文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 戴维南定理和最大功率传递定理

戴维南定理和最大功率传递定理

戴维南定理和最大功率传递定理
戴维南定理和最大功率传递定理

一选择题

1.右图所示电路,a, b 之间的开路电压U ab 为( B )。 A .-6V B .6V C .-9V D .9V

2.右图所示有源二端网络的等效电阻R 0为( C )。

A .8Ω

B .5Ω

C .3Ω

D .2Ω

3.右图所示电路中a 、b 之间的开路电压U ab 为( B )。 A .25V B .35V C .50V D .60V

4.右图所示网络N 端口的电压电流关系为I U 8404+=, 则该网络的诺顿等效电路是( B )。

b

a

b

a

b a

b

a

5.右图所示电路,a ,b 之间的开路电压U ab 为(

A ) A .

-10V B .-20V C .10V

D .

20V

6.

右图所示电路中,a,b

之间的开路电压U ab 为( C ) A . -2V B . 2V C . -4V D . 4V

b

a

7.右图所示电路的诺顿等效电路参数( C ) A .3A ,2Ω B .9A ,3Ω C .6A ,3Ω D .6A ,1Ω

8.右图所示电路的戴维南等效电路的参数为( C ) A .2V ,2Ω B .2V ,1Ω C .1V ,1Ω D .1V ,2Ω

9.右图所示电路的开路电压u oc =( D ) A .5V B .9V C .6V D .8V

10.图示电路戴维南等效电路的参数为( D )。 A .4V ,2Ω B .2V,2Ω C .1V,1Ω D .2V ,0Ω

11.如图电路中,a 、b 之间的开路电压U ab 为( D ) A .-18V

B .-6V

C .6V

D .18V

12.如图所示电路中,U S =2V ,R 1=3Ω,R 2=2Ω,R 3=0.8Ω,它的诺顿等效电路中,I SC 和R 0应为( C ) A .2.5A,2Ω B .0.2A,2Ω C .0.4A,2Ω D .

7

2

A,2.8Ω

二、计算题

1.图示电路中,已知U s =6V ,I S =2A ,R 1=3Ω,R 2=6Ω,R 3=5Ω,R 4=7Ω。用戴维南定理计算电阻R 4中的电流I 4。

+

U _

I 4

解:(1)求开路电压U OC 。

+ U _

V

U R R R R I U S

S OC 142

12

3=++

=

(2)求戴维南等效内阻R o

Ω

=+=7//213R R R R o

(3)1014

A R R I OC

14

04

=+=

2.已知U S =15V ,R =1.4Ω,R 1=6Ω,R 2=1Ω,R 3=3Ω,R 4=2Ω。用戴维南定理求图所示电路中的电流I 。

解:(1)求开路电压U OC 。

+_

U OC

I 1

I 2

V

R I R I U A

I I R R R R I A

R R R R U I OC 1312

1

2)//(221111423324231S

1=+===++=

=++=

(2)求戴维南等效内阻R o

Ω

=+=2.1//)//(4231R R R R R o

(3

101413

A

R R U I OC 54

.12.113

0=+=+=

3.图示电路,N 为含源单口网络。已知开关S 1、S 2均断开时,电流表读数为1.2A ;当S 1

闭合、S 2断开时,电流表读数为2A 。求S 1断开,S2闭合时的电流表读数。 解:将N 用戴维南等效电路代替,电路等效为:

当开关S 1、S 2均断开时,式)

1(2.120

400??????=++=

A

R U I OC

R

U

当S 1闭合、S 2断开时,式)

2(220

0???????????????=+=

A

R U I OC

由(1)、(2)两式求得:??

==40V

1200R U OC

当S 1断开,S2闭合时,A

R U I OC

5.140

0=+=

4.有源线性二端网络N 的开路电压U 0为9V ,若联接如图2 (a)所示,则得电流为1A 。若联接成(b)图所示,当电流源电流为1A ,求电路中的电流I 为多少?

解:

有源线性二端网络可等效为一实际电压源且电压源()分39V

U OC

=

(a )图可等效为:

U Ω

3I

()分31189

00

Ω

==+R R

(b )图可等效为:

U I

A

(a)

(b)

()分63

2

135131A

I =?++-

=

5.一线性有源二端网络,它的开路电压U AB =24V 。当有源二端网络AB 间外接一个8Ω电阻时,通过此电阻的电流是2.4A 。如改接成如图所示电路,计算通过电阻R 支路的电流。已知R=2.5Ω,I S =6A 。

解:有源线性二端网络可等效为一实际电压源且电压源V

U OC 24=

U Ω

8A

4.

Ω

==+24

.2824

00

R R

U R A

6

A

I 865

.222

5.2

224=?+++=

6.图示电路,求当可变电阻R 为何值时,R 可以获得最大的功率,并求最大的功率值。

解:(1)求开路电压U OC 。

V

U OC 34

1064=+?=

(2)求戴维南等效内阻R o

Ω

=6o R

(3)原电路的戴维南等效电路为

U L

根据最大功率传递定理,当R L =R o 时,可获最大功率

W

R U P o oc L 17.486

43442

2

max =?==

7.一线性有源二端网络N 如图(a )联接时,调节可变电阻R=4

Ω时,I=0A ,调节R=8Ω时,

I=0.25A 。试求如图(b )联接时,电流I 1为多少。

解:由戴维南定理可知N 可等效为电压源与电阻的串联,则(a )图可等效为

12V

(a )

(b )

12V OC

U

已知当R=4Ω时,I=0A,可得8

12884

OC U V =?=+ 当R=8Ω时,I=0.25A,可得

12(80.25)80.250.2588

o o

R R ---+=

∴4O R =

Ω 则(b )图可等效为

86Ω

∴18

0.846

I A =

=+

8.如图所示电路,负载R L 为何值时能获得最大功率,最大功率是多少?

解:应用戴维南定理求解: (1)求oc U

413240.58oc U V =?+?-?=

(2)求O R

(48)//436O R =++=Ω

(3)由最大功率传递定理可得:

当6L R =Ω时,可获得最大功率。 2max

88463

L P W ==?

9.已知U S =2V ,I S =2A ,R 1=2Ω,R 2=2Ω,R 3=3Ω,R 4=7Ω,用戴维南定理求图中的I 。

R L

· ·

解:应用戴维南定理求解:

(1)求oc U

+-

OC

U ..

..

36oc S U I R V ==

(2)求O R

..

..

33O R R ==Ω

(3)补上外电路

67Ω

A I 6.010

6

==

10.如图所示电路中,当R 为多大时,它吸收的功率最大?求此最大功率。

·

·

R

解:应用戴维南定理求解: (1)求oc U

42

22144

oc U V =?-?=

(2)求O R

2//21O R ==Ω

(3)由最大功率传递定理可得: 当1L R =Ω时,可获得最大功率。

2max

10.2541

L P W

==? 11.图示电路中,R L 可任意改变,问R L 为何值时其上可获得最大功率,并求该最大功率P Lmax .

解:应用戴维南定理求解:

(1)求oc U

· · · ·

8

16(8//8)42488

oc U V =

?+?=+ (2)求O R

· · · ·

8//84O R ==Ω

(3)由最大功率传递定理可得: 当4L R =Ω时,可获得最大功率。

2max

364OC L o

U P W R ==? 12.如图所示电路,试求R 为何值时其可获得最大功率,并求出此最大功率值。

解:应用戴维南定理求解:

求得除R 外剩余电路的戴维南等效电路,由最大功率传递定理可得所求最大功率。

(1)求U OC

55

455510102525

OC U V =

??-+?+= (2)求R O

0(515)

//5610R =++=Ω

(3)

由戴维南等效电路可得

当R =10Ω时可获得最大功率,

22050.6254410

OC LMAX

U P W R ===?

13.计算图示电路中负载电阻获得的最大功率。

解:应用戴维南定理求解:

R 图4-3

(1)求oc U

639936363

oc U V =

?-?=++ (2)求O R (4分)

3//63//64O R =+=Ω

(3)由最大功率传递定理可得: 当4L R =Ω时,可获得最大功率。

2max

9416

OC L o U P W R ==? 14.图示电路中,R L 可以任意改变,R L =?时R L 上可获得最大功率,并求该最大功率P L max 。

解:(1)求开路电压U OC 。

+-U OC 分)

4(24246

33

44V U OC =?++

?= (2)求戴维南等效内阻R o

分)3(46//34Ω

=+=o R

(3)原电路的戴维南等效电路为

+

-U OC R L

Ro

U OC

(1分)

根据最大功率传递定理,当R L =R o =4Ω时,可获最大功率 (2分)

分)

2(364

424422

max

W R U P o oc L =?== 15.如图所示电路中,R L 可以任意改变,问R L =?时R L 上可获得最大功率,该最大功率

P Lmax =?。

解:(1)求开路电压U OC 。

+_

U oc

)4(10204)2(2分V

U OC =+?-+-=

(2)求戴维南等效内阻R o

分)4(1046Ω

=+=o R

(3

10

(1根据最大功率传递定理,当R L =R o 时,可获最大功率 (2分)

分)

2(5.210

410422

max

W R U P o oc L =?==

16.图示电路中,R L 可以任意改变,R L =?时R L 上可获最大功率,并求该最大功率P Lmax 。

解:(1)求开路电压U OC 。

+_

U oc

分)4(3066102101V

U OC =-+?+?=

(2)求戴维南等效内阻R o

分)4(30101010Ω

=++=o R

(3)原电路的戴维南等效电路为

+

-U OC

R L

Ro

U OC

30V

根据最大功率传递定理,当R L =R o =30Ω时,可获最大功率 (2分)

分)

2(5.730

43042

2

max W

R U P o oc L =?==

17.图所示电路中,R

L 可以任意改变,R L =?时R L 上可获得最大功率,并求该最大功率P Lmax .

解:(1)求开路电压U OC 。

+

_

OC

U

分)

4(1042202V

U OC =?-+-= (2)求戴维南等效内阻R o

分)

3(1064Ω

=+=o R (3)原电路的戴维南等效电路为

U L

(1分)

根据最大功率传递定理,当R L =R o 时,可获最大功率 (2分)

分)

2(5.210

410422

max

W R U P o oc L =?==

18.图所示电路中,R L 可任意改变,问

R L 为何值时其上可获得最大功率,并求该最大功率P Lm 。

解:(1)求开路电压U OC 。

()分)

4(1222222V

U OC =++?= (2)求戴维南等效内阻R o

分)

3(422Ω

=+=o R (3)原电路的戴维南等效电路为

U L

(1分)

19. 图示电路中,试问:R 为多大时,它的吸收功率最大?并求此最大功率。 解:(1)求开路电压U OC 。

+

_

OC

U ()())V U OC 分4(5.37254

50202020202020202020502020202020202020202020202050=+=+++?++?+++?

=

(2)求戴维南等效内阻R o

分)(3(1020//)20//2020//

20Ω

=+=o R

(3)原电路的戴维南等效电路为

U L

(1分)

根据最大功率传递定理,当R L =R o 时,可获最大功率 (2分)

分)2(2.3510

45.3742

2

max W

R U P o oc L =?==

第四章叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理

第四章电路定理 一、教学基本要求 1、了解叠加定理的概念,适用条件,熟练应用叠加定理分析电路。 2、掌握戴维宁定理和诺顿定理的概念和应用条件,并能应用定理分析求解具体电 路。 二、教学重点与难点 1. 教学重点:叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理。 2.教学难点:各电路定理应用的条件、电路定理应用中受控源的处理。 三、本章与其它章节的联系: 电路定理是电路理论的重要组成部分,本章介绍的叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理适用于所有线性电路问题的分析,对于进一步学习后续课程起着重要作用,为求解电路提供了另一类分析方法。 四、学时安排总学时:6 五、教学内容

§4.1 叠加定理 1.叠加定理的内容 叠加定理表述为:在线性电路中,任一支路的电流(或电压)都可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和。 2.定理的证明 图 4.1 图4.1所示电路应用结点法: 解得结点电位: 支路电流为: 以上各式表明:结点电压和各支路电流均为各独立电源的一次函数,均可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加,即表示为: 式中a 1,a 2 ,a 3 ,b 1 ,b 2 ,b 3 和c 1 ,c 2 ,c 3 是与电路结构和电路参数有关的系数。 3.应用叠加定理要注意的问题 1) 叠加定理只适用于线性电路。这是因为线性电路中的电压和电流都与激励(独立源)呈一次函数关系。

2) 当一个独立电源单独作用时,其余独立电源都等于零(理想电压源短路,理想电流源开路)。如图4.2所示。 = 三个电源共同作用i s1 单独作用 + + u s2单独作用u s3 单独作用 图 4.2 3) 功率不能用叠加定理计算(因为功率为电压和电流的乘积,不是独立电源的一次函数)。 4) 应用叠加定理求电压和电流是代数量的叠加,要特别注意各代数量的符号。即注意在各电源单独作用时计算的电压、电流参考方向是否一致,一致时相加,反之相减。 5) 含受控源(线性)的电路,在使用叠加定理时,受控源不要单独作用,而应把受控源作为一般元件始终保留在电路中,这是因为受控电压源的电压和受控电流源的电流受电路的结构和各元件的参数所约束。 6) 叠加的方式是任意的,可以一次使一个独立源单独作用,也可以一次使几个独立源同时作用,方式的选择取决于分析问题的方便。 4.叠加定理的应用

戴维南定理实验报告

实验一戴维南定理 班级:17信息姓名:张晨瑞学号:20 一、实验目的 1.深刻理解和掌握戴维南定理。 2.掌握测量等效电路参数的方法。 3.初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图的方法。 4.初步掌握Multisim软件中的Multimeter、Voltmeter、Ammeter等仪表的使用方法以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析方法。 5.掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使用方法。 6.初步掌握Origin绘图软件的应用方法。 二、实验原理 一个含独立源、线性电阻的受控源的一端口网络,对外电路来说,可以用一个电压源和电子的床帘组合来等效置换,去等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压,其等效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的输入电阻。这一定理成为戴维南定理。 三、实验方法 1.比较测量法 戴维南定理是一个等效定理,因此应想办法验证等效前后对其他电路的影响是否一致,即等效前后的外特性是否一致。 实验中首先测量原电路的外特性,在测量等效电路的外特性,最后比较两者是否一致,等效电路中的等效参数的获取,可通过测量得到,并同根据电路结构所推到计算出的结果相比较。 实验中期间的参数应使用实际测量值。实际值和期间的标称值是有差别的,所有的理论计算应基于器件的实际值。 2.等效参数的获取

等效电压Uoc:直接测量被测电路的开路电压,该电压就是等效电压。 等效电阻Ro:将电路中所有电压源短路,所有电流源开路,使用万用表阻挡测量。 3.测量点个数以及间距的选取 测试过程中测量的点个数以及间距的选取与测量特性和形状有关。对于直线特性,应使测量间距尽量平均,对于非线性特性应在变化陡峭处多测些点。测量的目的是为了用有限的点描述曲线的整体形状和细节特征。因此应注意测试过程中测量的点个数以及间距的选取。 为了比较完整地反映特性和形状,一般选取10个以上的测量点。 本实验中由于特性曲线是直线形状,因此测量点应均匀选取。为了办政策亮点分布合理,迎新测量特性的最大值和最小值,再根据点数合理选择测量间距。 4.电路的外特性测量方法 在输出端口上接可变负载(如电位器),改变负载(调节电位器)测量端口的电压和电流。 四、实验仪器与器件 1.计算机一台 2.通用电路板一块 3.万用表两只 4.直流稳压电源一台 5.电阻若干 五、实验内容 1.测量电阻的实际值,填表,并计算等效电源电压和等效电阻 2.Multisim仿真 (1)创建电路; (2)用万用表测量端口开路电压和短路电流,并计算等效电阻; (3)用万用表的Ω挡测量等效电阻,与(2)比较,将测量结果 填入表1中;

叠加原理和戴维南定理

实验二、叠加原理和戴维南定理 实验预习: 一、实验目的 1、牢固掌握叠加原理的基本概念,进一步验证叠加原理的正确性。 2、验证戴维南定理。 3、掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。 二、实验原理 叠加原理: 在线性电路中,有多个电源同时作用时,在电路的任何部分所产生的电流或电压,等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。 为了验证叠加原理,可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时,在某一支路中所产生的电流I,应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I'和E2单独作用在该支路中所产生的电流I"之和,即I= I'+ I"。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时,及它们共同作用时的电流和电压加以验证。 图1-2-1 叠加原理图 (a) (b) 图1-2-2 戴维南定理图 戴维南定理: 一个有源的二端网络就其外部性能来说,可以用一个等效电压源来代替,该电压源的电动势E等于网络的开路电压U OC;该电压源的内阻等于网络的入端电阻(内电阻)R i。 图1-2-2的实验电路,现研究其中的一条支路(如R L支路)。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络,再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i串联的等效电路。 三、预习要求与计算仿真 1、本次实验涉及到以下仪器:直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表,电流插头、插座。关于这些设备的使用说明,详见附录,在正式实验前应予以预习。

2、根据图1-2- 3、1-2-4中的电路参数,计算出待测量的电流、电压值,记入表中,以便与实验测量的数据比较,并帮助正确选定测量仪表的量程。 3、利用PSPICE仿真软件,根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路,并试运行。(PSPICE仿真软件的使用方法详见附录) 四、注意事项 1、测量各支路的电流、电压时,应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。 2、电源不作用时,不可将稳压源直接短接。 3、用万用表直接测内阻时,网络内的独立电源必须先置零,以免损坏万用表,其次,欧姆表必须经调零后再进行测量。 4、改接线路时,要关掉电源。 五、思考题 1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用,在实验中应如何操作? 2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?为什么?试用具体数据分析说明。 3. 在求戴维南等效电路时,作短路实验,测I SC的条件是什么?在本实验中可否直接作负载短路实验? 实验内容: 一、实验线路 实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。 A C B D E 12 I I L A 图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路二、实验设备 三、实验步骤 1、叠加原理实验 实验前,先将两路直流稳压电源接入电路,令E1=12V,E2=6V。 按图1-2-3接线,并将开关S1、S2投向短路一侧。(开关S1和S2分别控制E1、E2两电源

戴维南定理实验报告

戴维南定理 学号:1128403019 姓名:魏海龙班级:传感网技术 一、实验目的: 1、深刻理解和掌握戴维南定理。 2、掌握测量等效电路参数的方法。 3、初步掌握用multisim软件绘制电路原理图。 4、初步掌握multisim软件中的multimeter、voltmeter、ammeter 等仪表的使用以及DC operating point、paramrter sweep等 SPICE仿真分析方法。 5、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使 用。 6、初步掌握Origin绘图软件的应用。 二、实验器材: 计算机一台、通用电路板一块、万用表两只、直流稳压电源一台、电阻若干。 三、实验原理:一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络,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置 换,其等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压,其等 效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的数日电 阻。 四、实验内容: 1、电路图:

2、元器件列表: 2、实验步骤: (1)理论分析: 计 算等效电压: 电桥平衡。∴=,331131R R R R Uoc=3 11 R R R +=2.6087V 。 计算等效电阻:R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ? ?++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355

(2)测量如下表中所列各电阻的实际值,并填入表格: 然后根据理论分析结果和表中世纪测量阻值计算出等效电源电压和等效电阻,如下所示: Uc=2.6087V R=250.355Ω (3)multisim仿真: a、按照下图所示在multisim软件中创建电路 b、用万用表测量端口的开路电压和短路电流,并计算等 效电阻,结果如下:Us= 2.609V I= 10.42mA R=250.38Ω

戴维南定理实验报告

戴维南定理实验报告

戴维南定理 班级:14电信学号:1428403003 姓名:王舒成绩:一实验原理及思路 一个含独立源,线性电阻和受控源的二端网络,其对外作用可以用一个电压源串联电阻的. 等效电源代替,其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压,其等效内阻是将该二端网络中所有的独立源都置为零后从从外端口看进去的等效电阻。这一定理称为戴维南定理。 本实验采用如下所示的实验电路图a: 等效后的电路图如下b: 测它们等效前后的外特性,然后验证等效前后对电路的影响。 二实验内容及结果

⒈计算等效电压和电阻 计算等效电压:电桥平衡。∴=,33 1131R R R R Θ Uoc=3 11 R R R +=2.609V 。 计算等效电阻:R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ??++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355 ⒉用Multisim 软件测量等效电压和等效电阻 测量等效电阻是将V1短路,开关断开如下图所示: -+ Ro=250.335O Ω 测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图 V120 V R11.8kΩ R2220Ω R112.2kΩ R22270Ω R33330ΩR3270Ω 50% 2 4 J1Key = A XMM1 6 a 1 7 Uo=2.609V ⒊用Multisim 仿真验证戴维南定理 仿真数据

等效电压Uoc=2.609V 等效电阻Ro=250.355Ω 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 62 2.3 31 2.2 9 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 84 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 4 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 63 2.3 3 2.2 91 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 85 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 5

戴维南定理和顿定理的验证实验+数据

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

叠加原理和戴维南定理实验报告

叠加原理和戴维南定理实验报告 篇一:实验报告1:叠加原理和戴维南定理的验证 实验报告叠加原理和戴维南定理的验证姓名班级学号 叠加原理和戴维南定理的验证 一.实验目的: 1. 通过实验加深对基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理的理解。 2. 学会用伏安法测量电阻。 3. 正确使用万用表、电磁式仪表及直流稳压电源。二.实验原理: 1.基尔霍夫定律: 1).电流定律(KCL):在集中参数电路中,任何时刻,对任一节点,所有各支路电流的代数和恒等于零,即 ??=0。流出节点的支路电流取正号,注入节点的支路电流取负号。 2).电压定律(KVL):在集中参数电路中,任何时刻,对任一回 路内所有支路或原件电压的代数和恒等于零,在即 ??=0。凡支路电压或原件电压的参考方向与回路绕行方向一致者为正量,反之取负号。 2.叠加原理在多个独立电源共同作用的线性电路中,任一支路的电流(或电压)等于各个电源独立作用时在该支路所产生的电流(或电压)的代数 和。 3. 戴维南定理: 任一线性有源二端网络对外电路的作用均可用一个等效电压源来代替,其等效电动势EO等于二端网络的开路电压UO,等效内阻RO等于该网络除源(恒压源短路、开流源开路)后的入端电阻。实验仍采取用图2-3-1所示电路。可把ac支路右边以外的电路(含R3支路)看成是以a与c为端钮的有源二端网络。测得a、c两端的开路电压Uab即为该二端网络的等效电动势EO,内阻可通过以下几种方法测得。 (1)伏安法。将有源二端网络中的电源除去,在两端钮上外加一已知电源E,测得电压U和电流I,则

U RO=(2)直接测量法。将有源二端网络中的电压源除去,用万用表的欧姆档直接测量有源二端网络的电阻值即为RO 。本实验所用此法 测量,图2中的开关S1合向右侧,开关S2断开,然后用万能表的欧姆挡侧a、c两端的电阻值即可。 (3)测开路电压和短路电流法。测量有源二端网络的开路电压U0和短路电流IS。则 R0=U0/IS 测试如图2-3-3所示,开关S打开时测得开路电压U0,闭合时测得短路电流IS。这种方法仅适用于等效电阻较大而短路电流不大(电源电流的额定值不超过)的情况U0 (4)两次电压法。先测量有源二端网的开路电压U0,再在两端纽间接入一个已知电阻RL,测量电阻RL两端的电压UL,则: R0=(U0/UL-1)RL 按图2-3-4所示的电路,开关S打开时,测得开路电压U0,S闭合时, 三.实验仪器和设备 1.电工技术实验装置 2.万能多用表 四.实验内容: 1.叠加原理 分别求出US1,US2单独作用时各个支路电流与电压,再求US1,US2同时作用时的电流电压,验证叠加原理。开关打向电阻 开关打向二极管 由表可验证电流的叠加原理。 2.戴维南定理: (1)测的开路电压,将左侧开关合向左侧,右侧开关合向右侧,测的Uab (2用伏安法测的等效电阻,左侧开关合向短路侧,右侧开关合向接通电源,测的U和I,计算R0 (3)用二次电压法测等效电阻。取一个已知电阻,通过测的开路电压和

实验八--戴维南定理和诺顿定理

实验八戴维南定理和诺顿定理 一、实验目的 1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,加深对两个定理的理解。 2.掌握含源二端网络等效参数的一般测量方法。 3.验证最大功率传递定理。 二、原理说明 戴维南定理与诺顿定理在电路分析中是一对“对偶”定理,用于复杂电路的化简,特别是当“外电路”是一个变化的负载的情况。 在电子技术中,常需在负载上获得电源传递的最大功率。选择合适的负载,可以获得最大的功率输出。 1.戴维南定理 任何一个线性有源网络,总可以用一个含有内阻的等效电压源来代替,此电压源的电动势Es等于该网络的开路电压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。 2.诺顿定理 任何一个线性含源单口网络,总可以用一个含有内阻的等效电流源来代替,此电流源的电流Is等于该网络的短路电流Isc,其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。 Uoc、Isc和Ro称为有源二端网络的等效参数。 3.最大功率传递定理 在线性含源单口网络中,当把负载RL以外的电路用等效电路(Es+Ro或Is∥Ro)取代时,若使R L=Ro,则可变负载R L上恰巧可以获得最大功率: P MAX=I sc2.R L/4=Uoc2/4RL (1) 4.有源二端网络等效参数的测量方法 ⑴开路电压Uoc的测量方法 ①直接测量法 直接测量法是在含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,如图8-1(a)所示。它适用于等效内阻Ro较小,且电压表的内阻Rv>>Ro的情况下。 ②零示法 在测量具有高内阻(Ro>>Rv)含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,往往采用零示测量法,如图8-1(b)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Es与有源二端网络的开路电压Uoc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。 ⑵短路电流Isc的测量方法 ①直接测量法:是将有源二端网络的输出端短路,用电流表直接测其短路电流Isc。此方法适用于内阻值 Ro较大的情况。若 二端网络的内阻值 很低时,会使Isc 很大,则不宜直接测 其短路电流。

戴维南定理例题知识分享

戴维南定理例题

第四章电路定理 ◆重点: 1、叠加定理 2、戴维南定理和诺顿定理 ◆难点: 1、熟练地运用叠加定理、戴维南定理和诺顿定理分析计算电路。 2、掌握特勒根定理和互易定理,理解这两个定理在路分析中的意义。 4-1 叠加定理 网络图论与矩阵论、计算方法等构成电路的计算机辅助分析的基础。其中网络图论主要讨论电路分析中的拓扑规律性,从而便于电路方程的列写。 4.1.1 几个概念 1.线性电路——Linear circuit 由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路。 2.激励与响应——excitation and response 在电路中,独立源为电路的输入,对电路起着“激励”的作用,而其他元件的电压与电流只是激励引起的“响应”。 3.齐次性和可加性——homogeneity property and additivity property “齐次性”又称“比例性”,即激励增大K倍,响应也增大K倍;“可加性”意为激励的和产生的响应等于激励分别产生的响应的和。“线性”的含义即包含了齐次性和可加性。 齐次性: 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2

可加性: 4.1.2 叠加定理 1.定理内容 在线性电阻电路中,任一支路电流(电压)都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流(电压)之叠加。此处的“线性电阻电路”,可以包含线性电阻、独立源和线性受控源等元件。 2.定理的应用方法 将电路中的各个独立源分别单独列出,此时其他的电源置零——独立电压源用短路线代替,独立电流源用开路代替——分别求取出各独立源单独作用时产生的电流或电压。计算时,电路中的电阻、受控源元件及其联接结构不变。 4.1.3 关于定理的说明 1.只适用于线性电路 2.进行叠加时,除去独立源外的所有元件,包含独立源的内阻都不能改变。 3.叠加时应该注意参考方向与叠加时的符号 4.功率的计算不能使用叠加定理 4.1.4 例题 1.已知:电路如图所示 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢3

戴维南定理验证试验

南京信息工程大学 实验(实习)报告 1.实验目的: 熟悉和掌握多功能电表(万用表)、电流表、电压表的使用方法和测量方法。 2.实验内容: 通过试验验证戴维南定理的正确性,并借助多功能电表(万用表)测量等效电阻、戴维南等效电压。 3.实验步骤: (1)完成上述连线后,启动电源开关,并记录电流表和电压表的读数 U= 2.371V ,I= 5.045mA (2) 求A 、B 两端开路电压th E 和等效电阻th R 。首先将L R 电阻两端开路,用万用表电压挡测量A 、B 两端的开路电压 th E ;在L R 电阻两端开路的同时,再将电池短路,用万用表欧姆挡测量A 、B 两端等效电阻th R th E = 3.8095V ,th R =285.1

(3)得到上述测量值th E 、th R 后,将电阻L R 和th E 、th R 、电流表、电压表重新连线,画出下图电路,启动电源开关,记录电流表和电压表的读数 U=2.371 V ,I= 5.045mA 4.实验分析和总结 由上述实验步骤可以证明戴维南定理的正确性,戴维南原理正确,即任何有缘二端口网络均可等效为一个电压源和一个电阻串联组合,其中电压源U 大小就是有源二端电路的开路电压Uo ;电阻R 大小是有源二端电路除去电源的等效电阻R0。 该实验很好的反映了戴维南定理的实际应用,EWB 是较好电路仿真工具,软件能很方便的进行很多原理的仿真,这对我们今后的工作有很大的帮助。通过一节课的上机实验练习及本次报告的书写,我深深的发现了自身的不足,需要继续健身了解该软件,并不断练习巩固,不断总结经验,在一次次试验中得出模拟数据,能够更好地用于实际电路中。

实验一 叠加定理和戴维南定理

实验一叠加定理和戴维南定理 一、实验目的 1.通过实验方法验证叠加定理和戴维南定理。 2.通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解。 3.通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。 4.学会使用直流电流表和数字万用表。 二、实验原理 1. 叠加定理是线性网络的重要定理。在一个线性网络中,当有n 个独立电源共同作用时,在电路中任一部分产生的响应(电压或电流)等于各独立源单独作用时在该部分产生响应的代数和。 2. 戴维南定理是指一线性含源二端网络,对外电路来说等效为一个电压源与电阻串联,电压源的电压等于二端网络的开路电压,串联电阻为二端网络内部所有独立源为零时的输入端等效电阻。 3. 测量电路中电流的方法 在电路插接板上有电流测试孔,在未接入电流测试线时,电路保持接通状态;当测量电流时,须将电流测试线与电流表相连,其红色接线夹与电流表的正极相连、黑色接线夹与电流表的负极相接,然后将插头插入待测电流电路的电流测试孔,此刻电流表即串接在该电路中,读完电流表数值后,将电流测试插头拔下,当电流测试插头被拔出之后,电流表即脱离该电路,其电流测试

插座仍能保持电路处于接通状态。 三、实验内容 根据提供的电阻参数,设计并选择合适的电压E1,E2 ,测量电路中的电流I1、I2、I3,与理论值比较。 四、实验装置 实验装置如图1—1所示: 图1―1:戴维南定理和叠加定理实验装置 开关K1和K2手柄指向电压源,则相应在AB、CD端接入的电压源被接入电路;若开关K1和K2手柄指向短路线,则AB、CD 端被电路中的短路线短接。 开关K3和K4为单刀三位开关,开关手柄指向左侧ON的位置,则K3、K4处短路;开关手柄指向右侧R4或D1的位置,则K3、

戴维南定理实验报告

实验四戴维南定理 一、实验目的 1、验证戴维南定理 2、测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。 二、实验原理 戴维南定理指出:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电玉等于原一端口的开路电压Uoc,其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req,见图4-1。 图4- 1 图4- 2 1、开路电压的测量方法 方法一:直接测量法。当有源二端网络的等效内阻Req与电压表的内阻Rv相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量开路电压。 方法二:补偿法。其测量电路如图4-2所示,E为高精度的标准电压源,R为标准分压电阻箱,G为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比,c、d两端的电压随之改变,当Ucd=Uab 时,流过检流计G的电流为零,因此

Uab=Ucd =[R2/(R1+ R2)]E=KE 式中K= R2/(R1+ R2)为电阻箱的分压比。根据标准电压E 和分压比Κ就可求得开路电压Uab,因为电路平衡时I G= 0,不消耗电能,所以此法测量精度较高。 2、等效电阻Req的测量方法 对于已知的线性有源一端口网络,其入端等效电Req可以从原网络计算得出,也可以通过实验测出,下面介绍几种测量方法: 方法一:将有源二端网络中的独立源都去掉,在ab端外加一已知电压U, 测量一端口的总电流I总则等效电阻 Req= U/I总 实际的电压源和电流源具有一定的内阻,它并不能与电源本身分开,因此在去掉电源的同时,也把电源的内阻去掉了,无法将电源内阻保留下来,这将影响测量精度,因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。 方法二:测量ab端的开路电压Uoc及短路电流Isc则等效电阻 Req= Uoc/Isc 这种方法适用于ab端等效电阻Req较大,而短路电流不超过额定值的情形,否则有损坏电源的危险。 图4 – 3 图4-4 方法三:两次电压测量法 测量电路如图4-3所示,第一次测量ab端的开路Uoc,第二次在ab端接一已知电阻RL (负载电阻),测量此时a、b端的负载电压U,则a、b端的等效电阻Req为:

戴维南定理实验报告

戴维南定理实验报告 一、实验目的 1.深刻理解和掌握戴维南定理。 2.掌握和测量等效电路参数的方法。 3.初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图。 4.初步掌握Multisim软件中的Multmeter,Voltmeter,Ammeter等仪表的使用以及DC Operating Point,Parameter等SPICE仿真分析方法。 5.掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使用。 6.初步掌握Origin绘图软件的使用。 二、实验原理 一个含独立源,线性电阻和受控源的一端口网 络,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻 的串联组合等效置换、其等效电压源的电压等 于该一端口网络的开路电压,其等效电阻等于 将该一端口网络中所有独立源都置为零后的的 输入电阻,这一定理称为戴维南定理。如图2.1.1 三、实验方法 1.比较测量法 戴维南定理是一个等效定理,因此想办法验证等效前后对其他电路的影响是否一致,即等效前后的外特性是否一致。 整个实验过程首先测量原电路的外特性,再测量等效电路的外特性。最后进行比较两者是否一致。等效电路中等效参数的获取,可通过测量得到,并同根据 电路结构所推导计算出的结果想比较。 实验中期间的参数应使用实际测量值,实际值和器件的标称值是有差别的。 所有的理论计算应基于器件的实际值。 2.等效参数的获取 等效电压Uoc:直接测量被测电路的开路电 压,该电压就是等效电压。 等效电阻Ro:将电路中所有电压源短路, 所有电流源开路,使用万用表电阻档测量。 本实验采用下图的实验电路。 3.电路的外特性测量方法 在输出端口上接可变负载(如电位器),改变负载(调节电位器)测量端口的电压和电流。 4.测量点个数以及间距的选取 测试过程中测量点个数以及间距的选取,与测量特性和形状有关。对于直线特性,应使测量点间隔尽量平均,对于非线性特性应在变化陡峭处多测些点。测量 的目的是为了用有限的点描述曲线的整体形状和细节特征。因此应注意测试过程 中测量点个数及间距的选取。 四、实验注意事项 1.电流表的使用。由于电流表内阻很小,放置电流过大毁坏电流表,先使用大量程(A)

实验一、叠加原理和戴维南定理

实验一、叠加原理和戴维南定理 实验预习: 一、实验目的 1、 牢固掌握叠加原理的基本概念,进一步验证叠加原理的正确性。 2、 验证戴维南定理。 3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。 二、实验原理 叠加原理: 在线性电路中,有多个电源同时作用时,在电路的任何部分所产生的电流或电压,等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。 为了验证叠加原理,可就图1-2-1的线路来研究。当E 1和E 2同时作用时,在某一支路中所产生的电流I ,应为E 1单独作用在该支路中所产生的电流I 和E 2单独作用在该支路中所产生的电流I 之和,即I= I + I 。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E 1和E 2单独作用时,及它们共同作用时的电流和电压加以验证。 I + – E 1 I + – E 1 '+ – E 2 + – E 2 I '' 图1-2-1 叠加原理图 (b) 图1-2-2 戴维南定理图 戴维南定理: 一个有源的二端网络就其外部性能来说,可以用一个等效电压源来代替,该电压源的电动势E 等于网络的开路电压U OC ;该电压源的内阻等于网络的入端电阻(内电阻)R i 。 图1-2-2的实验电路,现研究其中的一条支路(如R L 支路)。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络,再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i 串联的等效电路。 三、预习要求与计算仿真 1、本次实验涉及到以下仪器:直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表,电流插头、

插座。关于这些设备的使用说明,详见附录,在正式实验前

应予以预习。 2、根据图1-2- 3、1-2-4中的电路参数,计算出待测量的电流、电压值,记入表中,以便与实验测量的数据比较,并帮助正确选定测量仪表的量程。 3、利用PSPICE仿真软件,根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路,并试运行。(PSPICE仿真软件的使用方法详见附录) 四、注意事项 1、测量各支路的电流、电压时,应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。 2、电源不作用时,不可将稳压源直接短接。 3、用万用表直接测内阻时,网络内的独立电源必须先置零,以免损坏万用表,其次,欧姆表必须经调零后再进行测量。 4、改接线路时,要关掉电源。 五、思考题 1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用,在实验中应如何操作? 2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?为什么?试用具体数据分析说明。 3. 在求戴维南等效电路时,作短路实验,测I SC的条件是什么?在本实验中可否直接作负载短路实验? 实验内容: 一、实验线路 实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。 A C B D E 12 I I L A B 图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路 三、实验步骤 1、叠加原理实验

戴维南定理例题

第四章电路定理 重点: 1、叠加定理 2、戴维南定理和诺顿定理 难点: 1、熟练地运用叠加定理、戴维南定理和诺顿定理分析计算电路。 2、掌握特勒根定理和互易定理,理解这两个定理在路分析中的意义。 4-1 叠加定理 网络图论与矩阵论、计算方法等构成电路的计算机辅助分析的基础。其中网络图论主要讨论电路分析中的拓扑规律性,从而便于电路方程的列写。 几个概念 1.线性电路——Linear circuit 由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路。 2.激励与响应——excitation and response 在电路中,独立源为电路的输入,对电路起着“激励”的作用,而其他元件的电压与电流只是激励引起的“响应”。 激励e响应r 系统 3.齐次性和可加性——homogeneity property and additivity property “齐次性”又称“比例性”,即激励增大K倍,响应也增大K倍;“可加性”意为激励的和产生的响应等于激励分别产生的响应的和。“线性”的含义即包含了齐次性和可加性。 齐次性:

可加性: 叠加定理 1.定理内容 在线性电阻电路中,任一支路电流(电压)都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流(电压)之叠加。此处的“线性电阻电路”,可以包含线性电阻、独立源和线性受控源等元件。 2.定理的应用方法 将电路中的各个独立源分别单独列出,此时其他的电源置零——独立电压源用短路线代替,独立电流源用开路代替——分别求取出各独立源单独作用时产生的电流或电压。计算时,电路中的电阻、受控源元件及其联接结构不变。 关于定理的说明 1.只适用于线性电路 2.进行叠加时,除去独立源外的所有元件,包含独立源的内阻都不能改变。 3.叠加时应该注意参考方向与叠加时的符号 4.功率的计算不能使用叠加定理 例题 1.已知:电路如图所示

戴维南定理实验报告

戴维南定理 班级:14电信学号:1428403003 姓名:王舒成绩:一实验原理及思路 一个含独立源,线性电阻和受控源的二端网络,其对外作用可以用一个电压源串联电阻的. 等效电源代替,其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压,其等效内阻是将该二端网络中所有的独立源都置为零后从从外端口看进去的等效电阻。这一定理称为戴维南定理。 本实验采用如下所示的实验电路图a: 等效后的电路图如下b: 测它们等效前后的外特性,然后验证等效前后对电路的影响。 二实验内容及结果 ⒈计算等效电压和电阻

计算等效电压:电桥平衡。∴=,33 11 31R R R R Uoc=311R R R +=2.609V 。 计算等效电阻:R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ? ?++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355 ⒉用Multisim 软件测量等效电压和等效电阻 测量等效电阻是将V1短路,开关断开如下图所示: -+ Ro=250.335O Ω 测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图 V120 V R11.8kΩ R2220Ω R112.2kΩ R22270Ω R33330ΩR3270Ω RL 4.7kΩ Key=A 50% 2 4 J1Key = A XMM1 XMM2 6 a 1 7 Uo=2.609V ⒊用Multisim 仿真验证戴维南定理 仿真数据 等效电压Uoc=2.609V 等效电阻Ro=250.355Ω

原电路数据 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 62 2.3 31 2.2 9 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 84 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 4 等效电路数据 电压/V 2.6 09 2.4 08 2.3 87 2.3 63 2.3 3 2.2 91 2.2 36 2.1 58 2.0 41 1.8 41 1.4 22 电流/mA 0 0.8 03 0.8 85 0.9 85 1.1 1 1.2 72 1.4 9 1.7 99 2.2 68 3.0 68 4.7 5

叠加原理及戴维南定理的验证

实验二叠加定理及戴维南定理的验证 一、实验目的 1.验证线性电路叠加原理的正确性,加深对其使用范围的理解; 2.通过实验加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解; 3.验证戴维南定理的正确性; 二、实验原理 叠加定理指出:在有几个独立源共同作用下的线性电路中,通过每一个元件的电流或其两端的电压,可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。如果网络是非线性的,叠加原理将不适用。 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。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E S等于这个有源二端网络的开路电压U OC,其等效内阻R O等于该网络中所有独立源均置于零(理想电压源视为短路,理想电流源视为开路)时的等效电阻。U OC和R O分别称为有源二端网络的开路电压和等效电阻。 三、实验组件 多功能实验网络;直流电压表;直流电流表;可调直流稳压源;可调直流电流源;可调电阻。 四、实验步骤 1、验证线性电路的叠加原理: ○1按图1电路图连接好电路后,请教师检查电路; ○2开路I s,合上E后测各支路的电压、电流; ○3短接E,测量I s单独作用时,各支路的电压、电流; ○4测量E、I s同时作用时各支路电压、电流; ○5根据记录的数据,验证电流、电压叠加原理。 2、戴维南定理验证: (1)测量含源单口网络: ○1按图2电路图连接好电路后,请教师检查电路; ○2设定I s=15mA、E s=10V; ○3调节精密可调电阻,测定AB支路从开路状态(R=∞,此时测出的U AB为A、B开路电压U OC)变化到短路状态(R=0,此时测出的电流即为A、B端短路时 S 图2

实验4:叠加定理和戴维宁定理

实验四 叠加定理和戴维宁定理 叠加定理和戴维宁定理是分析电阻性电路的重要定理。 一、实验目的 1. 通过实验证明叠加定理和戴维宁定理。 2. 学会用几种方法测量电源内阻和端电压。 3. 通过实验证明负载上获得最大功率的条件。 二、实验仪器 直流稳压电源、数字万用表、导线、430/1000/630/680/830欧的电阻、可变电阻箱等。 三、实验原理 1.叠加定理:在由两个或两个以上的独立电源作用的线性电路中,任何一条支路中的电流(或电压),都可以看成是由电路中的各个电源(电压源和电流源)分别作用时,在此支路中所产生的电流(或电压)的代数和。 2.戴维宁定理:对于任意一个线性有源二端网络,可用一个电压源及其内阻RS 的串联组合来代替。电压源的电压为该网络N 的开路电压u OC ;内阻R S 等于该网络N 中所有理想电源为零时,从网络两端看进去的电阻。 3.最大功率传输定理:在电子电路中,接在电源输出端或接在有源二端网络两端的负载RL ,获得的功率为 当RL=R0时 四、实验内容步骤 1.叠加定理的验证 根据图a 联接好电路,分别测定E 1单独作用时,E 2单独作用时和E 1、E 2共同作用时电路中的电流I 1,I 2,I 3。同时,判定电流实际方向与参考方向。测量数据填入表4-1中。 2. 戴维宁定理的验证 根据图b 联接好电路,测定该电路即原始网络的伏安特性I R L =f (U R L )。依次改变可变电阻箱RL 分别为1K Ω、1.2K Ω、1.6K Ω、2.24K Ω、3K Ω、4K Ω、5K Ω,然后依次测量出对应RL 上的电流和电压大小,填入表4-2中。并绘制其伏安曲线。然后,计算其对应功率。 含源网络等效U0,R0的测定方法:a.含源消源直测法;b.开压短流测量法: R R R U R I P OC 2 02 ???? ??+==C OC R U P 42 max =

实验四 戴维南定理的验证实验

实验四 戴维宁定理的验证实验 一、实验目的 1、通过实验验证戴维宁定理。 2、加深对等效电路概念的理解。 二、实验原理 戴维宁定理:在任何一个线性有源电路中,如果只研究其中一个支路电压、电流时,可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络如图4-1(a) 所示。任何有源二端网络对外的作 (a ) (b ) 图4 -1 有源二端网络等效电路 用可用一个为U es 的理想电压源和内阻R 0串联的电源来等效代替见图4-1(b)。等效电源的理想电压源U es 就是有源二端网络的开路电压U OC ,即将负载断开后a 、b 两端之间的电压。等效电源的内阻R 0等于有源二端网络中所有电源均除去(将各个理想电压源短路,即其电压为零;将各个理想电流源开路,其电流为零)后所得到的无源网络的内阻。这个定理称为戴维宁定理。 三、实验内容及步骤 如图4-2所示,端子a ,b 左侧部分为一个有源二端网络,R L 是外部负载。依据戴维宁定理,测得a ,b 两端的开路电压U OC 和等效内阻R 0以后将数据代入图4-1(b )内,如果两个电路在负载R L 上产生的电流I 相等,即可验证戴维宁定理。本次实验中,负载R L 以可变电阻代替,可以通过测量多组数据验证定理的正确性。 图4-2 戴维宁定理验证电路图 实验步骤如下: (1) 打开EWB 软件,选中主菜单Circuit/Schematic Options/Grid 选项中的Show grid ,使得 绘图区域中出现均匀的网格线,并将绘图尺寸调节到最佳。 (2) 在Sources 元器件库中调出1个Ground (接地点)和1个Battery (直流电压源)器件, 从Basic 元器件库中调出5个Resistor (电阻)、1个Potentiometer (可变电阻)、5个Switch (开关)器件,从Indicators 元器件库中调出1个V oltmeter (电压表)、1个Ammeter (电流表)器件,最后从Instruments 元器件库中调出1个Multimeter (多用表)器件,按图4-3所示排列好。 (3) 将各元器件的标号、参数值亦改变成与图4-3所示一致。 R L R L R U +- 5 4 R L I

实验5 戴维南定理的验证

实验5 戴维南定理的验证 一、实训目的 1. 验证戴维南定理的正确性,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 1. 任何具有两个出线端的部分电路称为二端网络。若网络中含有电源称为有源二端网络,否则称为无源二端网络。 戴维南定理:任何一个线性有源二端网络,对外电路来说,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 0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。 诺顿南理指出: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 0定义同戴维南定理。 Uoc (Us )和R 0或者I SC (I S )和R 0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R 0 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 ,则等效内阻为 Uoc R 0= ── 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。 (2) 伏安法测R 0 图5-1有源二端网络外特性曲线 用电压表、电流表测出有源二端网 络的外特性曲线,如图5-1所示。 根据 外特性曲线求出斜率tg φ,则内阻 △U U oc R 0=tg φ= ──=── △I Isc 也可以先测量开路电压Uoc , 图5-2半电压法测R 0电路 再测量电流为额定值I N 时的输出 U oc -U N 端电压值U N ,则内阻为 R 0=──── I N (3) 半电压法测R 0 如图5-2所示,当负载电压为被测网络开 U I A B I U O ΔU ΔI φ sc oc c /2

相关文档
相关文档 最新文档