实验报告2电路定理验证

1、深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 电路与电子学 实验项目名称： 电路定理的验证 学院： 计算机与软件学院 专业、班级： 指导教师： 报 告 人： 学号： 实验报告提交时间： 教务处制一、实验目的1掌握含源二端网络戴维南等效电路参数的测定方法；2验证戴维南定理、诺顿定理、叠加定理。二、实验原理1.戴维南定理：任何一个有源二端网络总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短接，电流源开路）后的等效电阻RO。（US、RS称为有源二端网络的等效参数）2.在有几个电源共同作用

2、下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。3.有源二端网络等效参数的测量方法：开路电压、短路电流法：在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其输出端的开路电压Uoc然后再将其输出端短路，测其电路的电流Isc，且内阻为：Rs=UOC/ISC。若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。三、实验步骤实验设备：1. 直流数字电压表、直流数字电流表2. 恒压源（双路0V30V可调）3. 恒流源（0mA200mA可调）4. 实验挂箱（EEL-51、 EEL-52、 EEL-53）任务一：测有源二端网络的等效电阻图1

3、 有源二端网络电路图步1-（1）从电工原理(二)EEL-53实验挂箱中选用图1电路，接入恒压源US=12V和恒流源Is=20mA(注意Is的接入方向，且电流源选用200mA档)，并将S2往右拨（注意保持断开此实验箱上原有的可调负载RL）。步1-（2）S1往上拨，用电压表测量电开路电压Uoc(UAB)，将数据计入表1中。步1-（3）S1往下拨（将端口短路），用电流表测量短路电流Isc将数据计入表1中。表1 等效参数的测定UOC/VISC/mARS=UOC/ISC任务二：测量有源二端网络的外特性步2-（1）：在图1电路中，S2仍往右拨（仍保持断开此实验箱上原有的可调负载RL）。将S1往上拨，在A、

4、B端外接可调负载RL。RL选用元件箱（一）EEL-51中的×100的可调电阻。 步2-（2）：改变负载电阻RL的阻值，逐点测量对应的负载电压和电流,将数据记入表2中.并计算有源二端网络的等效参数Rs.表2 测量有源二端网络外特性RL/900800700600500400300200100UL/VIL/mA任务三: 验证戴维南定理 图2 戴维南等效电路图步3 测量有源二端网络等效电压源的外特性。图2电路是图1的等效电压源电路，图中，电压源Us用表1中的Uoc数值，内阻Rs按表1计算出来的Rs（取整）选取固定电阻（从元件箱EEL-51中选510/8W的电阻接入）,负载RL仍选用元件箱（一

5、）EEL-51中的×100的可调电阻。改变负载电阻RL（从元件箱中选可变电阻）的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据计入表3中。表3 测量有源二端网络等效电流源的外特性RL/900800700600500400300200100UL/VIL/mA任务四: 验证叠加原理图3 验证叠加定理步4-（1）按图3接线，图中的电源US1用恒压源I路（0+30V）可调电压输出端，选择20V档，并输出电压先调到+12V；US2用恒压源II路（0+30V）可调电压输出端，选择10V档，并将输出电压先调到+6V（以直流数字电压表读数为准）；开关S3往上拨（投向R3侧）。步4-（2）US1电源单独作用，

6、将开关S1往上拨(投向Us1侧)，开关S2往下拨（投向短路侧），测量各电压记录于表4中。步4-（3）US2电源单独作用时，将开关S1往下拨（投向短路侧）。开光S2往上拨（投向US2侧），测量各电压记录于表4中。步4-（4）US1 和US2共同作用时，开关S1往上拨（投向US1侧）和S2往上拨（投向US2侧），测量各电压记录于表4中。表4 验证叠加定理测量项目实验电路US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)US1单独作用120.US2单独作用06US1、US2共同作用126四、实验数据记录表1 等效参数的测定UOC/

7、VISC/mARS=UOC/ISC1.583.08510表2 测量有源二端网络外特性RL/900800700600500400300200100UL/V0.990.950.890.830.760.670.570.430.24IL/mA1.141.221.321.441.581.761.972.252.61表3 测量有源二端网络等效电流源的外特性RL/900800700600500400300200100UL/V0.980.940.890.830.760.670.560.430.24IL/mA1.131.211.321.431.581.751.972.262.62表4 验证叠加定理测量项目实验电

8、路US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)US1单独作用1208.17-2.42-6.302.350.263.144.334.34.US2单独作用06-1.213.61-2.42-3.56-1.171.19-0.67-0.61US1、US2共同作用1267.501.19-8.73-1.19-0.404.343.733.73五、实验数据整理及误差分析表1 等效参数的测定UOC/VISC/mARS=UOC/ISC1.583.08512误差分析：将电压表接在AB两端，测得电压值 1.58V，并串联测得电流值3.08 mA

9、 , 根据数据算得阻值 512，该数据在误差范围允许内，实际电阻为510。可估计误差原因为电流表和电压表具有内阻。表2 测量有源二端网络外特性RL/900800700600500400300200100UL/V0.990.950.890.830.760.670.570.430.24IL/mA1.141.221.321.441.581.761.972.252.61相对误差3.51%2.66%3.68%3.94%3.80%4.83%3.55%4.44%8.05%误差分析：由表可知，数据存在一定的误差，误差均在允许范围内，误差可能又读数不准确以及实验器材不达到标准引起的。表3 测量有源二端网络等效电

10、流源的外特性RL/900800700600500400300200100UL/V0.980.940.890.830.760.670.560.430.24IL/mA1.131.211.321.431.581.751.972.262.62相对误差3.63%2.89%3.68%3.26%3.80%4.29%5.25%4.87%8.40%误差分析: 由表可知，数据存在一定的误差，误差均在允许范围内,跟表2数据大小相差不多，误差类似。表4 验证叠加定理测量项目实验电路US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)US1单独作用12

11、08.17-2.42-6.302.350.263.144.334.34.US2单独作用06-1.213.61-2.42-3.56-1.171.19-0.67-0.61US1、US2共同作用1267.501.19-8.73-1.19-0.404.343.733.73相对误差（%）007.2001.151.6812.82.301.870误差分析:由表可知，数据误差在允许范围内，可能由读数错误引起。六、 实验结果讨论1. 通过实验，在误差允许的范围内，证明了戴维南定理，即任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源Us和一个电阻Rs串联组成的实际电压源来代替。2. 通过实验，在误差允许的范围内，证明了叠加原理，即在有几个电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。七、实验总结（或收获和体会）本次实验是做电路定理的验证，虽然实验个数多，但各个实验紧密联系。由于有实验指导书的详细指导，使得这次实验能够顺利进行，所测数据能够处于误差允许范围内，实验过程与结果都比上次好很多。但由于本人未能及时预习，在做实验时也有时不知所措，犯了线头接错接反等错误，有时也不知道自己在验证哪一个定理，所以本人决定下次实验比好好复习以节约实验时间与减少实验错误，