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戴维南定理和诺顿定理实验报告

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实验一、戴维南定理

一、实验目的：

1、 深刻理解和掌握戴维南定理。

2、 初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图。

3、 初步掌握Multisim软件中的Multimeter、Voltmeter、Ammeter等仪表的使用以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析方法。

4、 掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪表的使用。

二、实验内容：

1、 计算等效电压和等效电阻；

2、 用Multisim软件测量等效电压和等效电阻；

3、 用Multisim软件仿真验证戴维南定理；

4、 在实验板上测试等效电压和等效电阻；

5、 在实验板上验证戴维南定理；

三、实验步骤

1、计算等效电压V=US（R3//R33）/（(R1//R11)+(R3//R33)）= V ；

等效电阻R=((R1//R3)+R2)//((R11//R33)+R22)=Ω

2、软件仿真

（1）实验电路

在Multisim软件上绘制实验电路，如图1

图1 实验电路

参数测试

负载LR短路时的短路电流scI 负载LR开路时的开路电压ocU

调节负载LR时的数据如表1所示。

（2）等效电路

在Multisim软件上绘制等效电路，如图2

图2 等效电路

参数测试

负载LR短路时的短路电流scI 负载LR开路时的开路电压ocU

调节负载LR时的数据如表1所示。

3、电路实测 （1）实验电路

负载LR短路时的短路电流scI 负载LR开路时的开路电压ocU

调节负载LR时的数据如表1所示。

（2）等效电路

负载LR短路时的短路电流scI 负载LR开路时的开路电压ocU

调节负载LR时的数据如表1所示。

表1负载电阻0～5KΩ变化时的仿真及实测数据

负载电阻（Ω） 负载电压（V） 负载电流（mA）

Multisim 实验板 Multisim 实验板

原电路 等效电路 原电路 等效电路 原电路 等效电路 原电路 等效电路

0 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500 0 0

5000

四、实验数据处理

1、分别画出仿真（2组）与实测（2组）的V-I特性曲线（负载电流为横坐标，负载电压为纵坐标分别画原电路和等效电路的V-I特性曲线），如图3以及图4：

仿真与实测数据的V-I特性曲线02468101200.511.522.53电压U/V电流I/mAMultisim实验电路板

图3 原电路仿真与实测数据的V-I特性曲线

原电路仿真与实测数据的V-I特性曲线02468101200.511.522.53电压U/V电流I/mA实验电路板Multisim

图4 原电路仿真与实测数据的V-I特性曲线

2、数据分析

（1）分析导致仿真数据与实测数据有差别的原因

第一、等效电路中等效电阻是用电位器替代的，而电位器调解时是手动调节，存在较大误差；第二、仪器测量存在误差。

（2）个人对该实验的小结（收获、不足、改进）

该实验使得我更加深刻地理解了戴维南定理；数据采集上存在不足，应该控制电压相等，这样才能得到更直观的比较。诺顿定理

一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电流源和电导的并联组合等效变换，电流源的电流等于该一端口的短路电流，电导等于把该一端口全部独立电源置零后的输入电导。

应用电压源和电阻的串联组合与电流源和电导的并联组合之间的等效变换，可推得诺顿定理。

§ 特勒根定理

特勒根定理是电路理论中对集总电路普遍适用的基本定理。

特勒根定理1：

对于一个具有n个结点和b条支路的电路，假设各支路电流和支路电压取关联参考方向，并令(i1,i2,…,ib),(u1,u2,…ub)分别为b条支路的电流和电压，则对任何时间，有

特勒根定理对任何具有线性、非线性、时不变、时变元件的集总电路都适用。这个定理实质上是功率守恒的数学表达式，它表明任何一个电路的全部支路吸收的功率之和恒等于零。 特勒根定理2：

如果有两个具有n个结点和b条支路的电路，它们具有相同的图，但由内容不同的支路构成。假设各支路电流和电压都取关联参考方向，并分别用

表示两电路中b条支路的电流和电压，则在任何时间t，有

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电路实验报告 戴维南定理和诺顿定理的验证

电路实验报告 戴维南定理和诺顿定理的验证

戴维南定理和诺顿定理的验证

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、原理说明

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R0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R0定义同戴维南定理。

三、实验设备

序号名 称型号与规格数量备注

1可调直流稳压电源0～30V1DGJ-05

2可调直流恒流源0～500mA1DGJ-05

3直流数字电压表0～200V1DGJ-05

4直流数字毫安表0～200mA1DGJ-05

5数字万用表VC9801A+2自备

6可调电阻箱0～99999.9Ω1DGJ-05

四、实验内容

被测有源二端网络如图3-4(c)(d),需要自行连接电路。

Uoc

(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc

(Ω)

（c）TX型设备实验电路图 (d)等

效图

图3-4 实验电路图和等效图 1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。按

图3-4(a) 或3-4（c）接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。测出UOc和Isc,并计算出R0（测UOC时，不接入mA表),

填入右表中。 2. 负载实验按图3-4(a) 或3-4（c）连线，接入RL。根据下表中负载RL的阻值，测

量并绘制有源二端网络3-4(a) 或3-4（c）的外特性曲线。将测量数据填入表中。

戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据

戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据

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--精品 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 ISC，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、ISC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UOC的测量方法

（1）可直接用电压表测量。

（2）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。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 精品--

--精品 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。

戴维南定理和诺顿定理的验证实验数据

戴维南定理和诺顿定理的验证实验数据

戴维南定理和诺顿定理的验证实验数据

戴维南定理(Davenport’s theorem)和诺顿定理(Norton’s theorem)是电子技术和工程技术中经常使用的定理，两者可以用来解决电路的输入和输出之间的关系。戴维南定理是由英国电子学家H.L.Davenport在1946年首先提出的，它提出了一种电路连接，可以将电路的输入与输出相关联，其中输入和输出之间存在一种特定的关联关系。诺顿定理也是一种电路连接，它由美国电子学家E.A.Norton在1937年提出，它也在输入与输出之间建立了一种特定的关系，但诺顿定理更加简单而易于理解，它也可以处理更复杂的电路结构。

要验证这些定理的可行性，需要进行实验。我们可以使用单管、双管或多管的电路结构，这种结构可以将电路的输入和输出容易地相连接。在验证这些定理之前，我们可以通过测量电路输入与输出之间的变化，来获得实验数据。首先，我们可以测量每一种电路结构的负载电阻；其次，我们可以测量负载电流的值；最后，我们可以测量负载电压的值。这些实验数据对于我们来验证这些定理具有重要意义。

我们可以通过使用电路与模拟表，来测量电路的输入和输出的变化，从而获得其他实验数据，如电压和电流的大小以及电感和电容的体积。测量电压和电流的变化，可以用来计算阻值和线性电阻；测量电感和电容的大小和体积，可以用来计算它们的静态特性和动态特性。

最后，需要说明的是，戴维南定理和诺顿定理的实验需要根据所使用的不同结构而定，不同的电路结构所需要的实验参数会有所不同，所以在进行实验之前，我们需要了解不同电路结构所需要的实验参数。进行实验之后，我们可以对实验数据进行数据分析，检验戴维南定理和诺顿定理的正确性。

戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据 2

戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据 2

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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 ISC，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、ISC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UOC的测量方法

（1）可直接用电压表测量。

（2）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。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