电路分析 等效电源定理 实验报告,DOC

等效电源定理戴维南定理和诺顿定理分别能把含源二端网络等效成为一个实际电压源支路和实际电流源支路，故统称等效电源定理。

1、戴维南定理任一线性含源二端网络，对外电路讲，可以等效为一个电压源和电阻串联的组合，电压源的电压为该网络的开路电压u oc，串联电阻等于该网络中所有独立源为零时的入端等效电阻R o。

2、诺顿定理任一线性含源二端网络，对外电路讲，可以等效为一个电流源和电阻并联的组合，电流源的电流为该网络的短路电流isc，并联电阻等于该网络中所有独立源为零值时的入端等效电阻R o。

图(a)所示为一接有外电路的含源二端网络，根据替代定律，把R L 支路分别用流过它的电流i和两端电压u作为电压源等效替代，然后运用叠加定理分别得到u＝u oc－R o i＝i sc－u/R o等效电源电路如图（b）所示。

这两条定律所得到的电压源支路和电流源支路可以互相等效，所以人们多应用戴维南等效电压源定律，然后变化为诺顿等效电流源电路，如图（b）上、下图所示。

戴维南定律对求解电路中某一支路的电压、电流和功率，特别是负载吸收的最大功率最为方便。

求解时含源二端网络必须是线性的，待求支是线性的或非线性、有源或无源均可。

应用这两条定律，一般分三个步骤：(1)断开待求支路或将待求支路短路，分别求得开路电压u oc和短路电流i sc;(2)让全部独立源为零，求入端等效电阻R o。

(3)画出等效电源电路，接上待求支路，求解待求量。

3、用戴维南定律分析含受控源电路根据受控源的性质和等效电源定律的要求，当用戴维南定律和诺顿定律分析受控源电路时，必须掌握：(1)当控制量在端口上时，它要随端口开路或短路变化，必须用变化了的控制量来表示受控源的电压或电流。

(2)当控制量在网络内，则在短路或开路时，必须保证受控源及其控制量同在含源二端网络内。

(3)受控源不能充当激励，具有电阻性。

在求戴维南等效电阻时，独立源为零，受控源和电阻一样要保留，故必须采取：(1)开路短路法：将待求支路开路和短路，分别求得二断网络的开路电压u oc和短路电流i sc，由图所示可知R o＝u o/i o。

1. 理解电源等效变换的基本原理和定义。

2. 掌握电压源与电流源之间的等效变换方法。

3. 通过实际操作，验证电源等效变换的正确性和实用性。

二、实验原理在电路分析中，电源的等效变换是指将电路中的电压源或电流源用一个等效的电源来代替，而不会改变电路的外部特性。

常见的电源等效变换包括：1. 电压源与内阻的等效电压源变换。

2. 电流源与内阻的等效电流源变换。

3. 电压源与电流源的等效变换。

根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，可以推导出以下等效变换公式：1. 电压源与内阻的等效电压源变换：\( E = U + Ir \)，其中 \( E \) 为等效电压源的电动势，\( U \) 为实际电压源的电压，\( I \) 为电路中的电流，\( r \) 为电压源的内阻。

2. 电流源与内阻的等效电流源变换：\( I = \frac{U}{R} \)，其中 \( I \) 为等效电流源的电流，\( U \) 为电路中的电压，\( R \) 为电流源的内阻。

3. 电压源与电流源的等效变换：\( E = I \cdot r \)，其中 \( E \) 为等效电压源的电动势，\( I \) 为等效电流源的电流，\( r \) 为等效内阻。

三、实验器材1. 直流稳压电源2. 电压表3. 电流表4. 电阻5. 连接线6. 电路实验板1. 将电路连接好，接通电源。

2. 测量电路中的电压和电流值。

3. 根据测得的值，计算电路的等效电压源或等效电流源。

4. 将实际电源替换为等效电源，重新测量电路中的电压和电流值。

5. 比较实际电源和等效电源的电压和电流值，验证等效变换的正确性。

五、实验数据及分析实验1：电压源与内阻的等效电压源变换1. 实际电压源：电动势 \( E = 10V \)，内阻 \( r = 2\Omega \)。

2. 电路连接：将实际电压源与一个 \( 5\Omega \) 的电阻串联。

3. 测量数据：电压 \( U = 7.5V \)，电流 \( I = 1.5A \)。

戴维南定理和诺顿定理的验证实验报告 -回复尊敬的领导：实验目的本实验旨在验证戴维南定理和诺顿定理，并探究其在电路分析方面的应用。

实验原理戴维南定理和诺顿定理是在电路分析中经常使用的两个基本定理，能够将一个复杂的电路简化为一个等效的电源和电阻组成的简单电路。

戴维南定理：任何线性电路都可以看做是一个电压源和电阻的组合，用于求解某个电阻上的电流时，可以用这个电流的源电压和电阻值进行等效转换。

即：$I=\frac{V_S}{R_S+R_L}$$V_S$为等效电源电压，$R_S$为等效电源内阻，$R_L$为负载电阻。

诺顿定理：任何线性电路都可以看做是一个电流源和电阻的组合，用于求解某个电阻上的电流时，可以用这个电流的源电流和电阻值进行等效转换。

即：$I=\frac{I_S \cdot R_N}{R_N+R_L}$$I_S$为等效电流源电流，$R_N$为等效电流源内阻，$R_L$为负载电阻。

实验设计本实验设计了两组电路，分别用于验证戴维南定理和诺顿定理。

具体电路图如下：戴维南定理验证电路图：诺顿定理验证电路图：实验步骤1. 按照实验设计，搭建电路图。

2. 测量各元件的电阻值，并分别记录在表中。

3. 连接电流计和电压计，并记录电流和电压值。

4. 根据戴维南定理和诺顿定理公式，计算出等效电源电压、等效电源内阻、等效电流源电流和等效电流源内阻等值。

5. 测量负载电阻值，并根据公式计算出电路中的电流值。

6. 将负载电阻值替换为理论计算的电流值，再次测量电路中的电流值，并进行对比分析。

实验结果按照实验步骤进行测量和计算，得到以下结果：戴维南定理验证结果：诺顿定理验证结果：由结果可知，实验测量值与理论计算值相近，验证了戴维南定理和诺顿定理的正确性。

实验分析本实验从实际电路出发，验证了戴维南定理和诺顿定理的准确性，并说明了两个定理在电路分析上的实际应用。

实验结果也提示我们，实际电路中各元件的阻值存在一定的误差，因此在实际应用中需要谨慎处理。

电源等效替代实验报告一、实验目的本实验通过电源等效替代的方法，研究电源的特性及其对电路的影响，了解电源的内部构造与工作原理。

二、实验器材1. 直流稳压电源2. 多用电表3. 变阻器4. 电容器5. 电阻器6. 二极管三、实验原理电源等效替代是一种电力系统分析方法，即将实际电源转换为一个理想电源与一定的内阻串联的等效电源。

通过等效电源的模型，可以更好地理解电源的工作原理，对电路的研究与设计提供指导。

四、实验步骤1. 将直流稳压电源接通，并将多用电表调至直流电压测量档位，连接到电源的正负极进行电压测量。

2. 分别将变阻器、电容器、电阻器和二极管连接到电源的正负极，观察电路中的电压变化，并记录。

3. 根据测量结果，建立电源的等效电路模型，并计算出电源的内阻。

五、实验结果与分析在实验过程中，我们分别将变阻器、电容器、电阻器和二极管连接到电源电路中，并记录了相应的电压测量结果。

组件电压(V)-变阻器 5.23电容器 4.98电阻器 3.87二极管 4.12根据实验结果，我们可以建立电源等效电路模型，假设电源内部有一个理想电源与一个内阻串联。

根据欧姆定律，内阻的计算公式为`R = ΔV / I`，其中ΔV为电压降，I为通过电路的电流。

假设电源的电压为V，内阻为R，连接到电路的负载电阻为RL，则根据等效电路模型，可得到以下电压方程：V = E - IR (1)V = IRL (2)由以上方程组，可以得到以下关系：V = E - (V / RL) * R通过求导，我们可以解得V的最佳负载阻抗值为RL = R。

综上所述，根据实验结果倒推出电源的内阻为R = 3.87欧姆。

六、结论与思考本实验通过电源等效替代的方法，研究了电源的特性及其对电路的影响。

通过测量不同的电路组件连接到电源电路中的电压，我们建立了电源的等效电路模型，推导出了电源的内阻的计算方法。

通过本实验，我们深入了解了电源的内部结构与工作原理，掌握了电源等效替代的方法，能够在电路设计与分析中充分考虑电源的特性对电路的影响。

电路分析实验总结篇一：电路分析实验报告湖南大学实验1：基尔霍夫电流、电压定理的验证实验2：叠加定理实验3：等效电源定理实验4：一阶实验5：交流电路实验6：交流电路中电路分析实验报告学院：信息科学与工程学院专业：软件工程班级：软件班姓名：学号：实验目录………………. …………………………………………. ……………………………………. RC电路特性的EWB仿真……………….. …………………………………………. KVL、KCL定律的验证…………..实验一：实验目的：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。

1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。

解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比拟。

实验原理图：与理论计算数据比拟：i1=10Ai2=6/((3+3)*6)*10=5A=I2i3=(3+3)/((3+3)*6)10=5A=I3U(310)=3*i2=U(320)=15V=U2 =U1U(60)=6*i3=30V节点电流代数和：i2+i3=i1=电流源回路电压代数和：U(310)+U(320)=U(60)=30V2、电阻串并联分压和分流关系验证。

解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比拟。

实验原理图：与理论计算数据比拟：分流关系：i1=100/((10+10)*10)/(10+10+10)=15A=I1i2=(10+10)/(10+10+10)*i1=10A=I2i3=10/(10+10+10)*i1=5A=I3分压关系：u(1010)=u(1020)=10*i3=50V=U2=U3u(1000)=10*i2=100VU2+U3=100V=u(1000)=电压源实验心得：1.有耐心连电路验实验二叠加定理实验目的：通过实验加深对叠加定理的理解；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。

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。

一、实验目的1. 理解诺顿定理的基本概念和原理；2. 掌握诺顿定理的应用方法；3. 通过实验验证诺顿定理的正确性；4. 培养学生的实际操作能力和分析问题的能力。

二、实验原理诺顿定理是电路理论中的一个重要定理，它指出任何只包含电压源、电流源及电阻的黑箱系统，都可以转换成诺顿等效电路。

诺顿等效电路由一个理想电流源I与一个电阻R并联组成，其中电流源的电流等于网络的短路电流，电阻等于该网络中所有独立源置零后的等效电阻。

三、实验仪器与设备1. 电源：直流稳压电源2. 电阻：1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、10Ω、20Ω、50Ω、100Ω3. 电流表：量程0～1A4. 电压表：量程0～5V5. 诺顿定理实验板6. 连接线若干四、实验步骤1. 按照实验电路图连接好实验电路，确保连接正确；2. 开启电源，调节电压至合适值；3. 使用电流表测量电路中的短路电流Isc；4. 将电压表分别接入电路的不同节点，测量开路电压uoc；5. 计算等效电阻Req = uoc / Isc；6. 根据诺顿定理，计算等效电流源I = Isc；7. 根据等效电阻Req，计算等效电阻R；8. 将等效电流源I与等效电阻R并联，得到诺顿等效电路；9. 使用诺顿等效电路对电路进行分析，验证其正确性；10. 实验完成后，整理实验器材。

五、实验结果与分析1. 通过实验测量，得到短路电流Isc为0.5A，开路电压uoc为4V，等效电阻Req为8Ω；2. 根据诺顿定理，计算等效电流源I为0.5A，等效电阻R为8Ω；3. 将等效电流源I与等效电阻R并联，得到诺顿等效电路；4. 通过分析诺顿等效电路，验证其正确性，发现与实验结果一致。

六、实验总结1. 通过本次实验，加深了对诺顿定理的理解，掌握了诺顿定理的应用方法；2. 培养了学生的实际操作能力和分析问题的能力；3. 实验结果表明，诺顿定理在电路分析中具有重要作用，能够简化电路分析过程。

七、注意事项1. 实验过程中，注意电源电压的调节，避免过载；2. 实验时，确保连接正确，避免短路或接触不良；3. 在进行诺顿等效电路分析时，注意计算过程中的精度，避免因误差导致结果偏差较大。

电路分析等效电源定理实验报告、实验名称等效电源定理、实验目的1.验证戴维宁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。

三、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）。

戴维宁定理指出：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R o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I sc，其等效内阻 R o定义同戴维宁定理。

Uoc（ Us）和R o或者I sc（ I s）和R o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）开路电压的测量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。

（2）短路电流的测量在有源二端网络输出端短路，用电流表测其短路电流Isc。

（3）等效内阻R o的测量UocR o= ------Isc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。

序号名称型号与规格数量备注1 可调直流稳压电源0 〜30V 1 THHE-12 可调直流恒流源0 〜500mA 1 THHE-13 直流数字电压表0 〜300V 1 THHE-14 直流数字毫安表0 〜500mA 1 THHE-15 万用表 1 自备6 可调电阻箱0 〜99999.9 Q 1 THHE-17 戴维宁定理实验电路板 1 THHE-1被测有源二端网络如图 5-1（a）所示，即HE-12挂箱中“戴维宁定理/诺顿定理”线路。

51(X11.用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc、 R0。

由（1）解得V20=4qEL3m代入（2）得：qE cos30ʎˑ槡3L=12m V2－12mˑ4qEL3mˑ（sin30ʎ）2qEˑ32L=12m V2－12mˑqEL3mqELˑ（16+32）=12m V2qELˑ53=12m V2解得：E=3m V2 10qL怎么会是这样哪总结一下，通过上面的分析我们求出的电场强度分别是：E=3m V28qL、E=m V24qL、E=m V26qL、E=m V2 16qL 、E=3m V216qLE=5m V216qL、E=3m V210qL等七种不同答案，是不是还有不同的答案哪？请各位同学可以在研究一下．点评通过以上的分析计算，我们实际上是用到了四种方法，一是动能定理；二是类平抛运动规律；三是运动的合成与分解；四是分方向上的动能定理．但是不管是什么方法，答案应该是唯一的．那么本题可能在出题时某个地方或者是某个条件出现了问题，有兴趣的同学不妨用反证法在做一次，看看问题所在．一道题不会出现这么多的不同答案，怎么会是这样呢对与错到现在已经不太重要了，重要的是我们通过不同方法、不同侧面重新认识了场强的计算，也许还有不同解法，也许还有不当之处，还希望广大考生能认真研究一下，若有不同解法敬请批评指正．谢谢！参考文献：［1］张立根．电场中的几类图像问题［J］．物理之友，2016，32（10）：39－41．［责任编辑：李璟］等效电压源定理在电路分析中的应用徐仁杰（江苏省南通市海安高级中学226600）摘要：“等效法”是高中处理电学问题的常用方法，本文结合几个常见的电路，利用“等效法”的理论等效电压源定理与其他方法对比分析，体现等效电压源定理简单快捷的特点．关键词：等效；电压源；多电源中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008－0333（2020）10－0073－02收稿日期：2020－01－05作者简介：徐仁杰（1989．10－），男，硕士，中学二级教师，从事中学物理教学研究．如果两个电路具有相同的端口电压－电流关系，则称这两个电路是等效的，等效法是高中电学中处理复杂电路的常用方法，但是很多时候我们只是根据经验解题，并没有找出背后的理论依据．在测定电源电动势和内阻的实验中，对电路图1测量误差分析时，通常把电流表和电源合并处理，把电流表内阻当做电源内阻，新的电源电动势E不变，内阻为r0=r+ＲA，等效电路路端电压与电流之间的关系为：U=E－I（ＲA +r），结合U－I图像的物理意义，得出电动势测量值等于真实值，内阻测量值偏大的结论，这里巧妙的运用了等效思想，实际上是等效电压源定理的雏形．在对电路图2测量误差分析时，通常是借助于闭合电路的欧姆定律，分析如下：E=U+（I+UＲV）r，可以变换成U－I的线性关系：U=－ＲV·rＲV+r·I+E·ＲVＲV+r，与闭合电路的欧姆定律对比会发现r测=ＲV·rＲV+r，E测=E·ＲVＲV+r，从形式上看：1r测=1ＲV+1r，实验中实际上测量的是电源与电压表的—37—并联阻值，这里也包含了某种等效的思想，电源等效思想的理论基础大部分源于等效电压源定理．等效电压源定理又称戴维南定律，它提供了一种用等效电路取代电路中不变部分的方法，内容可简述为：任一线性含源二端网络可以用一个等效的电动势E和一个等效内阻r0串联来替换，其中E等于被换网络开路时的路端电压U0，而r等于被换网络的除源网络的等效电阻．将电路图2的虚线框内电路网络等效成新的电压源，根据等效电压源定理其电动势和内阻分别为：E=EＲVＲV +r，r=ＲV·rＲV+r，与用闭合电路欧姆定律推导的形式一致，但处理方式更加简洁直观．在测小灯泡的伏安特性曲线的实验中，为了达到线性调节的目的，滑动变阻器通常选择小一些的，对于为什么选小的调节方便，很多学生回答不出来，现在用等效电压源定理分析如下：将图3虚线框内电路网络等效成电流源，如图4其电动势和内阻分别为：E0=EＲ+r·Ｒ1，r=Ｒ1（Ｒ2+r）Ｒ+r（Ｒ1、Ｒ2分别为滑动变阻器的左、右部分电阻），等效电源输出电压为：U=E0－I·r，E随Ｒ1的调节是线性变化的．滑动变阻器阻值较小时，由r0=Ｒ1（Ｒ2+r）Ｒ+r可知等效电源的内阻相对较小，内阻分压I·r的影响就很小，输出电压的变化也是近似线性的．对于多电源的问题，利用等效电压源定理简化电路会使解题变得更加方便．如图5所示，两电源电动势和内阻分别为E1E2r1r2，现将电路简化为一个等效电源．采用闭合电路的欧姆定律分析，设电源E1，r1支路的电流为I1，电源E2，r2支路的电流为I－I1，则有：E1=I1r1+IＲE2=I－I1()·r2+IＲ{解得：I=E1r1+E2r21+Ｒr1+Ｒr2．对比I=EＲ+r得：E1r1+E2r21+Ｒr1+Ｒr2=EＲ+r，即E1r1+1r2()－E1r1+E2r2()[]Ｒ+E－E1r1+E2r2()r[]=0恒成立解得：E=E1r1+E2r21r1+1r2，r=11r1+1r2．采用闭合电路欧姆定律的分析过程繁琐，计算量大，现采用等效电压源定理分析，等效电源的电动势和内阻分别为：E=E1－E1－E2r1+r2·r1=r2E1+r1E2r1+r2=E1r1+E2r21r1+1r2，1r=1r1+1r2．解法简单明了，若换用n个电动势、内阻分别为E1E2…En，r1r2…rn的电源并联，等效为一个电源时，只需利用数学归纳法得的：E=E1r1+E2r2+…+Enrn1r1+1r2+…+1rn，1r=1r1+1r2+…+1rn等效电压源原理在实际中还有很多的应用，在电路设计时，对于某一复杂电路需要分析接入不同电阻时的电流，我们不必对接入不同电阻的各种情况做复杂的计算，也不需要对接入不同电阻的情况做重新测量，只需利用等效电压源定理，对开路端电压和除源电路的电阻进行一次测量，便可获得不同电阻情况下输出电压的具体结果．参考文献：［1］赵凯华．电磁学［M］．北京：高等教育出版社，2003（4）：321－323．［责任编辑：李璟］—47—。