戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，均可以用一个理想电压源与一个电阻元件相串联的有源支路来等效代替。 应用戴维南定理求解图2.10 所示电路中电阻R2上通过的电流I2。这样，就得到了如图2.10 虚线框内所示的戴维南等效电路。检验学习结果2.5.1 戴维南定理适用于哪些电路的分析和计算？......
2023-06-24
验证叠加和戴维南定理的实验二
【摘要】：验证叠加定理的正确性。（二）戴维南定理的实验1.实验原理电路 （图2）图2戴维南定理验证的实验电路图2.实验原理戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U′S和一个电阻R′0的戴维南支路来等效代替。在求戴维南定理等效网络时，测量短路电流的条件是什么？
一、实验目的
（1）通过实验加深对叠加定理与戴维南定理内容的理解。
（2）学习线性有源二端网络等效参数的测量方法，加深对“等效”概念的理解。
（3）进一步加深对参考方向概念的理解。
二、实验器材与设备
（2）电路原理实验箱或相关实验器件。
（3）数字万用表1块。
（4）导线若干。
三、实验原理及实验步骤
（一）叠加定理的实验
1.实验电路原理图 （图1）
图1 叠加定理验证实验电路图
2.实验原理
叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看做是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。
叠加定理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。要深入理解定理的含意，适用范围，灵活掌握叠加定理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。
3.实验步骤
（1）调节实验电路中的两个直流电源，分别让US1=12V和US2=6V。
（2）当US1单独作用时，US2短接，但保留其支路电阻R2。
（3）测量US1单独作用下各支路电流I′1、I′2和I′3，支路端电压U′ab，记录在自制的表格中。
（4）再让US1短接，保留其支路电阻R1。测量US2单独作用下各支路电流I″1、I″2和I″3，支路端电压U″ab，记录在自制的表格中。
（5）测量两个电源共同作用下的各支路电流I1、I2和I3，节点电压Uab，记录在自制的表格中。
（6）验证叠加定理的正确性。
（二）戴维南定理的实验
1.实验原理电路 （图2）
图1 叠加定理验证实验电路图
2.实验原理
叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看做是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。
叠加定理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。要深入理解定理的含意，适用范围，灵活掌握叠加定理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。
3.实验步骤
（1）调节实验电路中的两个直流电源，分别让US1=12V和US2=6V。
（2）当US1单独作用时，US2短接，但保留其支路电阻R2。
（3）测量US1单独作用下各支路电流I′1、I′2和I′3，支路端电压U′ab，记录在自制的表格中。
（4）再让US1短接，保留其支路电阻R1。测量US2单独作用下各支路电流I″1、I″2和I″3，支路端电压U″ab，记录在自制的表格中。
（5）测量两个电源共同作用下的各支路电流I1、I2和I3，节点电压Uab，记录在自制的表格中。
（6）验证叠加定理的正确性。
（二）戴维南定理的实验
1.实验原理电路 （图2）
图2 戴维南定理验证的实验电路图
2.实验原理
戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U′S和一个电阻R′0的戴维南支路来等效代替。等效代替的条件是：原有源二端网络的开路电压UOC等于戴维南支路的理想电压源U′S；原有源二端网络除源后（让网络内所有的电压源短路处理，保留支路上电阻不动；所有电流源开路）成为无源二端网络后的入端电阻R0等于戴维南支路的电阻R′0。
3.实验步骤
（1）按照图2 （a）连接实验电路。
（2）让电路从a、b处断开，测出开路电压UOC，再把电压源US短接，从a、b处测出无源二端网络的入端电阻R0，记录在自制表格中。
图2 戴维南定理验证的实验电路图
2.实验原理
戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U′S和一个电阻R′0的戴维南支路来等效代替。等效代替的条件是：原有源二端网络的开路电压UOC等于戴维南支路的理想电压源U′S；原有源二端网络除源后（让网络内所有的电压源短路处理，保留支路上电阻不动；所有电流源开路）成为无源二端网络后的入端电阻R0等于戴维南支路的电阻R′0。
3.实验步骤
（1）按照图2 （a）连接实验电路。
（2）让电路从a、b处断开，测出开路电压UOC，再把电压源US短接，从a、b处测出无源二端网络的入端电阻R0，记录在自制表格中。
（3）把电流表串进电路中，负载电阻RL短接，测出短路电流值IOS，即
此值与（2）中所测R0进行比较；并记录在自制表格中。
（4）把负载电阻RL接入电路中，测出路端电压U 和电流I，记录在自制表格中。
（5）按照图2 （b）连接实验电路，选择电压源的数值等于UOC，内阻的数值等于R0，负载电阻与图2 （a）相同，重新测量路端电压U 和电流I，记录在自制表格中，并且和图2 （a）电路所测得的U 和I相比较。
四、实验思考题
（1）验证叠加定理实验中，当一个电源单独作用时，其余独立源按零值处理，如果其余电源中有电压源和电流源，你该如何做到让它们为零值的？
（2）在求戴维南定理等效网络时，测量短路电流的条件是什么？能不能直接将负载短路？
五、实验报告
（略）
（3）把电流表串进电路中，负载电阻RL短接，测出短路电流值IOS，即
此值与（2）中所测R0进行比较；并记录在自制表格中。
（4）把负载电阻RL接入电路中，测出路端电压U 和电流I，记录在自制表格中。
（5）按照图2 （b）连接实验电路，选择电压源的数值等于UOC，内阻的数值等于R0，负载电阻与图2 （a）相同，重新测量路端电压U 和电流I，记录在自制表格中，并且和图2 （a）电路所测得的U 和I相比较。
四、实验思考题
（1）验证叠加定理实验中，当一个电源单独作用时，其余独立源按零值处理，如果其余电源中有电压源和电流源，你该如何做到让它们为零值的？
（2）在求戴维南定理等效网络时，测量短路电流的条件是什么？能不能直接将负载短路？
五、实验报告
（略）
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