戴维南定理实验报告

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

路。

U

0C

,其等效内阻F

0

等于该网络美国俚语 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

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

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

c

、I

sc

和R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L

Oc

的测量方法

（1）可直接用电压表测量让字成语 。

（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

I

SC

,其

3-1

所示。

当稳

0”。

零示法测量原理是用一超市入口 低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，

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“

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

（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

L

Oc

，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

图3-2

RO

皿

1

SC

(2)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如图

3-2所示。根据外特性曲线

求出斜率tg，贝吶阻：

R

O

tg—

IISC

o

⑶若只有电压表及电阻器，没有电流表测短路电流，或者某些被测网络本身

不允许短路，则可在网络两端接入已知阻值为

U

R

，然后按下式计算。

⑷半电压法测民

如图3-3所示，当负载电压为被测网络幵路电压的一半时，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3-3

三、实验设备

1万用表

2、RXDI--1型电路原理实验箱

四、实验内容

被测有源二端网络如图3-4(a)所示。

内容一：有源二端网络戴维南等效电路参数的测定

图3-4

Uoc、R)。

1、用幵路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的

按图3-4(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入R

L

。

测出U

Oc

和Isc,并计

算出R)，记录于表1

0

R的电阻器，测量该电阻两端电压

图3-5

U

Oc

(V)

I

sc

(mA)

R

D

=U

OC

/I

SC

(

Q)

2、负载实验

按图3-4(a)接入R-

0

改变FL(0-10k)阻值，测量有源二端网络的外特性曲线,

表2

3-4

(

a

)o

将被

测有源网络内的所有独立源置零(先断幵电流源I

s

,去掉电压源U

S

,再将电路中的C、D

两点间用导线短接)，然后用伏安法或直接用万用表的欧姆档去测定负载

R-幵路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Ft，或称网络的入端电

4、用半电压法测量被测网络的等效内阻Ft，用零示法测量被测网络的幵路电压Uoc。

电路图及数据表格自拟。

内容二：戴维南定理的验证

取一只10K可调电位器，将其阻值调整到等于按内容一中的步骤1所得的等效电阻

R

o

值，然后令其与直流稳压电源(调到步骤1时所测得的幵路电压Uoc值)

相串联，电路如图3-4(b)所示，仿照内容一中的步骤

行验证，记录于表3

o

表3

2测其外特性，对戴维南定理进

U(V)

l(mA)

内容三：诺顿定理的验证

取一只10K可调电位器，将其北极贝 阻值调整到等于按内容一中的步骤

1所得的等效

电阻R

o

值，然后令其与直流恒流源(调到步骤1时所测得的短路电流I

SC

值)相

并联，电路如保护传统文化 图3-5所示，仿照内容一中的步骤2测其外特性，对诺顿窜货 定理进行验证，记录

于表4。

表4

1、测量时应注意电流表量程的更换。

2、电压源置零时不可将稳压源短接。

3、用万用表直接测R

o

时,

(1)网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表;

(2)欧姆档必须经调零后再进行测量。

4、改接线路时，须先关掉电源。

六、实验报告

1、根据内容一的步骤2和内容二、内容三所测得的数据，分别绘出曲线，验

证戴维南定理、诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。

2、根据内容一的步骤1、3、4的几种方法测得的Uoc、R,与预先计算的结果进行比

较，你能得出什么结论。