实验1戴维南和诺顿等效电路

实验1戴维南和诺顿等效电路实验目的：1、研究和掌握戴维南和诺顿及其等效电路的基本概念和计算方法；3、熟悉使用万用表测量电路中各种参数。

实验原理：1、戴维南定理戴维南定理又称为戴维南-弗伦德定理，它是指任意线性电路都可以用一对等效的电路来代替。

这一对等效的电路是由电路中某一支路所对应的戴维南电路和电路中某一支路所对应的诺顿电路所组成的，它们与原电路在外部端口上具有相同的电学特性。

在电路中选择一支路，通过这条支路可以引出电路中的全部电流。

那么，这一支路上的等效电阻Rn就是诺顿电路的等效电阻，通过这一支路的电流In就是诺顿电路的输出电流。

戴维南电路与诺顿电路的等效电流In相同，等效电阻Rd等于原电路在该支路上的电阻。

2、诺顿定理实验内容：1、测量直流电路的电路参数2、利用戴维南定理求解直流电路的等效电路实验装置：1、实验板2、万用表3、电源4、电阻箱5、导线实验步骤：1、连接直流电路将实验板与电源连接，连接线路路如下图：连接线路图将万用表的电压档或电流档换上去，根据需要选择测量方法并测量出电路中所需的各个参数。

(1) 在电路中选择一支路，通过这条支路可以引出电路中的全部电流。

(2) 测量这一支路上的电阻，记作Rd。

(4) 戴维南电路的等效电流等于通过这一支路的电流In，等效电阻等于Rd。

(5) 按照戴维南电路的等效电路连接电路并测量电路参数，计算等效电路中各个参数。

5、计算结果比较比较用戴维南定理、诺顿定理求解出的等效电路得出的结果是否一致。

实验结果：测量结果诺顿等效电路参数戴维南等效电路和诺顿等效电路求出的电路参数结果一致。

戴维南定理和诺顿定理实验报告戴维南定理和诺顿定理是电路理论中非常重要的两个定理，它们为我们理解和分析电路提供了重要的理论支持。

本次实验旨在通过实际操作验证戴维南定理和诺顿定理，并对实验结果进行分析和讨论。

实验一，验证戴维南定理。

首先，我们搭建了一个包含多个电阻的电路，并通过测量电路中各个电阻的电压和电流，得到了电路的电压-电流特性曲线。

然后，我们通过改变电路中的电阻值，重新测量电路的电压-电流特性曲线。

最后，我们根据戴维南定理，将电路简化为一个等效的电压源和电阻，通过比较原始电路和简化电路的特性曲线，验证了戴维南定理的有效性。

实验二，验证诺顿定理。

在这个实验中，我们利用相同的电路，通过测量电路中的电压和电流，得到了电路的电压-电流特性曲线。

然后，我们将电路简化为一个等效的电流源和电阻，重新测量电路的电压-电流特性曲线。

通过比较原始电路和简化电路的特性曲线，验证了诺顿定理的有效性。

实验结果分析。

通过实验验证，我们发现戴维南定理和诺顿定理在实际电路中具有很高的适用性。

戴维南定理告诉我们，任何线性电路都可以用一个等效的电压源和电阻来表示，而诺顿定理则告诉我们，任何线性电路都可以用一个等效的电流源和电阻来表示。

这些定理为我们分析复杂电路提供了便利，使得我们可以通过简化电路结构来更好地理解电路的特性和行为。

结论。

通过本次实验，我们验证了戴维南定理和诺顿定理在实际电路中的有效性，这些定理为我们理解和分析电路提供了重要的理论基础。

在今后的电路设计和分析中，我们可以充分利用这些定理，简化复杂电路的分析过程，提高工作效率，更好地理解电路的行为。

总结。

戴维南定理和诺顿定理是电路理论中的重要定理，通过本次实验，我们验证了它们在实际电路中的有效性。

这些定理为我们提供了简化电路分析的方法，为电路设计和分析提供了重要的理论支持。

希望通过本次实验，能够加深对这些定理的理解，提高电路分析能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。

实验一 戴维南定理和诺顿定理的验证 —— 有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对改定理的理解。

2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，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）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc ，其等效内阻Ro 等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is 等于这个有源二端网络的短路电流Isc ，其等效内阻Ro 定义同戴维南定理。

Uoc （Us ）和Ro 或者I sc （Is ）和Ro 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、短路电流法测Ro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 ，测等效内阻为 Ro=SCOC I U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Ro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。

根据外特性曲线求出斜率tg Φ，则内阻Ro=tg Φ=SCOCI U I U =∆∆。

图1-1也可以先测量开路电压Uoc ，再测量电流为额定值N I 时的输出端电压值N U ，则内阻为Ro=N NOC I UU-。

（3）半电压法测Ro如图1-2所示，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。

图1-2（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。

戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。

2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。

3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。

二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。

2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。

3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流I SC，其等效内阻R0定义与戴维南定理的相同。

4、有源二端网络等效参数的测量方法U0C、I SC和R0称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。

（一）开路电压U OC的测量方法（1）可直接用电压表测量。

（2）零示法测U OC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，如图3-1所示。

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。

图3-1 图3-2（二）等效电阻R0的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R0该方法只实用于内阻较大的二端网络。

因当内阻很小时，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，不宜用此法。

该测量方法是：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 0C ，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为 SCOCO I U R = （2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。

实验四戴维南——诺顿定理一、实验目的1、加深对戴维宁——诺顿定理的理解。

2、学习有源一端口网络等效电路参数的测量方法。

二、原理与说明1、戴维宁定理指出，任何一线性含源一端口网络对外部电路而言，总可用一个电压源和电阻的串联支路来代替（如图一），其电压源的数值等于原一端口网络的开路电压U0，其电阻等于无源一端口网络的入端电阻R。

图一2、戴维宁定理的对偶形式——上述线性含源网络也可用一个图二的电路来代替，其电位源的数值等于原网络端口的短电流I电阻等于无源一端口网络的入端电阻R。

图 二3、戴维宁——诺顿定理的等效电路是对其外部特征而言的，只要含源网络内部除独立外部是线性元件，上述等值电路都是正确的。

4、无源一端口网络的入端电阻R 0或以用多种实验方法测得。

（a ）R 0=U 0/I 0，而U 0I 0可直接测得 （b ）对无源一端口网络在端口处接一电压源U ’，测得端口电流I ，如图三（a ），R 0=U ’/I ’。

也可接一电流源I ’，测得端口电压U ’，如图三（b ）,R 0=U ’/I ’’(a) (b) 图三（c ）如图四所示电路，调节电阻器，若电流读数为R=0时的一半，则此时电阻器R 那为R 。

同样，若电压表读数为电源电压的一半，则电阻器R 即为R 。

三、实验内容及步骤。

1、测完图五所示一端口含源网络的外持性，Uab= f （1），数据读入 表1、根据测量结 果求出戴维宁等 值电路和诺顿等 值参数，组成维宁等值电路，测 量其外持性。

四、数据记录五、实验结论有源二端网络的特性曲线Uoc 20.5Ro= Ioc = 0.069 =297 Ω由上可看，各点皆均匀分布去线的两侧，误差较小而用开路电压LL，和短路Ioc算的内阻R= 298Ω，就是被测网络的等效电阻R，由此验证戴维宁定理的正确性。

六、误善分析1、由于本实验去旧的仪器上进行，该仪器使用时间较长灵敏度不高，故系误善较大。

2、原电路上接线存去电阻，产生误差。

戴维南定理和诺顿定理一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。

2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。

二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。

2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U 0C ，其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。

3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC ，其等效内阻R 0定义与戴维南定理的相同。

4、有源二端网络等效参数的测量方法U 0C 、I SC 和R 0称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。

（一）开路电压U OC 的测量方法 （1）可直接用电压表测量。

（2）零示法测U OC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，如图 3-1所示。

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。

图3-1 图3-2（二）等效电阻R 0的测量方法 （1）开路电压、短路电流法测R 0该方法只实用于内阻较大的二端网络。

因当内阻很小时，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，不宜用此法。

该测量方法是：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 0C ，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为 SCOCO I U R （2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。

戴维南等效电路和诺顿等效电路引言：在电路分析中，戴维南等效电路和诺顿等效电路是两个重要的概念。

它们是电路分析中常用的简化电路模型，可以帮助我们更好地理解和分析复杂电路的行为。

本文将详细介绍戴维南等效电路和诺顿等效电路的概念、原理以及应用。

一、戴维南等效电路1. 概念：戴维南等效电路是一种用电压源和电阻来代替电路中的电压源和电阻的方法，它能够将原电路和等效电路在外部电路特性上保持一致。

2. 原理：戴维南等效电路的原理是基于电压分压原理和电流合流原理。

根据电压分压原理，电路中的电压源可以用电压源和电阻串联组成的等效电路来代替。

而根据电流合流原理，电路中的电阻可以用电流源和电阻并联组成的等效电路来代替。

3. 应用：戴维南等效电路的应用非常广泛。

在电路分析和设计中，我们经常会遇到复杂的电路，使用戴维南等效电路可以将这些复杂电路简化为等效电路，从而更方便地进行分析和设计。

此外，戴维南等效电路还可以在电路模拟和电路实验中使用，用来代替实际电路进行仿真和测试。

二、诺顿等效电路1. 概念：诺顿等效电路也是一种用电流源和电阻来代替电路中的电流源和电阻的方法，它同样能够将原电路和等效电路在外部电路特性上保持一致。

2. 原理：诺顿等效电路的原理与戴维南等效电路类似，也是基于电压分压原理和电流合流原理。

根据电压分压原理，电路中的电流源可以用电流源和电阻并联组成的等效电路来代替。

而根据电流合流原理，电路中的电阻可以用电压源和电阻串联组成的等效电路来代替。

3. 应用：诺顿等效电路与戴维南等效电路一样，广泛应用于电路分析和设计中。

通过将复杂电路简化为等效电路，可以更方便地进行分析和设计工作。

此外，诺顿等效电路还可以用于电路仿真和测试，以替代实际电路进行模拟和实验。

三、戴维南等效电路和诺顿等效电路的区别戴维南等效电路和诺顿等效电路在原理和应用上有所不同。

戴维南等效电路是用电压源和电阻来代替电路中的电压源和电阻，而诺顿等效电路则是用电流源和电阻来代替电路中的电流源和电阻。

戴维南定理与诺顿定理的验证实验一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。

2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。

3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。

二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。

2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。

3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流I SC，其等效内阻R0定义与戴维南定理的相同。

4、有源二端网络等效参数的测量方法U0C、I SC和R0称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。

（一）开路电压U OC的测量方法（1）可直接用电压表测量。

（2）零示法测U OC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，如图3-1所示。

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。

图3-1 图3-2（二）等效电阻R 0的测量方法 （1）开路电压、短路电流法测R 0该方法只实用于内阻较大的二端网络。

因当内阻很小时，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，不宜用此法。

该测量方法是：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 0C ，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为 SCOCO I U R = （2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。

戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。

2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。

3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。

二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。

2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。

3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC，其等效内阻R0定义与戴维南定理的相同。

4、有源二端网络等效参数的测量方法U0C、I SC和R0称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。

（一）开路电压U OC的测量方法（1）可直接用电压表测量。

（2）零示法测U OC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，如图 3-1所示。

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。

图3-1 图3-2（二）等效电阻R 0的测量方法 （1）开路电压、短路电流法测R 0该方法只实用于内阻较大的二端网络。

因当内阻很小时，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，不宜用此法。

该测量方法是：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 0C ，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为 SCOCO I U R = （2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-2所示。

戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据在电路分析中，戴维南定理和诺顿定理是两个非常重要的定理，它们为复杂电路的简化和分析提供了有力的工具。

为了深入理解和验证这两个定理，我们进行了一系列的实验，并对实验数据进行了详细的分析。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际测量和计算，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，并加深对这两个定理的理解和应用。

二、实验原理1、戴维南定理戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效替代。

其中，电压源的电压等于该一端口网络的开路电压 Uoc，电阻等于该一端口网络内部所有独立电源置零（即电压源短路，电流源开路）后的等效电阻 Ro。

2、诺顿定理诺顿定理则表明，任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效替代。

电流源的电流等于该一端口网络的短路电流 Isc，电阻仍为网络内部所有独立电源置零后的等效电阻 Ro。

三、实验器材本次实验所使用的器材包括：直流电源、电阻箱、电压表、电流表、导线若干等。

四、实验步骤1、测量含源一端口网络的开路电压 Uoc将含源一端口网络的输出端开路，用电压表测量其两端的电压，即为开路电压 Uoc。

2、测量含源一端口网络的短路电流 Isc将含源一端口网络的输出端短路，用电流表测量其短路电流，即为短路电流 Isc。

3、求含源一端口网络的等效电阻 Ro将含源一端口网络内部的所有独立电源置零（电压源短路，电流源开路），然后用电阻箱测量其等效电阻 Ro。

4、构建戴维南等效电路根据测量得到的 Uoc 和 Ro，用一个电压源和电阻串联的组合来构建戴维南等效电路。

5、构建诺顿等效电路根据测量得到的 Isc 和 Ro，用一个电流源和电阻并联的组合来构建诺顿等效电路。

输出电压和电流，并与原含源一端口网络的测量结果进行比较。

五、实验数据记录与处理1、含源一端口网络的开路电压 Uoc 和短路电流 Isc 测量数据｜测量次数|Uoc（V）｜Isc（A）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|取平均值得到：Uoc ＝＿_____ V，Isc ＝＿_____ A2、含源一端口网络的等效电阻 Ro 测量数据｜测量次数|Ro（Ω）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|取平均值得到：Ro ＝＿_____ Ω和电流测量数据｜负载电阻（Ω）｜原含源一端口网络|戴维南等效电路|诺顿等效电路|｜｜｜｜｜｜10|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|｜｜电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|｜20|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|｜｜电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|｜30|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|电压（V）：＿____|｜｜电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|电流（A）：＿____|六、实验结果分析通过对实验数据的分析，我们可以发现：1、戴维南等效电路和诺顿等效电路在不同负载电阻下的输出电压和电流与原含源一端口网络的测量结果非常接近，误差在允许范围内。