第一篇：戴維南定理教案

《電工與電子技術》教案

授課教師：羅 華

戴 維 南 定 理

【教學目標】

1、知道二端網絡的有關概念。

2、理解戴維南定理的內容。

3、能應用戴維南定理求解復雜電路。

【教學重點】

戴維南定理的內容及應用。【教學難點】

求解戴維南等效電路。【教學方法】

啟發式引導、多媒體課件。【教學過程】

一、復習

1、基爾霍夫電壓定律。

2、電阻串、并聯的計算。

二、引入新課

在電路分析與計算過程中，有一種經常出現的情況，對于一個復雜電路，只要求求出其中一條支路的電流（或電壓），此時應用戴維南定理是十分快捷的工具之一。

三、講授新課

（一）幾個概念

1．二端網絡：一般來說是具有兩個接線端的部分電路。2．無源二端網絡：內部不含電源的二端網絡。3．有源二端網絡：內部含有電源的二端網絡。

（二）戴維南定理

1、內容

任何一個線性有源二端網絡，都可以用一個電壓源模型來代替。其中理想電壓源的電壓US0等于該有源二端網絡的開路電壓，電阻R0等于該有源二端網絡除去電源后（理想電壓源短路，理想電流源開路）所得的無源二端網絡的入端等效電阻。

2、應用舉例

求解流過電阻R3的電流I3。[例題]

如圖1所示電路中，已知US1 = 10V，US2 = 8V，R1 = 2Ω，R2 = 2Ω，R3 = 2Ω，利用戴維南定理

圖 [解] 計算有源二端網絡開路電壓USO。如圖2（a）所示，在斷開R3后回路中只有電流I′，設其參考

方向如圖中虛線所示。

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

計算等效電阻R0，由圖2（b）可見，電阻R1和R2并聯。

R0 =

R1R22?2? Ω = 1Ω

R1?R22?2(a)

(b)

(c)

工

圖2

例題附圖

流過電阻R3的電流可以利用歐姆定律求得，如圖2（c）所示。

I3=

USO9?A?3A

R0?R31?

2四、鞏 固

1、課堂練習

如圖3所示電路中，已知R1= R2 =10Ω，R3 =6Ω，US1 =12V，US2 =10V，試用戴維南定理求電阻R3中的電流。I3 { 答案: I3 =1A }

圖3

2、小結

①

應用戴維南定理解題步驟：

（1）斷開待求支路，將電路分為待求支路和有源二端網絡兩部分。；（2）求解有源二端網絡的開路電壓USO；

（4）用USO和R0串聯組成戴維南等效電路，接入待求支路，利用全電路歐姆定律求出待求支路中電流

或電壓。

②

應用戴維南定理注意事項：

1、該定理中將待求支路以外的所有支路均看成是內電路，必須是線性電路，而待求支路是外電 路，可以是非線性電路。

2、應用戴維南定理解題的關鍵是求等效電路中的USO和R0。（3）將有源二端網絡中理想電壓源短路，理想電流源開路，求出所得的無源二端網絡的入端等效電阻R0；

五、作 業

1、教材P27

T32

2、[2006年湖南省對口升學考試機電類專業綜合試題]

供學有余力學生選做 如圖4所示電路中，已知US1=15V，US2=4V，US3=13V，R1=R2=R3=R4=1Ω，R5=9Ω，（1）當開關S斷開時，問R5上的電流I5和電壓U5是多少？

（2）當開關S閉合時，試用戴維南定理計算I5的值。

圖 4

第二篇：戴維南定理教案

《戴維南定理》教案

天津職業技術師范大學

自師1001班

霍瑞朋

22號

戴 維 南 定 理

(《電路》第五版 第三章第四節)

教學目標：知識目標：a.掌握戴維南定理的內容；b.掌握用戴維南定理求解某一條支路的步驟，并能熟練應用到實際電路中。

能力目標：通過戴維南定理的教學，培養學生觀察、猜想、歸納問題的能力，分析電路的能力，調動學生探求新知的積極性。

教學內容及重點、難點分析： 內容：1．掌握戴維寧定理的內容。2．能正確運用戴維寧定理進行解題。

重點：戴維南定理的內容；用戴維南定理求解某一條支路電流的方法。難點分析：正確理解開路電壓和入端電阻概念的意義，是掌握戴維南定理的關鍵。

教學對象分析：在前面幾節課的學習中，已經具備了一定的電路分析能力，對電源的概念有了較深入的理解。能夠比較順利接受本節內容。

教學策略及教法設計：啟發式教學、形象直觀式教學。為了充分調動學生學習此內容的積極性，使學生變被動為主動的愉快的學習，要正確處理好主導與主體的關系，啟發式教學始終貫穿于始終，通過師生間的一系列雙邊活動，如提問與回答，講授與思考，口述與板書等，從復習舊課，到提出問題，由舊到新，由淺入深，循序漸進，將學生的學習積極性充分調動起來，充分發揮學生的主體作用，讓他們在愉快的氛圍中接受知識和技能。

教學媒體和資源應用：多媒體和板書 教學過程設計與分析：

提問：如圖電路，求解各條支路電流有哪些方法？

學生回答：支路電流法、回路電流法節點電壓法、疊加原理。

設 計 意 圖（1）所畫電路圖在前面所學內容中多次出現，是復雜電路中最基本的電路，學生較熟悉。

（2）通過提問，為如何求解某一條支路的電流打下埋伏。

由以上復習，我們知道，求解復雜電路中各條支路電流的方法很多，但若只要求解某一條支路的電流時，用以上方法就顯得很復雜，那用什么方法求解比較簡單呢？從而引出本節課學習內容：戴維南定理。

板書：3.4 戴維南定理 講授新課

首先解釋一下名詞概念：二端網絡、有源二端網絡、無源二端網絡。指出上圖1中將R3去掉后就是一個有源二端網絡

如圖2,緊接著提出問 題：這樣一個內部較復雜的有源二 端網絡可否簡化？

板書：一.內容：對外電路來講，任何一個線性有源二端網絡都可以用一個等效電源來代替，該電源的電動勢E0等于二端網絡的開路電壓U0，內阻r0等于該網絡的入端電阻Rr（即網絡中各電動勢短接時，兩出線端間的等效電阻）。設計意圖

定理引出的處理，既體現了“不僅要給學生知識，而且還要揭示獲取知識的思維過程”，包括“知識的形成發展過程，解題思路的探索過程，解題方法和規律的概括過程。”的教學要求，又適當拓寬了知識面，此處通過設疑，啟發學生分析思考，進而讓通過對演示實驗的觀察和分析，激發他們獲取知識的迫切性。一環套一環，結構緊密。

幫助同學們理解開路電壓和入端電阻的含義。求等效電路

戴維南定理告訴了我們求等效電源的電動勢和內阻的方法，即求網絡的開路電壓和入端電阻，這是掌握戴維南定理的關鍵。板書：二．求網絡的開路電壓和入端電阻：

求開路電壓可以用我們第二章中學過的求任意兩點間電壓的方法，即任意兩點間的電壓等于這兩點間各小段電壓的代數和。

求入端電阻即將網絡中各電動勢短接后網絡變成無源二端網絡，然后利用串、并聯方法求兩端點間的等效電阻。

那么，用戴維南定理如何求復雜電路中某一條支路的電流呢？下面我們通過例題來概括一下求解步驟：例題：在圖3中如何求R3支路的電流。

因為求網絡的開路電壓和入端電阻，是掌握戴維南定理的關鍵，所以在這兒討論一下求解方法，邊復習，邊鞏固，注意教材內在的聯系，讓學生溫故而知新，使他們熟悉求網絡的開路電壓和入端電阻的方法。

板書：三.求解步驟：

(1)將電路分成待求支路和有源二端網絡兩部分，(2)把待求支路斷開,求有源二端網絡的開路電壓U0和入端電阻Rr.(3)畫出有源二端網絡的等效電路，E0= U0,r0= Rr.然后在等效電路兩端接入待求支路，如圖4,求出待求支路的電流。必須注意：代替有源二端網絡的電源的極性應與開路電壓U0一致，若U0為負值，則電動勢的方向與圖中相反。以上計算出來的E0、r0數值與演示實驗中等效電源所選數值一致，而且電流的大小和電流表的讀數也一樣，這也驗證了戴維南定理的正確性。這里通過具體電路來概述用定理求某一條支路電流的方法，是定理的簡單應用，所以用師生共同探討的形式，在教師的引導下由學生概括出求解步驟，教與學互相交融，相得益彰。

鞏固與練習

.求下圖所示有源二端網絡的開路電壓和入端電阻，并畫出等效電源圖。

練習2.書例，在討論時注意步驟分明、條理清楚、重點突出。圍繞所學內容讓學生總結：本節課學了哪些內容？

1.戴維南定理的內容。強調線性有源二端網絡，求開路電壓和入端電阻的方法。

2.戴維南定理的實際應用。

3.定理的說明中要用到的教學方法：觀察、猜想、分析和歸納等。布置作業

1.完成習題P.45.1，3 2.預習下節課內容 板書設計

一.內容： 例題:電路圖

二.求網絡的開路電壓和求入端電阻： 例一講解

三.用定理求某一條支路電流的步驟： 練習題講解

第三篇：實驗三 戴維南定理的驗證

實驗三 戴維南定理的驗證

一、實驗目的1.驗證戴維南定理。

2.加深對等效電路概念的理解。

3.掌握測量有源二端網絡等效電路參數的方法。

二、實驗原理與說明

由戴維南定理可知：任何一個線性含源二端網絡Ns，對外電路來說，可以用一個電壓源和電阻的串聯組合來等效，此電壓源的電壓等于該網絡Ns的開路電壓uoc，而電阻等于該網絡中所有的獨立電源置零后的輸入電阻Req。如圖4-1所示。

R

u+-

（a）(b)圖4-

1上述的有源二端網絡與含源支路完全等效是指它們的外部特性完全相同，即有源二

端網絡Ns在端口1-1’處與含源支路在1-1’處，都接入同樣大小負載，則流過負載的電流完全相等。

由含源支路的外部特性不難得出有源二端網絡的外部特性：u=uoc－Req×i,其伏安特性曲線如圖4-2所示。由此可見，只要測出有源二端網絡Ns在端口1-1’處的開路電壓uoc和短路電流isc，即可得出戴維南等效電阻：Req =

uoc

。但是一些有源二端網絡是不isc

充許短路的，測量短路電流會損壞電路內部元件，因此可以間接地進行測定。

uuoc

isc

i

圖4-

2首先測出有源二端網絡Ns在端口1-1’處的開路電路電壓uoc，然后接上一個已知負載電阻RL，測出uL及i，如圖4-3所示，則

Req?

uoc?uLuoc?uLu

??(oc?1)?RL

LiuLRL

Ru+-L

圖4-

3求戴維南等效電阻還可以用下面的方法。首先把有源二端網絡Ns變成無源二端網絡No，即將有源二端網絡中的獨立電源去掉（電壓源用短路線代替，電流源開路）。然后在無源二端網絡No端口1-1’處施加已知電壓u并測出電流i，如圖4-4所示。

+oc-

圖4-

4三、實驗內容與方法

1.按圖4-5聯接電路，us接直流穩壓電源。經實驗指導教師檢查后，接通電源。調節電源

電壓粗、細調旋鈕，使us的電源電壓為15V。

2.首先測量開路電壓uoc。然后在電路的1-1’端接入表4-1中所給出的電阻，并測量所對應的電壓和電流，并記入表4-1中

+us-L

圖4-

53.按圖4-6聯接電路。即將有源二端網絡變成無源二端網絡后，在其1-1’端加電壓15V（在1-1’端接直流穩壓電源），測出電流I，計算Req(=

U)。I

oc-

1'

圖4-6

4.根據表4-1測量數據計算Req

5.根據上面所得的戴維南等效電路參數，組成等效電路，如圖4-7所示。Uoc接直流穩壓

電源，Req用可變電阻或相近似的標準電阻，Req數值以uoc/isc為準。重復步驟2，將所測數據記入表4-2中，并與表4-1的數據對照驗證戴維南等效定理。

Ru+-

圖4-7

四、注意事項

1.在實驗前，應根據電路預先估算所要測量電壓，電流的方向和最大值，以正確聯接測量

儀表，選擇測量儀表的量程。

2.在實驗步驟3中，應將原電路中的電壓源us去掉后，再用短路線來替換。切不可直接用

短路線聯接電源兩端，以免損壞設備。

3.考慮到電表內阻的影響，在實驗步驟1，5中，電表接法應一致。

五、實驗報告

1.列出所有測量和計算的數據

2.畫出原網絡端點的伏安特性曲線和戴維南等效電路端點的伏安特性曲線。3.說明戴維南定理的驗證情況。

六、實驗設備

1.通用電工實驗室設備1臺 2.萬用表1塊 3.直流電流表1塊 4.電阻元件

5.可變電阻器 10K1只 6.單擲開關2只 7.聯接導線若干

第四篇：戴維南定理的實驗驗證報告

戴維南定理

學號：姓名：成績：

一 實驗原理及思路

一個含獨立源，線性電阻和受控源的二端網絡，其對外作用可以用一個電壓源串聯電阻的等效電源代替，其等效電壓源的電壓等于該二端網絡的開路電壓，其等效內阻是將該二端網絡中所有的獨立源都置為零后從從外端口看進去的等效電阻。這一定理稱為戴維南定理。

本實驗采用如下所示的實驗電路圖a

50%

等效后的電路圖如下b所示

50%

測它們等效前后的外特性，然后驗證等效前后對電路的影響。

二實驗內容及結果

⒈計算等效電壓和電阻

計算等效電壓：?R1

R3?R11

R33,?電橋平衡。Uoc=R1

R1?R3=2.6087V。

計算等效電阻：R=

??

?R2?

11?

??

R1R3?

?

?????

?

??

?R22?

11?

??

R11R33?

?

?????

=250.355

⒉用Multisim軟件測量等效電壓和等效電阻 測量等效電阻是將V1短路,開關斷開如下圖所示

Ro=250.335

測量等效電壓是將滑動變阻器短路如下圖

50%

Uo=2.609V

⒊用Multisim仿真驗證戴維南定理 仿真數據

原電路數據

8765

電流/mA

432

10-1電壓/V

通過OriginPro 軟件進行繪圖，兩條線基本一致。

電流/mA

電壓/V

由上面的數據及圖線得知等效前后不影響電路的外特性，即驗證了戴維南定理。

三 結論及分析

本實驗，驗證了戴維南定理即等效前后的電路的外特性不改變。進行板上實驗時，存在一定的誤差，而使電路線性圖不是非常吻合。可能是儀器的誤差，數據不能調的太準確，也可能是內接和外接都有誤差。

本實驗最大的收獲是學會用一些仿真軟件，去準確的評估實際操作中的誤差。

改進的地方是進行測量時取值不能范圍太窄，要多次反復測量以防實驗發生錯誤。

第五篇：如何做好戴維南定理的教學設計

摘要：該文針對我國高校電子類專業必修的基礎課“電路分析基礎”課程戴維南定理的講授，從教學目標、教學方法、教學過程等方面對戴維南定理的教學過程做了全面的教學設計，以期學生能夠更牢固扎實地掌握該定理，并能熟練應用戴維南定理分析復雜電路。

關鍵詞：戴維南定理、教學設計、教學方法、教學目標

中圖分類號：g613 文獻標識碼：a 文章編號：1009-3044（2016）15-0149-02

在“電路分析基礎”的教學過程中，大多學生認為“戴維南定理”抽象、難懂，不容易理解，不容易掌握。但該定理又是電路分析中非常重要的定理之一，是簡化復雜電路的重要方法，非常適用于求復雜電路中某一支路中電流、電壓或功率的情況，是計算和分析復雜電路的法寶。因此，如何做好戴維南定理的教學設計，使學生扎實掌握該定理，并能夠熟練應用顯得尤為重要。戴維南定理的內容簡介

戴維南定理是由法國電氣工程師戴維南于1883 年提出的，其具體內容是：一個線性有源二端網絡，對于外部電路而言，可以用一個電壓源和一個電阻的串聯等效代替，此電壓源的電壓等于該二端網絡的開路電壓，電阻等于該二端網絡的全部獨立電源置零后的輸入電阻。

戴維南定理的教學目標和教學重點

戴維南定理的教學目標包括知識目標和能力目標兩個方面。知識目標有以下四點：一是了解二端網絡、有源網絡、線性網絡、線性有源二端網絡的概念；二是理解戴維南定理的內涵及其實質；三是掌握線性有源二端網絡開路電壓、入端等效電阻的計算方法；四是能夠應用戴維南定理分析、計算復雜電路。能力目標有兩點：一是培養學生分析復雜電路時，利用戴維南定理化簡電路的能力；二是通過戴維南定理仿真實驗，引出multisim仿真軟件，培養學生利用工具軟件驗證計算結果正確與否的能力。

教學重點有兩點：一是戴維南定理的內容及其應用；二是應用戴維南定理如何將復雜線性有源二端網絡簡化成一個電壓源和一個電阻串聯的形式。教學難點主要有三點。一是戴維南定理的引出；二是含有受控源的線性有源二端網絡的開路電壓和輸入電阻的計算；三是如何使學生熟練掌握利用戴維南定理進行解題的方法和步驟。

戴維南定理的教學方法

在戴維南定理的教學過程中，可以采用以下三種方法進行教學：一是啟發式教學法。在講述戴維南定理之前，通過例題引導學生思考復雜電路的簡化問題，在此基礎上引出戴維南定理，加深學生對戴維南定理實質的理解和掌握；二是實驗演示法。通過仿真實驗，既有利于培養學生的動手能力，又有利于培養學生運用所學知識分析和判斷實驗結果正確與否的能力；三是快速記憶法。針對如何使學生更輕松的理解并利用戴維南定理，本次教學活動設計了教師自編的順口溜，利用這種方式便于學生快速理解、記憶、運用戴維南定理。

戴維南定理的教學過程設計

戴維南定理的教學過程設計可分為以下5個步驟進行。

4.1 復習提問與引入新課

在講述戴維南定理之前，先通過一道例題，提出求解電路中某一條支路上電流的方法有哪些。通過多媒體課件，帶領學生快速復習網孔電流法、節點電壓法的求解步驟和方法，并分析它們在求解復雜電路中某條支路上電流時的不足。最后，以假設的方式，引出戴維南定理。

4.2 定理講述及求解方法

戴維南定理的內容是，對于任何一個線性有源二端網絡（含獨立電源、線性電阻和線性受控源），對外電路而言，均可以用一個電壓源和電阻串聯的形式來等效替換。電壓源的電壓等于外電路斷開時端口處的開路電壓；電阻等于二端網絡中全部獨立電源置零后的入端等效電阻。上述“電壓源和電阻的串聯組合”稱為戴維南等效電路。

從戴維南定理的內容，可以看出要想畫出戴維南等效電路，就必須求出開路電壓和入端等效電阻這兩個量。開路電壓即斷口兩端斷開時的電壓，其求解方法很多，網孔電流法、節點電壓法、疊加定理等都可以使用。在求解入端等效電阻時首先將電路中所有獨立源置零（電壓源短路、電流源開路）。然后分兩種情況：一是對于不含受控源的電路，可以直接用電阻串、并聯關系和―y轉換得到；二是對于含有受控源的電路，可以用端口加電壓求電流，或端口加電流求電壓的方法，最后求得其比值，即等效電阻。

4.3 例題分析與講解

電路如圖1所示，求： rx分別為1.2歐、5.2歐時的電流i。

首先，我們來分析斷開待求支路后的電路網絡是否為線性有源二端網絡。把rx所在的支路拉出來后的電路圖2所示，網絡中只包括電阻和電壓源，因此是線性有源二端網，可以利用戴維南定理，將其等效成圖3所示電路。

求解可分三步進行：第一步斷開待求支路，求開路電壓（圖4）。uoc = u1+ u2 =-104/（4+6）+10 6/（4+6）=-4+6=2v。第二步求入端等效電阻（圖5）。ri=4//6+6//4=4.8。第三步畫出戴維南等效電路，接上待求支路，求出待求量（圖6）。rx =1.2時，i= uoc /（ri+ rx）=0.333a =333ma；rx =5.2時，i= uoc /（ri+ rx）=0.2a=200ma。

4.4 通過實驗驗證計算結果

通過multisim軟件進行仿真實驗，借助安培表，可測得rx所在支路的電流。通過測量得出，當rx=1.2時，電流表的讀數如圖7所示；當rx=5.2時，電流表的讀數如圖8所示。可見與采用戴維南等效求解電路時的計算結果一致。

4.5 自編順口溜加強理解和記憶

利用順口溜的方法可以幫助學生快速理解、記憶、運用戴維南定理。

要想利用戴維南，記住電阻電壓源；

線性有源二端網，對外等效串這兩。

斷開待求支路點，可得開路電壓源。

獨立電源來置零，求解電阻就可行。

網絡若含受控源，就在端口解謎團；

可以加流求電壓，也可加壓求電流；

電壓電流來相除，等效電阻就有數。

戴維南定理是簡化復雜電路的重要方法，特別適用于求復雜電路某一支路中電流的情況。同時，該定理也會在后續其它專業基礎課及專業課中經常用到。因此做好給定理的教學設計，有助于學生牢固掌握戴維南定理及其解題方法，也可以培養學生的實際動手能力和實驗探究能力。