第一篇：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(wǎng)絡，其對外作用可以用一個電壓源串聯(lián)電阻的等效電源代替，其等效電壓源的電壓等于該二端網(wǎng)絡的開路電壓，其等效內阻是將該二端網(wǎng)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(shù)據(jù)

原電路數(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)生錯誤。

第二篇：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(wǎng)絡等效電路參數(shù)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(wǎng)絡Ns，對外電路來說，可以用一個電壓源和電阻的串聯(lián)組合來等效，此電壓源的電壓等于該網(wǎng)絡Ns的開路電壓uoc，而電阻等于該網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡Ns變成無源二端網(wǎng)絡No，即將有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(lián)接電路，us接直流穩(wěn)壓電源。經(jīng)實驗指導教師檢查后，接通電源。調節(jié)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(lián)接電路。即將有源二端網(wǎng)絡變成無源二端網(wǎng)絡后，在其1-1’端加電壓15V（在1-1’端接直流穩(wěn)壓電源），測出電流I，計算Req(=

U)。I

oc-

1'

圖4-6

4.根據(jù)表4-1測量數(shù)據(jù)計算Req

5.根據(jù)上面所得的戴維南等效電路參數(shù)，組成等效電路，如圖4-7所示。Uoc接直流穩(wěn)壓

電源，Req用可變電阻或相近似的標準電阻，Req數(shù)值以uoc/isc為準。重復步驟2，將所測數(shù)據(jù)記入表4-2中，并與表4-1的數(shù)據(jù)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(jù)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(lián)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(lián)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(shù)據(jù)

2.畫出原網(wǎng)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(lián)接導線若干

第三篇：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(wǎng)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(fā)式引導、多媒體課件?！窘虒W過程】

一、復習

1、基爾霍夫電壓定律。

2、電阻串、并聯(lián)的計算。

二、引入新課

在電路分析與計算過程中，有一種經(jīng)常出現(xiàn)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(wǎng)絡：一般來說是具有兩個接線端的部分電路。2．無源二端網(wǎng)絡：內部不含電源的二端網(wǎng)絡。3．有源二端網(wǎng)絡：內部含有電源的二端網(wǎng)絡。

（二）戴維南定理

1、內容

任何一個線性有源二端網(wǎng)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(wǎng)絡的開路電壓，電阻R0等于該有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(lián)。

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(wǎng)絡兩部分。；（2）求解有源二端網(wǎng)絡的開路電壓USO；

（4）用USO和R0串聯(lián)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(wǎng)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(wǎng)絡的入端等效電阻R0；

五、作 業(yè)

1、教材P27

T32

2、[2006年湖南省對口升學考試機電類專業(yè)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

第四篇：戴維南定理教案

《戴維南定理》教案

天津職業(yè)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(jié))

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(yǎng)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(jié)課的學習中，已經(jīng)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(jié)內容。

教學策略及教法設計：啟發(fā)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(fā)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(fā)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(jié)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(xiàn)，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(jié)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(wǎng)絡、有源二端網(wǎng)絡、無源二端網(wǎng)絡。指出上圖1中將R3去掉后就是一個有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡的開路電壓U0，內阻r0等于該網(wǎng)絡的入端電阻Rr（即網(wǎng)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(xiàn)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(fā)展過程，解題思路的探索過程，解題方法和規(guī)律的概括過程?！钡慕虒W要求，又適當拓寬了知識面，此處通過設疑，啟發(fā)學生分析思考，進而讓通過對演示實驗的觀察和分析，激發(fā)他們獲取知識的迫切性。一環(huán)套一環(huán)，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(wǎng)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(wǎng)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(shù)和。

求入端電阻即將網(wǎng)絡中各電動勢短接后網(wǎng)絡變成無源二端網(wǎng)絡，然后利用串、并聯(lián)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(wǎng)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(lián)系，讓學生溫故而知新，使他們熟悉求網(wǎng)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(wǎng)絡兩部分，(2)把待求支路斷開,求有源二端網(wǎng)絡的開路電壓U0和入端電阻Rr.(3)畫出有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(shù)值與演示實驗中等效電源所選數(shù)值一致，而且電流的大小和電流表的讀數(shù)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(wǎng)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(jié)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(wǎng)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(yè)

1.完成習題P.45.1，3 2.預習下節(jié)課內容 板書設計

一.內容： 例題:電路圖

二.求網(wǎng)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(yè)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(wǎng)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(lián)等效代替，此電壓源的電壓等于該二端網(wǎng)絡的開路電壓，電阻等于該二端網(wǎng)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(wǎng)絡、有源網(wǎng)絡、線性網(wǎng)絡、線性有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(wǎng)絡簡化成一個電壓源和一個電阻串聯(lián)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(wǎng)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(fā)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(yǎng)學生的動手能力，又有利于培養(yǎng)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(wǎng)孔電流法、節(jié)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(wǎng)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(lián)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(wǎng)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(lián)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(wǎng)孔電流法、節(jié)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(lián)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(wǎng)絡是否為線性有源二端網(wǎng)絡。把rx所在的支路拉出來后的電路圖2所示，網(wǎng)絡中只包括電阻和電壓源，因此是線性有源二端網(wǎng)，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(shù)如圖7所示；當rx=5.2時，電流表的讀數(shù)如圖8所示?？梢娕c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(wǎng)，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(wǎng)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(shù)。

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(xù)其它專業(yè)基礎課及專業(yè)課中經(jīng)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(yǎng)學生的實際動手能力和實驗探究能力。