戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)

U OCI SC实验3。

3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路。

（2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。

（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法. （4） 了解负载获得最大传输功率的条件. 二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1.有源二端网络任何一个线性含源网络,如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。

有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2。

戴维南等效电路及电路参数 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，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U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。

戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S )和R O 。

3.有源二端网络等效电阻R O 的测量方法： （1)伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示.根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆(2）半电压法4。

负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和,R L 为可变负载电阻，负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时，电源输送给负载的功率均为零。

而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值,是负载能从电源处获得最大的功率.R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量，P 为应变量,并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件。

即RL=RO当满足RL=RO 时，负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态。

U OCI SC实验3。

3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路. （2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。

（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法. （4） 了解负载获得最大传输功率的条件。

二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1。

有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。

有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2.戴维南等效电路及电路参数 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，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U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。

戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S ）和R O .3。

有源二端网络等效电阻R O 的测量方法： （1)伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示.根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆（2）半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻,负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时,电源输送给负载的功率均为零。

而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值,其中必有一个R L 值，是负载能从电源处获得最大的功率。

R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量,P 为应变量，并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件。

即RL=RO当满足RL=RO 时，负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态. 四、实验步骤及数据 （一）伏安法测量戴维南等效电路参数（1）实验电路入图2所示.(2)调节直流稳压电源，使输出电压U 1=12V ，并保持不变. (3）将负载R L 开路,测网络a 、b 两端的开路电压U OC ，记录. (4）将负载R L 短路，测该支路短路电流I SC ，记录数据。

实验三 戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定一、实验目的: １．验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。

２．学习有源二端网络等效参数的测量方法。

二．实验仪器设备: 1.直流电压表1只 2.直流毫安表1只 3. 恒压源（可调）1个 4．恒源流（可调）1个5．可变电阻箱1个 6．实验电路板 1块三、实验原理与说明戴维南定理指出：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（图1-3-1中a ）、b)），其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压 U OC （图1-3-1中c ））, 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 （图1-3-1中d)）。

U S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。

四．实验内容与步骤1．测量有源二端网络的等效参数被测有源二端网络如图1-3-6所示，接入稳压源U S ＝12V 和恒流源I S ＝20mA 。

开关S 1打到向上位置，开关S 2打到“断”位置，测A 、B 两点的电压即为U OC ；线性有源二端 网络任意负载线性有 源二端 网络无源二端网络任意负载I a+-bbbba aa +++---U U U IUoc +-(a)(b)(c)(d)图1-3-1戴维南等效电路原理R o R soc R L330510510101k -+-U sI sS 1S 2通断＋－ΩΩΩΩΩ图1-3-6　实验电路图ABC （电流插孔）开关S 1打到向下位置，开关S 21仍然打到“断”位置，将电流表的插头插入电流插孔C 处，可测得短路电流I SC ，则R S ＝U OC ／I sc ，填入表1-3-1。

2．负载实验按表1－3－2要求，在实验箱上选择相应数值的电阻作为R Ｌ，分别接入A 、B 处（开关S 21仍然打到“断”位置），测量其电流（从插孔C 处测量）以及R Ｌ两端电压，即测量有源二端网络的外特性，填入表1-3-2。

戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1．验证戴维南定理的正确性2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明及测量方法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，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es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都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。

Uoc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）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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Uoc，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻Ro为表3-1UOC（V）ISC（mA）RO=Uoc/Isc (Ω) （2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻Ro为图3-1伏安法主要测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压UN，则内阻为(3)半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻RL即为被测有源二端网络的等效内阻值。

图3-2（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，采用零示测量法，如图3-3所示。

图3-3原理：用一低内阻稳压电源于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Uoc。

图3-4（a）图3-4b）三、实验仪器及材料1．可调直流稳压电源GP-4303TP2．电路原理试验箱KHDL-33．台式万用表DM-441B四、实验内容及步骤实验电路如图3-4（a）所示。

戴维南定理─有源二端网络等效参数测定在电路分析与设计中，戴维南定理是一个极其重要的概念和工具。

它为我们简化复杂的有源二端网络提供了有效的方法，使我们能够更轻松地理解和计算电路的特性。

接下来，让我们深入探讨一下戴维南定理以及有源二端网络等效参数的测定。

首先，我们要明白什么是有源二端网络。

简单来说，有源二端网络就是含有电源（独立电源或受控电源）的二端网络。

比如说，一个由电池、电阻和电容组成的简单电路就可以看作是一个有源二端网络。

那么，戴维南定理到底是什么呢？戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为 E 的理想电压源和内阻 R₀串联的电源来等效代替。

其中，E 就是有源二端网络的开路电压，R₀则是有源二端网络中所有电源置零（即电压源短路，电流源开路）后，从端口看进去的等效电阻。

接下来，我们重点谈谈如何测定有源二端网络的等效参数，也就是E 和 R₀。

测定开路电压 E 相对来说比较简单。

我们可以直接使用电压表测量有源二端网络的开路电压。

但要注意，电压表的内阻要足够大，以减小对测量结果的影响。

如果有源二端网络的内阻较小，我们还可以通过计算的方法来得到开路电压。

比如，对于一个由已知参数的电源和电阻组成的简单有源二端网络，我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。

而测定等效内阻 R₀的方法就稍微复杂一些。

常见的方法有以下几种：一种是直接测量法。

当有源二端网络中的电源置零后，我们可以用万用表的电阻档直接测量从端口看进去的电阻。

但这种方法对于复杂的网络可能不太准确，因为网络中的电阻可能存在相互影响。

另一种常用的方法是短路电流法。

先测量有源二端网络的短路电流Isc，然后根据公式 R₀＝ E ／ Isc 计算出等效内阻 R₀。

但在实际操作中，短路电路可能会对电路元件造成损害，所以要谨慎使用。

还有一种方法是两次测量法。

在有源二端网络的端口外接一个已知电阻 R ，测量端口的电压 U 和电流 I 。

然后根据公式 R₀＝（E U) ／I 计算出 R₀。

实验2-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实验报告专业班级：计算机1601/1602 实验⽇期：学⽣姓名：李⾬珈学号：班级:计算1601 成绩：实验名称：戴维南定理和诺顿定理验证 1、实验⽬的（1）验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，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。

2、实验原理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S U 等于这个有源⼆端⽹络的开路电压OC U ，其等效内阻0R 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。

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S I 等于这个有源⼆端⽹络的短路电流SC I ，其等效内阻0R 定义同戴维南定理。

OC U （S U ）和0R 或者SC I （S I ）和0R 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0R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OC U ，然后再将其输出端短路，⽤电流表测0R SCOCI U =其短路电流SC I ，则等效内阻为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0R2OC图-2⽤电压表、电流表测出有源⼆端⽹络的外特性曲线，如图-1所⽰。

根据外特性曲线求出斜率Φtg ，则内阻0R =Φtg =SCOCI U I U =??，也可以先测量开路电压OC U ，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0R =NNOC I U U -。

（3）半电压法测0R如图-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。

戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定电信132班33张世东【实验目的】1.验证戴维宁定理的正确性。

2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

【实验设备和材料】1.KHDL-1型电路实验箱。

2.MF-500型万用表。

3.数字万用表。

【实验原理】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，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es 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都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。

Uoc 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）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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Uoc ，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc ，则内阻为:IU RSCOC 0（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tan Φ，则内阻为：I U R SCOC===ΔI ΔU Φtan 0(3)半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻R L 即为被测有源二端网络的等效内阻值。

【实验内容】1.用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的UOC和R:实验电路KHDL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内，如图1所示。

（1）电压U 直接取自试验箱下方+12V 电源；将数字万用表红表笔插入电流表”+“孔，黑表笔插入”a “孔，数字万用表置直流20V 档，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察将数字万用表电压数据U O C 记入表1中。

（2）关闭KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关，将实验箱下方直流数字哈南表（20mA ）代替数字万用表位置，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察并将直流数字毫安表数据ISC记入表1中。

实验二、戴维南定理一有源二端网络等效参数的测定实验时间：2018年5月9日（必须填写）实验概述【实验目的及要求】1、验证戴维南定理的正确性。

2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

【仪器及用具】（含厂家）可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表，直流数字毫安表，万用电表，电位器【实验原理】（含主要定律公式和主要图表）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，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压U O C其等效内阻R）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。

“（和F0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Ubo,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I sc,则内阻为R O=U O C1sc（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg $ ,则内阻O=tg °=△ U = U OC△ I1SC用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出端电压值 U,则内阻为若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

⑶半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时， 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。

实验内容【实验方案设计】（主要测量及调节方法）被测有源二端网络如图3-4（a ）所示。

图3-4图3-1图3-2(a)(b【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U O和R）。

按图3-4（a）电路接入稳压电源E和恒流源I s及可变电阻箱R,测定U。

戴维南定理─有源⼆端⽹络等效参数的测定（实验报告）实验⼆、戴维南定理⼀有源⼆端⽹络等效参数的测定实验时间：2018年5⽉9⽇（必须填写）实验概述【实验⽬的及要求】1、验证戴维南定理的正确性。

2、掌握测量有源⼆端⽹络等效参数的⼀般⽅法。

【仪器及⽤具】（含⼚家）可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表，直流数字毫安表，万⽤电表，电位器【实验原理】（含主要定律公式和主要图表）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，总可以⽤⼀个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源⼆端⽹络的开路电压U O C其等效内阻R）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。

“（和F0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Ubo,然后再将其输出端短路，⽤电流表测其短路电流I sc,则内阻为R O=U O C1sc（2）伏安法⽤电压表、电流表测出有源⼆端⽹络的外特性如图3-1所⽰。

根据外特性曲线求出斜率tg $ ,则内阻O=tg °=△ U = U OC△ I1SC⽤伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出端电压值 U,则内阻为若⼆端⽹络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

⑶半电压法如图3-2所⽰，当负载电压为被测⽹络开路电压⼀半时，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。

实验内容【实验⽅案设计】（主要测量及调节⽅法）被测有源⼆端⽹络如图3-4（a ）所⽰。

图3-4图3-1图3-2(a)(b【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.⽤开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U O和R）。