戴维南定理的实验验证报告

第一篇：戴维南定理的实验验证报告

戴维南定理

学号：姓名：成绩：

一 实验原理及思路

一个含独立源，线性电阻和受控源的二端网络，其对外作用可以用一个电压源串联电阻的等效电源代替，其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压，其等效内阻是将该二端网络中所有的独立源都置为零后从从外端口看进去的等效电阻。这一定理称为戴维南定理。

本实验采用如下所示的实验电路图a

50%

等效后的电路图如下b所示

50%

测它们等效前后的外特性，然后验证等效前后对电路的影响。

二实验内容及结果

⒈计算等效电压和电阻

计算等效电压：R1

R3R11

R33,电桥平衡。Uoc=R1

R1R3=2.6087V。

计算等效电阻：R=



R2

11



R1R3









R22

11



R11R33





=250.355

⒉用Multisim软件测量等效电压和等效电阻 测量等效电阻是将V1短路,开关断开如下图所示

Ro=250.335

测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图

50%

Uo=2.609V

⒊用Multisim仿真验证戴维南定理 仿真数据

原电路数据

8765

电流/mA

432

10-1电压/V

通过OriginPro 软件进行绘图，两条线基本一致。

电流/mA

电压/V

由上面的数据及图线得知等效前后不影响电路的外特性，即验证了戴维南定理。

三 结论及分析

本实验，验证了戴维南定理即等效前后的电路的外特性不改变。进行板上实验时，存在一定的误差，而使电路线性图不是非常吻合。可能是仪器的误差，数据不能调的太准确，也可能是内接和外接都有误差。

本实验最大的收获是学会用一些仿真软件，去准确的评估实际操作中的误差。

改进的地方是进行测量时取值不能范围太窄，要多次反复测量以防实验发生错误。

第二篇：实验三 戴维南定理的验证

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

LiuLRL

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15V。

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

图4-

53.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)。I

oc-

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

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1块 3.直流电流表1块 4.电阻元件

5.可变电阻器 10K1只 6.单掷开关2只 7.联接导线若干

第三篇：戴维南定理教案

《电工与电子技术》教案

授课教师：罗 华

戴 维 南 定 理

【教学目标】

1、知道二端网络的有关概念。

2、理解戴维南定理的内容。

3、能应用戴维南定理求解复杂电路。

【教学重点】

戴维南定理的内容及应用。【教学难点】

求解戴维南等效电路。【教学方法】

启发式引导、多媒体课件。【教学过程】

一、复习

1、基尔霍夫电压定律。

2、电阻串、并联的计算。

二、引入新课

在电路分析与计算过程中，有一种经常出现的情况，对于一个复杂电路，只要求求出其中一条支路的电流（或电压），此时应用戴维南定理是十分快捷的工具之一。

三、讲授新课

（一）几个概念

1．二端网络：一般来说是具有两个接线端的部分电路。2．无源二端网络：内部不含电源的二端网络。3．有源二端网络：内部含有电源的二端网络。

（二）戴维南定理

1、内容

任何一个线性有源二端网络，都可以用一个电压源模型来代替。其中理想电压源的电压US0等于该有源二端网络的开路电压，电阻R0等于该有源二端网络除去电源后（理想电压源短路，理想电流源开路）所得的无源二端网络的入端等效电阻。

2、应用举例

求解流过电阻R3的电流I3。[例题]

如图1所示电路中，已知US1 = 10V，US2 = 8V，R1 = 2Ω，R2 = 2Ω，R3 = 2Ω，利用戴维南定理

图 [解] 计算有源二端网络开路电压USO。如图2（a）所示，在断开R3后回路中只有电流I′，设其参考

方向如图中虚线所示。

I =

US1US2108A0.5A

R1R222USO = R2 I + US2 =（2  0.5 + 8）V = 9 V 或

USO = US1–R1I =（10  2  0.5）V = 9V

计算等效电阻R0，由图2（b）可见，电阻R1和R2并联。

R0 =

R1R222 Ω = 1Ω

R1R222(a)

(b)

(c)

工

图2

例题附图

流过电阻R3的电流可以利用欧姆定律求得，如图2（c）所示。

I3=

USO9A3A

R0R31

2四、巩 固

1、课堂练习

如图3所示电路中，已知R1= R2 =10Ω，R3 =6Ω，US1 =12V，US2 =10V，试用戴维南定理求电阻R3中的电流。I3 { 答案: I3 =1A }

图3

2、小结

①

应用戴维南定理解题步骤：

（1）断开待求支路，将电路分为待求支路和有源二端网络两部分。；（2）求解有源二端网络的开路电压USO；

（4）用USO和R0串联组成戴维南等效电路，接入待求支路，利用全电路欧姆定律求出待求支路中电流

或电压。

②

应用戴维南定理注意事项：

1、该定理中将待求支路以外的所有支路均看成是内电路，必须是线性电路，而待求支路是外电 路，可以是非线性电路。

2、应用戴维南定理解题的关键是求等效电路中的USO和R0。（3）将有源二端网络中理想电压源短路，理想电流源开路，求出所得的无源二端网络的入端等效电阻R0；

五、作 业

1、教材P27

T32

2、[2006年湖南省对口升学考试机电类专业综合试题]

供学有余力学生选做 如图4所示电路中，已知US1=15V，US2=4V，US3=13V，R1=R2=R3=R4=1Ω，R5=9Ω，（1）当开关S断开时，问R5上的电流I5和电压U5是多少？

（2）当开关S闭合时，试用戴维南定理计算I5的值。

图 4

第四篇：戴维南定理教案

《戴维南定理》教案

天津职业技术师范大学

自师1001班

霍瑞朋

22号

戴 维 南 定 理

(《电路》第五版 第三章第四节)

教学目标：知识目标：a.掌握戴维南定理的内容；b.掌握用戴维南定理求解某一条支路的步骤，并能熟练应用到实际电路中。

能力目标：通过戴维南定理的教学，培养学生观察、猜想、归纳问题的能力，分析电路的能力，调动学生探求新知的积极性。

教学内容及重点、难点分析： 内容：1．掌握戴维宁定理的内容。2．能正确运用戴维宁定理进行解题。

重点：戴维南定理的内容；用戴维南定理求解某一条支路电流的方法。难点分析：正确理解开路电压和入端电阻概念的意义，是掌握戴维南定理的关键。

教学对象分析：在前面几节课的学习中，已经具备了一定的电路分析能力，对电源的概念有了较深入的理解。能够比较顺利接受本节内容。

教学策略及教法设计：启发式教学、形象直观式教学。为了充分调动学生学习此内容的积极性，使学生变被动为主动的愉快的学习，要正确处理好主导与主体的关系，启发式教学始终贯穿于始终，通过师生间的一系列双边活动，如提问与回答，讲授与思考，口述与板书等，从复习旧课，到提出问题，由旧到新，由浅入深，循序渐进，将学生的学习积极性充分调动起来，充分发挥学生的主体作用，让他们在愉快的氛围中接受知识和技能。

教学媒体和资源应用：多媒体和板书 教学过程设计与分析：

提问：如图电路，求解各条支路电流有哪些方法？

学生回答：支路电流法、回路电流法节点电压法、叠加原理。

设 计 意 图（1）所画电路图在前面所学内容中多次出现，是复杂电路中最基本的电路，学生较熟悉。

（2）通过提问，为如何求解某一条支路的电流打下埋伏。

由以上复习，我们知道，求解复杂电路中各条支路电流的方法很多，但若只要求解某一条支路的电流时，用以上方法就显得很复杂，那用什么方法求解比较简单呢？从而引出本节课学习内容：戴维南定理。

板书：3.4 戴维南定理 讲授新课

首先解释一下名词概念：二端网络、有源二端网络、无源二端网络。指出上图1中将R3去掉后就是一个有源二端网络

如图2,紧接着提出问 题：这样一个内部较复杂的有源二 端网络可否简化？

板书：一.内容：对外电路来讲，任何一个线性有源二端网络都可以用一个等效电源来代替，该电源的电动势E0等于二端网络的开路电压U0，内阻r0等于该网络的入端电阻Rr（即网络中各电动势短接时，两出线端间的等效电阻）。设计意图

定理引出的处理，既体现了“不仅要给学生知识，而且还要揭示获取知识的思维过程”，包括“知识的形成发展过程，解题思路的探索过程，解题方法和规律的概括过程。”的教学要求，又适当拓宽了知识面，此处通过设疑，启发学生分析思考，进而让通过对演示实验的观察和分析，激发他们获取知识的迫切性。一环套一环，结构紧密。

帮助同学们理解开路电压和入端电阻的含义。求等效电路

戴维南定理告诉了我们求等效电源的电动势和内阻的方法，即求网络的开路电压和入端电阻，这是掌握戴维南定理的关键。板书：二．求网络的开路电压和入端电阻：

求开路电压可以用我们第二章中学过的求任意两点间电压的方法，即任意两点间的电压等于这两点间各小段电压的代数和。

求入端电阻即将网络中各电动势短接后网络变成无源二端网络，然后利用串、并联方法求两端点间的等效电阻。

那么，用戴维南定理如何求复杂电路中某一条支路的电流呢？下面我们通过例题来概括一下求解步骤：例题：在图3中如何求R3支路的电流。

因为求网络的开路电压和入端电阻，是掌握戴维南定理的关键，所以在这儿讨论一下求解方法，边复习，边巩固，注意教材内在的联系，让学生温故而知新，使他们熟悉求网络的开路电压和入端电阻的方法。

板书：三.求解步骤：

(1)将电路分成待求支路和有源二端网络两部分，(2)把待求支路断开,求有源二端网络的开路电压U0和入端电阻Rr.(3)画出有源二端网络的等效电路，E0= U0,r0= Rr.然后在等效电路两端接入待求支路，如图4,求出待求支路的电流。必须注意：代替有源二端网络的电源的极性应与开路电压U0一致，若U0为负值，则电动势的方向与图中相反。以上计算出来的E0、r0数值与演示实验中等效电源所选数值一致，而且电流的大小和电流表的读数也一样，这也验证了戴维南定理的正确性。这里通过具体电路来概述用定理求某一条支路电流的方法，是定理的简单应用，所以用师生共同探讨的形式，在教师的引导下由学生概括出求解步骤，教与学互相交融，相得益彰。

巩固与练习

.求下图所示有源二端网络的开路电压和入端电阻，并画出等效电源图。

练习2.书例，在讨论时注意步骤分明、条理清楚、重点突出。围绕所学内容让学生总结：本节课学了哪些内容？

1.戴维南定理的内容。强调线性有源二端网络，求开路电压和入端电阻的方法。

2.戴维南定理的实际应用。

3.定理的说明中要用到的教学方法：观察、猜想、分析和归纳等。布置作业

1.完成习题P.45.1，3 2.预习下节课内容 板书设计

一.内容： 例题:电路图

二.求网络的开路电压和求入端电阻： 例一讲解

三.用定理求某一条支路电流的步骤： 练习题讲解

第五篇：如何做好戴维南定理的教学设计

摘要：该文针对我国高校电子类专业必修的基础课“电路分析基础”课程戴维南定理的讲授，从教学目标、教学方法、教学过程等方面对戴维南定理的教学过程做了全面的教学设计，以期学生能够更牢固扎实地掌握该定理，并能熟练应用戴维南定理分析复杂电路。

关键词：戴维南定理、教学设计、教学方法、教学目标

中图分类号：g613 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）15-0149-02

在“电路分析基础”的教学过程中，大多学生认为“戴维南定理”抽象、难懂，不容易理解，不容易掌握。但该定理又是电路分析中非常重要的定理之一，是简化复杂电路的重要方法，非常适用于求复杂电路中某一支路中电流、电压或功率的情况，是计算和分析复杂电路的法宝。因此，如何做好戴维南定理的教学设计，使学生扎实掌握该定理，并能够熟练应用显得尤为重要。戴维南定理的内容简介

戴维南定理是由法国电气工程师戴维南于1883 年提出的，其具体内容是：一个线性有源二端网络，对于外部电路而言，可以用一个电压源和一个电阻的串联等效代替，此电压源的电压等于该二端网络的开路电压，电阻等于该二端网络的全部独立电源置零后的输入电阻。

戴维南定理的教学目标和教学重点

戴维南定理的教学目标包括知识目标和能力目标两个方面。知识目标有以下四点：一是了解二端网络、有源网络、线性网络、线性有源二端网络的概念；二是理解戴维南定理的内涵及其实质；三是掌握线性有源二端网络开路电压、入端等效电阻的计算方法；四是能够应用戴维南定理分析、计算复杂电路。能力目标有两点：一是培养学生分析复杂电路时，利用戴维南定理化简电路的能力；二是通过戴维南定理仿真实验，引出multisim仿真软件，培养学生利用工具软件验证计算结果正确与否的能力。

教学重点有两点：一是戴维南定理的内容及其应用；二是应用戴维南定理如何将复杂线性有源二端网络简化成一个电压源和一个电阻串联的形式。教学难点主要有三点。一是戴维南定理的引出；二是含有受控源的线性有源二端网络的开路电压和输入电阻的计算；三是如何使学生熟练掌握利用戴维南定理进行解题的方法和步骤。

戴维南定理的教学方法

在戴维南定理的教学过程中，可以采用以下三种方法进行教学：一是启发式教学法。在讲述戴维南定理之前，通过例题引导学生思考复杂电路的简化问题，在此基础上引出戴维南定理，加深学生对戴维南定理实质的理解和掌握；二是实验演示法。通过仿真实验，既有利于培养学生的动手能力，又有利于培养学生运用所学知识分析和判断实验结果正确与否的能力；三是快速记忆法。针对如何使学生更轻松的理解并利用戴维南定理，本次教学活动设计了教师自编的顺口溜，利用这种方式便于学生快速理解、记忆、运用戴维南定理。

戴维南定理的教学过程设计

戴维南定理的教学过程设计可分为以下5个步骤进行。

4.1 复习提问与引入新课

在讲述戴维南定理之前，先通过一道例题，提出求解电路中某一条支路上电流的方法有哪些。通过多媒体课件，带领学生快速复习网孔电流法、节点电压法的求解步骤和方法，并分析它们在求解复杂电路中某条支路上电流时的不足。最后，以假设的方式，引出戴维南定理。

4.2 定理讲述及求解方法

戴维南定理的内容是，对于任何一个线性有源二端网络（含独立电源、线性电阻和线性受控源），对外电路而言，均可以用一个电压源和电阻串联的形式来等效替换。电压源的电压等于外电路断开时端口处的开路电压；电阻等于二端网络中全部独立电源置零后的入端等效电阻。上述“电压源和电阻的串联组合”称为戴维南等效电路。

从戴维南定理的内容，可以看出要想画出戴维南等效电路，就必须求出开路电压和入端等效电阻这两个量。开路电压即断口两端断开时的电压，其求解方法很多，网孔电流法、节点电压法、叠加定理等都可以使用。在求解入端等效电阻时首先将电路中所有独立源置零（电压源短路、电流源开路）。然后分两种情况：一是对于不含受控源的电路，可以直接用电阻串、并联关系和―y转换得到；二是对于含有受控源的电路，可以用端口加电压求电流，或端口加电流求电压的方法，最后求得其比值，即等效电阻。

4.3 例题分析与讲解

电路如图1所示，求： rx分别为1.2欧、5.2欧时的电流i。

首先，我们来分析断开待求支路后的电路网络是否为线性有源二端网络。把rx所在的支路拉出来后的电路图2所示，网络中只包括电阻和电压源，因此是线性有源二端网，可以利用戴维南定理，将其等效成图3所示电路。

求解可分三步进行：第一步断开待求支路，求开路电压（图4）。uoc = u1+ u2 =-104/（4+6）+10 6/（4+6）=-4+6=2v。第二步求入端等效电阻（图5）。ri=4//6+6//4=4.8。第三步画出戴维南等效电路，接上待求支路，求出待求量（图6）。rx =1.2时，i= uoc /（ri+ rx）=0.333a =333ma；rx =5.2时，i= uoc /（ri+ rx）=0.2a=200ma。

4.4 通过实验验证计算结果

通过multisim软件进行仿真实验，借助安培表，可测得rx所在支路的电流。通过测量得出，当rx=1.2时，电流表的读数如图7所示；当rx=5.2时，电流表的读数如图8所示。可见与采用戴维南等效求解电路时的计算结果一致。

4.5 自编顺口溜加强理解和记忆

利用顺口溜的方法可以帮助学生快速理解、记忆、运用戴维南定理。

要想利用戴维南，记住电阻电压源；

线性有源二端网，对外等效串这两。

断开待求支路点，可得开路电压源。

独立电源来置零，求解电阻就可行。

网络若含受控源，就在端口解谜团；

可以加流求电压，也可加压求电流；

电压电流来相除，等效电阻就有数。

戴维南定理是简化复杂电路的重要方法，特别适用于求复杂电路某一支路中电流的情况。同时，该定理也会在后续其它专业基础课及专业课中经常用到。因此做好给定理的教学设计，有助于学生牢固掌握戴维南定理及其解题方法，也可以培养学生的实际动手能力和实验探究能力。