戴维南定理和诺顿定理验证实验报告(参考)
《电路与电子学基础》实验报告
实验名称 戴维南和诺顿等效电路
班 级
学 号
姓 名
一、实验目的
1.对一个已知网络,求出它的戴维南等效电路。
2.对一个已知网络,求出它的诺顿等效电路。
3.确定戴维南定理的真实性。
4.确定诺顿定理的真实性。
5.对一个已知网络,确定它的戴维南等效电路。
6.对一个已知网络,确定它的诺顿等效电路。
二、实验器材
直流电压电源 1个
直流电压表 1个
直流电流表 1个
电阻 数个
三、实验步骤
1.在电子工作平台上建立如图1-1所示的实验电路。
2.以鼠标左键单击仿真电源开关,激活该电路,测量a-b两端开路电压Voc。
è实验测得a-b两端开路电压Voc=4.950 V
3.根据图1-1所示的电路的元件值,计算a-b两端的电压Voc。
根据两电阻串联分压原理可得è Voc=10*10/(10+10)=5 V
4.在电子工作平台上建立如图1-2所示的实验电路。
5.以鼠标左键单击仿真电源开关,激活该电路,测量a-b两端的短路电流Isc。
è实验测得a-b两端的短路电流 Isc=500.0 uA
6.根据图1-2所示的电路元件值,计算短路电流Isc。计算时应该用一个短导线代替电流表。
由图易知:r2和r3并联 再与r1串联
计算r1//r2=1/(1/5+1/10)=3.33333 k ohm
所以 干路总电阻 R=10+3.33333=13.33333 k ohm
所以 干路电流为 I=10/13.33333=0.75 mA =750 uA
再由并联分流原理 可得 Isc=750×10/15 = 500.0 uA
7.根据Voc和Isc的测量值,计算戴维南电压Vtn和戴维南电阻Req。
Req=Voc/Isc=4.95/500*10^-6=9900 ohm
Vtn=4.95 V
8.根据步骤7的计算值,画出戴维南等效电路。
9.在图1-2所示电路中,断开电流表,以一条短路线代替电压源V1,用这个电路计算原网络的戴维南电阻Req。
分析电路可得 r1 r3并联所得的等效电阻 再与r2 串联
故电路的干路的总电阻为 R=5+1/(1/10+1/10)=10 K ohm
故由 U=10000I 可以解得
Req=U/I=10000 ohm
10.根据Voc和Isc的测量值,计算诺顿电流源In和诺顿电阻Rn。
由
Req=Voc/Isc=4.95/500*10^-6=9900 ohm
Vtn=4.95 V
所以
In= Vtn/ Req=9900^-1×4.95=0.0005 A
Req=Rn=9900 ohm
11.根据步骤10的计算值,画出诺顿等效电路。
12.在电子工作平台上建立如图1-3所示的实验电路。
13.以鼠标左键单击仿真电源开关,激活该电路,测量电压Vab。
è实验测得a-b两端电压Vab=2.982 V
14.根据图1-3所示的电路的元件值,计算电压Vab。
电阻r2与电阻Rl串联后再与r3 并联
得到的等效电阻会再与r1串联
故电阻r2与电阻Rl串联后得到的总电阻为20/3 k ohm
分压为
U=10×20/3/(20/3+10)=4 V
所以 Uab=Url=4*15/20=3 V
15.以步骤8中的戴维南等效电路代替图1-3 a-b端左边的电路,用这个电路求出电压Vab。
根据串联分压原理
Uab=4.95*1/(1+9.9)=0.454 V
16.以步骤11中的诺顿等效电路代替图1-3 a-b端左边的电路,用这个电路求出电压Vab。
根据并联分流原理
Iab=0.0005/10.9*9.9=0.000454A
所以
U=i*r=0.000454×1000=0.454 V
五、思考与分析
1.步骤2中Voc的测量值与步骤3中的计算值比较,情况如何?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
2.步骤5中Isc的测量值与步骤6中的计算值比较,情况如何?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
3.步骤7中Req的计算值与步骤9中的计算值比较,情况如何?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
4.步骤13中Vab的计算值与步骤14中的计算值比较,情况如何?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
5.步骤15中Vab的答案与步骤13和14中的答案比较,情况如何?戴维南等效电路与原电路等效吗?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
但是误差在可接受的范围内
代维宁等效是成立的
6.步骤16中Vab的答案与步骤13和14中的答案比较,情况如何?诺顿等效电路与原电路等效吗?
测量值比计算值略小
估计为电压源有内阻造成
但是误差在可接受的范围内
代维宁等效是成立的
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