電路分析基礎(chǔ)實驗 2.5戴維南定理與諾頓定理

戴維南定理與諾頓定理課程：電路分析基礎(chǔ)實驗（電路與電子線路實驗1）呂偉鋒、盧振洲

戴維南定理與諾頓定理1.驗證戴維南定理和諾頓定理，加深對定理的理解和認識。2.學會并掌握測量有源單口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的方法。3.初步掌握電路仿真軟件Multisim12.0的使用。一.實驗目的

戴維南定理與諾頓定理二.實驗儀器

戴維南定理與諾頓定理三.實驗原理戴維南定理：任何一個含源線性單口網(wǎng)絡(luò)，都可用一個實際電壓源代替。諾頓定理：任何一個含源線性單口網(wǎng)絡(luò)，都可用一個實際電流源來代替。單口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)可通過實驗方法測量，常用的測量方法有開路電壓、短路電流法，伏安法，Ro還可以用實驗測試法求得。

戴維南定理與諾頓定理三.實驗原理1.開路電壓、短路電流法如圖2.5.1所示，測量輸出端的開路電壓Voc和短路電流Isc，即可獲得內(nèi)阻Ro的值：圖2.5.1

含源線性單口網(wǎng)絡(luò)等效電路和參數(shù)

戴維南定理與諾頓定理三.實驗原理2.伏安法若線性網(wǎng)絡(luò)不允許a、b端開路或短路，可測量單口網(wǎng)絡(luò)的端口特性，端口特性曲線的延伸線在電壓、電流坐標上的截距即為Voc、Isc，如圖2.5.2所示。此外，也可求端口特性曲線的斜率，即圖2.5.2

含源線性單口網(wǎng)絡(luò)外特性曲線

戴維南定理與諾頓定理三.實驗原理3.實驗測試法求Ro不接負載時測得端口電壓為Voc，接上負載RL測得其電壓為Vocr，由此得其等效電阻為

驗證戴維南定理和諾頓定理，需驗證戴維南等效電路和諾頓等效電路端口的伏安關(guān)系與被等效的含源線性單口網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系是否一致。

戴維南定理與諾頓定理四.實驗內(nèi)容及步驟1.定理的驗證（基本要求）(1)開路電壓、短路電流法計算Ro按圖2.5.3(a)搭建電路，測量電路等效參數(shù)Voc、Isc，計算Ro并記錄數(shù)據(jù)。（a）（b）圖2.5.3

含源線性單口網(wǎng)絡(luò)

戴維南定理與諾頓定理四.實驗內(nèi)容及步驟(2)用伏安法測量含源線性單口網(wǎng)絡(luò)的外特性改變負載RL的值，從0開始均勻選取約十個點的數(shù)據(jù)，測量其兩端電壓及流過的電流值，記錄于表2.5.1中。RL(Ω)

V(V)

I(mA)

表2.5.1

含源線性單口網(wǎng)絡(luò)等效電路伏安特性數(shù)據(jù)

戴維南定理與諾頓定理四.實驗內(nèi)容及步驟(3)用伏安法測量含源線性單口網(wǎng)絡(luò)等效電路的外特性Voc為等效電壓源電壓，Ro為等效電壓源的內(nèi)阻。若Isc為等效電流源的電流，仿照步驟(2)，測量該電路外特性，并對戴維南定理進行驗證。測量數(shù)據(jù)記錄在表2.5.2中。RL(Ω)

V(V)

I(mA)

表2.5.2

戴維南等效網(wǎng)絡(luò)伏安特性數(shù)據(jù)

戴維南定理與諾頓定理四.實驗內(nèi)容及步驟2.諾頓定理的驗證（仿真實驗）通過Multisim12.0軟件完成諾頓定理的驗證實驗。3.含受控源的戴維南等效電路仿真用Multisim12.0軟件對圖2.5.4所示電路進行仿真，求解該電路除去RL的戴維南和諾頓等效電路并進行驗證。圖2.5.4

含受控源的仿真電路

戴維南定理與諾頓定理五.實驗注意事項1.實驗中，若出現(xiàn)獨立源置零的情況，可用一根短路導線代替理想電壓源，不可將提供該獨立源的穩(wěn)壓源短接。2.若用數(shù)字萬用表直接測量電路Ro時，含源線性單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞數(shù)字萬用表。

戴維南定理與諾頓定理六.實驗預習思考題1.在求戴維南等效電路時，要測短路電流Isc，電路應滿足什么條件？在本實驗中可否做負載短路實驗。2.將測量含源線性單口網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法進行比較，說明其特點。3.解釋本實驗原理中實驗測試法求Ro的原理。

戴維南定理與諾頓定理七.實驗總結(jié)題1.根據(jù)實驗內(nèi)容1，分別繪出原電路和