二端网络可等效变换为较简单的含源支路电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路使分析和计算简化。

戴维宁定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路的计算方法。

I Rx a b – 10V 4 6 6 4 计算Rx分别为1.2、 5.2时的I I a b E – Rx R0 aa bb RR aa bb 无源无源二端二端网络网络__ EE RR00 aa bb 电压源电压源戴维宁定理戴维宁定理电流源电流源诺顿定理诺顿定理aa bb 有源有源二端二端网络网络aa bb IISS RR00 无源二端网络可无源二端网络可化简为一个电阻化简为一个电阻有源二端网络可有源二端网络可化简为一个电源化简为一个电源一、戴维宁定理一、戴维宁定理任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性网络都可以用一个电动势为网络都可以用一个电动势为E E 的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻RR0 0 串联的电源来等效代替。

串联的电源来等效代替。

有源有源二端二端网络网络RRLL aa bb UU –– II EE RR00 __ RRLL aa bb UU –– II 等效电源等效电源注意“等效”是指对端口外等效注意“等效”是指对端口外等效即即用等效电源替代原来的二端网络后待求用等效电源替代原来的二端网络后待求支路上图是支路上图是RRLL的电压、电流不变。

的电压、电流不变。

等效电压源的内阻R0等于有源二端网络除源后相应的无源二端网络的等效电阻。

诺顿定理和戴维宁定理例题诺顿定理和戴维宁定理，听起来是不是有点高深莫测？别担心，今天咱们就像聊天一样，轻松聊聊这俩定理，顺便带你进入电路的神奇世界。

诺顿定理，简单说就是把复杂的电路简化成一个电流源和一个电阻，听起来很高科技，其实就像把一大堆杂七杂八的东西，整理成一两样好用的工具。

想象一下，你打开了一个满是零件的工具箱，结果发现只需要一个扳手和一个螺丝刀，就能解决大多数问题，多痛快啊！这样你就可以专心搞其他的事情，而不用被那些繁琐的细节绊住脚。

然后再说戴维宁定理，这个其实和诺顿定理有点像，但它是把电路简化成一个电压源和一个电阻。

就好比你把一杯水分成两个杯子，一个装满水，另一个只有一点点。

这时候，虽然看似东西变少了，但实际上一样能干活。

戴维宁定理就像是在说，只要我们抓住核心，就能把复杂的事情变得简单易懂。

想想生活中的琐事，有时候咱们也是这样，把问题简化了，反而更容易解决。

咱们来个例子，想象你有一个复杂的电路，里面有好几个电阻、几个电源，简直像迷宫一样。

要用诺顿定理解决这个问题，首先咱们得找到“诺顿等效电流”，就是把所有的电流汇聚成一股强劲的流。

这就好比你和朋友们约好一起去玩，最后大家都汇聚到一个地方，热闹得不行。

还得找出“诺顿等效电阻”，这就像是在说，在这股强劲的流动中，有多少阻碍，多少麻烦需要克服。

如果你决定用戴维宁定理来解决这个复杂的电路，咱们的第一步是找出“戴维宁等效电压”，也就是你那个“水杯”的水量，看看究竟能提供多少电压。

然后呢，记得找出“戴维宁等效电阻”，看一下电流在这杯水流动时会遇到多少阻碍。

这两种方法，听起来是不是特别简单，虽然背后有一些复杂的计算，但一旦掌握，就能轻松应对那些电路问题。

在电路的世界里，诺顿和戴维宁就像是两位老朋友，互相帮助，互相补充。

无论你是选择哪个定理，最终的目的都是让事情变得简单明了。

就像我们生活中有很多选择一样，往往最终能带我们走出困境的，往往是那些看似简单的办法。