电路分析-等效电源定理-实验报告.docx

实验一1、实验目得学习使用workbenｃｈ软件,学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。

２、解决方案1)基尔霍夫电流、电压定理得验证。

解决方案：自己设计一个电路,要求至少包括两个回路与两个节点，测量节点得电流代数与与回路电压代数与,验证基尔霍夫电流与电压定理并与理论计算值相比较．2)电阻串并联分压与分流关系验证。

解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上得电阻,有串联电阻与并联电阻,测量电阻上得电压与电流,验证电阻串并联分压与分流关系,并与理论计算值相比较。

3、实验电路及测试数据4、理论计算根据KVL与ＫCL及电阻VCR列方程如下：Is=I1+Ｉ2，U1+U2=U３,Ｕ１=I1＊Ｒ1，U２=Ｉ1*Ｒ2,U3＝Ｉ2*R３解得，U1=10V,U2=２0V,U３＝30V，I1=5A，I２=5A5、实验数据与理论计算比较由上可以瞧出，实验数据与理论计算没有偏差,基尔霍夫定理正确；R1与R2串联,两者电流相同,电压与为两者得总电压,即分压不分流；R1R２与R3并联,电压相同,电流符合分流规律.6、实验心得第一次用软件,好多东西都找不着,再瞧了指导书与同学们得讨论后,终于完成了本次实验。

在实验过程中，出现得一些操作上得一些小问题都给予解决了.实验二１、实验目得通过实验加深对叠加定理得理解；学习使用受控源;进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。

２、解决方案自己设计一个电路,要求包括至少两个以上得独立源(一个电压源与一个电流源）与一个受控源,分别测量每个独立源单独作用时得响应,并测量所有独立源一起作用时得响应,验证叠加定理.并与理论计算值比较。

3、实验电路及测试数据电压源单独作用：电流源单独作用：共同作用:４、理论计算电压源单独作用时:—10+3Ix１+2Ｉx1=0,得Ix1＝2Ａ；电流源单独作用时：，得Iｘ２＝-0、6A; 两者共同作用时:,得Iｘ＝1、４A、５、实验数据与理论计算比较由上得，与测得数据相符,Ｉx=Ｉｘ1+Ix2,叠加定理得证.6、实验心得通过本实验验证并加深了对叠加定理得理解,同时学会了受控源得使用。

电压源与电流源的等效变换一、实验目的1、 加深理解电压源、电流源的概念。

加深理解电压源、电流源的概念。

2、 掌握电源外特性的测试方法。

掌握电源外特性的测试方法。

二、原理及说明1、 电压源是有源元件，电压源是有源元件，可分为理想电压源与实际电压源。

可分为理想电压源与实际电压源。

可分为理想电压源与实际电压源。

理想电压源在一定的电流理想电压源在一定的电流范围内，具有很小的电阻，它的输出电压不因负载而改变。

而实际电压源的端电压随着电流变化而变化，压随着电流变化而变化，即它具有一定的内阻值。

即它具有一定的内阻值。

即它具有一定的内阻值。

理想电压源与实际电压源以及理想电压源与实际电压源以及它们的伏安特性如图4-1所示所示((参阅实验一内容参阅实验一内容))。

2、电流源也分为理想电流源和实际电流源。

理想电流源的电流是恒定的，理想电流源的电流是恒定的，不因外电路不同而改变。

不因外电路不同而改变。

不因外电路不同而改变。

实际电流源的电流与所联接实际电流源的电流与所联接的电路有关。

当其端电压增高时，通过外电路的电流要降低，端压越低通过外电路的电流越大。

实际电流源可以用一个理想电流源和一个内阻R S 并联来表示。

图4-2为两种电流源的伏安特性。

流源的伏安特性。

3、电源的等效变换一个实际电源，尤其外部特性来讲，可以看成为一个电压源，也可看成为一个电流源。

两者是等效的，其中I S =U S /R S 或或 U S =I S R S图4-3为等效变换电路，由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为U s 和R s 的电压源变换为一个参数为I s 和R S 的等效电流源。

同时可知理想电压源与理想电流源两者之间不存在等效变换的条件。

之间不存在等效变换的条件。

三、仪器设备电工实验装置电工实验装置 ： DG011 DG011、、 DG053 DG053 、、 DY04 DY04 、、 DYO31四、实验内容1、理想电流源的伏安特性1)1) 按图4-4(a)4-4(a)接线，毫安表接线使用电流插孔，接线，毫安表接线使用电流插孔，接线，毫安表接线使用电流插孔，R R L 使用1K Ω电位器。

实验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制一．实验目的1．学会测量电路中各点电位和电压方法。

理解电位的相对性和电压的绝对性；2．学会电路电位图的测量、绘制方法；3．掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。

二．原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。

据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。

若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。

而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。

在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。

三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表2．恒压源（eel－i、ii、iii、iv均含在主控制屏上，可能有两种配置（1）+6v（+5v），+12 v，0～30v可调或（2）双路0～30v可调。

）3．eel－30组件（含实验电路）或eel－53组件四．实验内容实验电路如图1－1所示，图中的电源us1用恒压源中的+6v（+5v）输出端，us2用0～+30v可调电源输出端，并将输出电压调到+12v。

1．测量电路中各点电位以图1－1中的a点作为电位参考点，分别测量b、c、d、e、f各点的电位。

用电压表的黑笔端插入a点，红笔端分别插入b、c、d、e、f各点进行测量，数据记入表1－1中。

以d点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表1－1中。

图 1－12．电路中相邻两点之间的电压值在图1－1中，测量电压uab：将电压表的红笔端插入a点，黑笔端插入b点，读电压表读数，记入表1－1中。

按同样方法测量ubc、ucd、ude、uef、及ufa，测量数据记入表1－1中。

等效电源定理实验报告实验目的：本次实验的目的是通过等效电源定理实验，掌握等效电源的概念及其计算方法，并能熟练运用等效电源定理进行电路分析和计算。

实验原理：等效电源定理指的是，将一个电路中的复杂元件和电源转换为简单的等效电路，从而计算电路的各种参数，如电流、电压等。

等效电源分为两类，分别是理想电压源和理想电流源。

根据等效电源定理，我们可以将初始电路中的电源、电流、阻抗等抽象为一个等效电源，可以采用不同的电路模型进行计算。

在进行计算等效电源时，需要根据电路内部的电流、电压等数据按照公式进行计算，以获取等效电源参数。

实验装置：1. 电源（6V）2. 三个不同的电阻（100Ω，220Ω，330Ω）3. 万用表4. 连接电线实验步骤：1. 将电源连接到电路中，同时连接好不同电阻。

2. 打开万用表，选择电流档，将两个电极分别连接到电阻两端。

3. 此时电路中的电流数值即为所求的I值。

4. 根据等效电源理论，我们可以将电路内部元件和电源转换为等效电源，电流的数值保持不变。

5. 假设此时等效电源为理想电压源U，计算电压数值，即U = IR。

6. 假设此时等效电源为理想电流源I，计算电流数值，即I = I。

实验结果：1. 在100Ω电阻的情况下，电路中的电流为0.06A。

2. 根据 U=IR，可计算出等效电源中的理想电压源U为0.06*100 = 6V。

3. 根据 I=I，可计算出等效电源中的理想电流源I为0.06A。

实验分析：通过等效电源定理实验，我们成功地计算出了电路内部的理想电压源和理想电流源的数值。

在实际应用中，等效电源定理常被用于电路分析和设计，无论是计算电路的电流、电压、功率等参数，还是设计电路内部的电子元件，都可以基于等效电源定理来推导和计算。

总结：等效电源定理是电路分析和设计中的重要工具之一，可以用来简化复杂的电路结构和电子元件，从而更加轻松地理解和计算电路中的各种参数。

通过本次实验，我们已经掌握了等效电源定理的计算方法和应用技巧，可进一步扩展这项理论的应用范围。

实验一 基本电工仪表的使用与典型电信号的观察一、实验目的1、熟悉实验台上各类电源、测量仪表的布局及使用方法2、掌握电压表、电流表内电阻的测量方法3、熟悉常用电工仪表及设备的使用方法，包括万用表、电源、信号发生器、示波器、电压与电流表等等。

二、实验说明1、为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的实际工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。

而实际使用的电工仪表都不能满足上述要求。

因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差，这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的的大小密切相关。

2、本实验测量电流的内阻采用“分流法”，如图1－1所示。

R AI图1－1 可调电流源A 为被测内阻R A 的直流电流表，测量时先断开开关S ，调节电流源的输出电流I 使A 表指针满偏转，然后合上开关S ，并保持I 值不变，调节电阻箱RB 的阻值，使电流表指在1/2满偏转位置，此时有I I I S A 21==所以 R A =R B //R 1R 1为固定电阻之值，R B 由电阻箱的刻度盘上读得。

3、测量电压表的内阻采用分压法，如图1－2所示。

S图 1－2 可调稳压源V 为被测内阻R V 的电压表，测量时先将开关S 闭合，调节直流稳压源的输出电压，使电压表V 的指针为满偏转。

然后断开开关S ，调节R B 使电压表V 的指示值减半。

此时有R V ＝R B ＋ R 1电阻箱刻度盘读出值R B 加上固定电阻R 1，即为被测电压表的内阻值。

电压表的灵敏度为S = R V /U (Ω/v)4、仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差）的计算。

以图1－3所示电路为例VR BU图 1－3R 1上的电压为U R1=211R R R +U ，若R 1=R 2，则U R1=1/2U现用一内阻为R V 的电压表来测量U R1的值，当R V 与R 1并联后，R AB =11R R R R V V +，以此来代替上式中的R 1，则得U ‘R1=U R R R R R R R R R V V V V 21111+++绝对误差为 △U=U ‘R1—U R1=U （21221111R R R R R R R R R R R R V V V V +-+++） 化简后得 △U=)()2(2121222121221R R R R R R R R R UR R V ++++- ，若R 1=R 2=R V ，则得△U=6U -相对误差△U%=3.33%1002/6/%100111'-=⨯-=-U U U U U R R R三、实验设备四、实验内容1、根据“分流法”原理测定万用表直流毫安表的内阻，线路如图1－1所示。

实验⼆线性有源⼆端⽹络等效电路的研究实验⼆线性有源⼆端⽹络等效电路的研究班级通信192 姓名余*耀学号27⼀、实验⽬的1. 学习测量线性有源⼆端⽹络等效电源参数和电路的外特性的⽅法。

?2. 加深对等效电源定理的理解, 验证最⼤功率传输条件。

3。

巩固万⽤电表的使⽤⽅法,加深对万⽤电表内阻的理解。

⼆、实验器材、设备及软件互联⽹+电⼦在线实验平台电阻、电压源、万⽤表、导线三、实验原理１.任何⼀个线性⽹络，如果只研究其中⼀条⽀路的电压或电流，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,如图1（a)所⽰。

图1 线性有源⼆端⽹络的等效电路2. 等效电源定理包括电压源等效和电流源等效两个定理，也称为戴维南定理和诺顿定理：戴维南定理：任意⼀个线性有源⼆端⽹络，就其对外电路的作⽤⽽⾔，总可以等效为⼀个电压源和电阻组成的串联电路,如图１（ｂ）所⽰.该电压源的电压 UＯC等于⼆端⽹络在端⼝处的开路电压；电阻 r0 等于⼆端⽹络内所有独⽴源置于零的条件下,从端⼝处看进去的等效电阻。

诺顿定理：任意⼀个线性有源⼆端⽹络，就其对外电路的作⽤⽽⾔,总可以等效为⼀个电流源和电导组成的并联电路,如图1（c）所⽰.该电流源的电流IＳC等于⼆端⽹络在端⼝处的短路电流；电导 g0 等于该⼆端⽹络内所有独⽴源置于零的条件下,从端⼝处看进去的等效电导， g０= 1/ r0。

通常我们称开路电压UＯC、短路电流ＩSC以及等效内阻r０为有源⼆端⽹络的等效电源参数.3。

线性有源⼆端⽹络与等效电路的外特性应该是⼀致的，在平⾯坐标中绘制的伏安关系曲线应该重合。

4．最⼤功率传输定理⼀个线性有源⼆端⽹络，不管其内部具体电路如何，都可以等效为⼀个理想电压源和电阻组成的串联电路,如图 5－１（b）所⽰。

当负载为 R L时，获得功率:对上式求导并令其为零，得到负载 R L上获得最⼤功率时的条件ＲL ＝ｒ０,此时最⼤功率为：四、实验内容与步骤进⼊电路分析实验平台，进⼊实验“线性有源⼆端⽹络等效电路”，点击界⾯左侧的“实验操作”选项卡，进⼊线性电路的实验模块界⾯.1. 线性有源⼆端⽹络等效电源参数的测量如图２所⽰实验电路, 测量Ａ、Ｂ端⼝的等效电源参数Ｕ、Ｉ,测量数据填⼊表1中，r0任选三种⽅法进⾏测量，测量数据填⼊表２中.图2 测定ＡB 端等效电源参数电路（1）测量开路电压U OＣ按图 5—3 所⽰, 在实验板上搭建实验电路。

一、实验名称：电路基本定律及定理的验证 二、实验目的：1、 通过实验验证并加深对基尔霍夫定律、叠加原理及其适用范围的理解；2、 用实验验证并加深对戴维南定理与诺顿定理的理解；3、 掌握电压源与电流源相互转换的条件和方法；4、 灵活运用等效电源定理来简化复杂线性电路的分析。

三、实验原理基尔霍夫定律：(1)基尔霍夫电流定律: 在任一时刻，流入到电路任一节点的电流的代数和为零。

5个电流的参考方向如图中所示，根据基尔霍夫定律就可写出I 1+I 2+I 3+I 4+I 5=0(2)基尔霍夫电压定律: 在任一时刻，沿闭合回路电压降的代数和总等于零。

把这一定律写成一般形式即为∑U=0。

叠加原理: 几个电压源在某线性网络中共同作用时，也可以是几个电流源共同作用于线性网络，或电压源和电流源混合共同作用。

它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间所产生的电压降，等于这些电压源或电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和。

戴维南定理：对外电路来说，一个线性有源二端网络可以用一个电压源和一个电阻串联的电路来等效代替。

该电压源的电压等于此有源二端网络的开路电压U oc ，串联电阻等于此有源二端网络除去独立电源后（电压源短接，电流源断开）在其端口处的等效电阻R o ，这个电压源和电阻串联的电路称为戴维南等效电路。

四、实验步骤及任务（1）：KCL 及KVL 的验证 实验线路图：NI 1I 2 I 3 I 4I 5KCL 定律示意图A B CDE FI 1 I 3I 2510Ω330Ω 510Ω510Ω 1k ΩU 1=10V_+KCL 及KVL 实验数据记录项目支路电流端点电压节点电流回路电压I 1(mA)I 2(mA) I 3(mA) U AC (V) U CD (V) U DA (V) I 1+ I 2- I 3 U AC +U CD + U DA计算值 7.201 -1.996 5.205 -1.996 -0.659 2.655 0 0 测量值7.201-1.9965.205-1.996-0.65872.655-0.0003（2）：叠加原理的验证根据实验预习和实验过程预先用叠加原理计算出表中电压、电流计算值，最后通过电路测量验证。