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

电阻电压，计算出电阻。

六．注意事项

1、注意测量时及时更换电流表量程的。

2、用万用表直接测R时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。

3、改接线路时，需关掉电源。

第二篇：实验三 戴维南定理的验证

一、实验目的

1. 验证戴维南定理。

2. 加深对等效电路概念的理解。

3. 掌握测量有源二端网络等效电路参数的方法。

二、实验原理与说明

由戴维南定理可知：任何一个线性含源二端网络Ns，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，此电压源的电压等于该网络Ns的开路电压uoc，而电阻等于该网络中所有的独立电源置零后的输入电阻Req。如图4-1所示。

R

u+-

（a） (b) 图4-1

上述的有源二端网络与含源支路完全等效是指它们的外部特性完全相同，即有源二

端网络Ns在端口1-1’处与含源支路在1-1’处，都接入同样大小负载，则流过负载的电流完全相等。

由含源支路的外部特性不难得出有源二端网络的外部特性：u=uoc－Req×i,其伏安特性曲线如图4-2所示。由此可见，只要测出有源二端网络Ns在端口1-1’处的开路电压uoc和短路电流isc，即可得出戴维南等效电阻：Req =

uoc

。但是一些有源二端网络是不isc

充许短路的，测量短路电流会损坏电路内部元件，因此可以间接地进行测定。

uuoc

isc

i

图4-2

首先测出有源二端网络Ns在端口1-1’处的开路电路电压uoc，然后接上一个已知负载电阻RL，测出uL及i，如图4-3所示，则

Req?

uoc?uLuoc?uLu

??(oc?1)?RL

uLiuLRL

Ru+-L

图4-3

求戴维南等效电阻还可以用下面的方法。首先把有源二端网络Ns变成无源二端网络No，即将有源二端网络中的独立电源去掉（电压源用短路线代替，电流源开路）。然后在无源二端网络No端口1-1’处施加已知电压u并测出电流i

，如图4-4所示。

+oc-

图4-4

三、实验内容与方法

1. 按图4-5联接电路，us接直流稳压电源。经实验指导教师检查后，接通电源。调节电源

电压粗、细调旋钮，使us的电源电压为24V。

2. 首先测量开路电压uoc。然后在电路的1-1’端接入表4-1中所给出的电阻，并测量所对应

的电压和电流，并记入表4-1中

+us-L

4

图4-5

表4-1

3. 按图4-6联接电路。即将有源二端网络变成无源二端网络后，在其1-1

’端加电压15V（在

1-1’端接直流稳压电源），测出电流I，计算Req(=

U

)。 Ioc-1'

图4-6

4. 根据表4-1测量数据计算Req

5. 根据上面所得的戴维南等效电路参数，组成等效电路，如图4-7所示。Uoc接直流稳压

电源，Req用可变电阻或相近似的标准电阻，Req数值以uoc/isc为准。重复步骤2，将所测数据记入表4-2中，并与表4-1的数据对照验证戴维南等效定理。

Ru+-

图4-7

表4-2

四、注意事项

1. 在实验前，应根据电路预先估算所要测量电压，电流的方向和最大值，以正确联接测量

仪表，选择测量仪表的量程。

2. 在实验步骤3中，应将原电路中的电压源us去掉后，再用短路线来替换。切不可直接用

短路线联接电源两端，以免损坏设备。

3. 考虑到电表内阻的影响，在实验步骤1，5中，电表接法应一致。

五、实验报告

1. 列出所有测量和计算的数据

2. 画出原网络端点的伏安特性曲线和戴维南等效电路端点的伏安特性曲线。 3. 说明戴维南定理的验证情况。

六、实验设备

1. 通用电工实验室设备 1台 2. 万用表 UT61A 1块 3. 直流电流表 0-2A 1块 4. 电阻元件 330、510、750、1K、1.5K、2K、2.4K、3K、4.7K 各1只 5. 可变电阻器 10K 6. 单掷开关 7. 联接导线

1只 2只 若干