实验四-戴维南定理的multisim验证实验.doc

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1、实验四戴维宁定理的验证实验一、实验目的1、通过实验验证戴维宁定理。2、加深对等效电路概念的理解。二、实验原理戴维宁定理：在任何一个线性有源电路中,如果只研究其中一个支路电压、电流时，可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络如图4-1(a)所示。任何有源二端网络对外的作（a）（b）图4-1有源二端网络等效电路用可用一个为Ues的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替见图4-1(b)。等效电源的理想电压源Ues就是有源二端网络的开路电压UOC，即将负载断开后a、b两端之间的电压。等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去(将各个理想电

2、压源短路，即其电压为零；将各个理想电流源开路，其电流为零)后所得到的无源网络的内阻。这个定理称为戴维宁定理。三、实验内容及步骤如图4-2所示，端子a，b左侧部分为一个有源二端网络，RL是外部负载。依据戴维宁定理，测得a，b两端的开路电压UOC和等效内阻R0以后将数据代入图4-1（b）内，如果两个电路在负载RL上产生的电流I相等，即可验证戴维宁定理。本次实验中，负载RL以可变电阻代替，可以通过测量多组数据验证定理的正确性。图4-2戴维宁定理验证电路图实验步骤如下：(1)打开multisim软件，选中主菜单View选项中的Showgrid，使得绘

3、图区域中出现均匀的网格线，并将绘图尺寸调节到最佳。(2)在PlaceSources元器件库中调出1个Ground（接地点）和1个Battery（直流电压源）器件，从PlaceBasic元器件库中调出5个Resistor（电阻）、1个Potentiometer（可变电阻）、5个Switch（开关）器件，从Indicators元器件库中调出1个Voltmeter（电压表）、1个Ammeter（电流表）器件，最后从Instruments元器件库中调出1个Multimeter（多用表）器件，按图4-3所示排列好。(3)将各元器件的标号、参数值亦改变成

4、与图4-3所示一致。(1)将所有的元器件通过连线连接起来。注意：电压源、电压表的正负极性。(2)检查电路有无错误。(3)对该绘图文件进行保存，注意文件的扩展名（.sm10）要保留。(4)利用控制键A使得开关S1、S2将电源US接入外电路，利用控制键B使得电流表、电压表接入电路，利用控制键C使得开关S5将可变电阻隔离在电路外，然后按下multisim界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。(5)按下multisim界面右上方按纽“0”停止仿真，读取电压表U1的读数，将该读数记录下来即为二端网络的开路电压UOC（也即是Ues）并填到表4-1的相

5、应表格中。(6)利用控制键A使得开关S1、S2将电源US隔离在电路外，利用控制键B使得电流表、电压表也隔离在电路外，这样多用表即可接入电路，此时再按下multisim界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。(7)按下multisim界面右上方按纽“0”停止仿真，读取多用表的读数，将该读数记录下来即为二端网络的无源等效内阻R0并填到表4-1的相应表格中。(8)调节可变电阻使得其阻值为0，利用控制键A使得开关S1、S2将电源US接入外电路，利用控制键B使得电流表、电压表接入电路，利用控制键C使得开关S5将可变电阻也接入电路中，然后按下multi

6、sim界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。(9)按下multisim界面右上方按纽“0”停止仿真，读取电压表U1和电流表I1的读数，将该读数记录到表4-1的相应表格中。(10)改变可变电阻的阻值分别为200Ω、500Ω、1KΩ、1.5KΩ、2KΩ，重复步骤（11）、（12），并分别记录电压表和电流表的读数到表4-1的相应位置处。(11)在PlaceSources元器件库中调出1个Ground（接地点）和1个Battery（直流电压源）器件，从PlaceBasic元器件库中调出1个Resistor（电阻）、1个Potentiometer（

7、可变电阻）器件，从Indicators元器件库中调出1个Voltmeter（电压表）、1个Ammeter（电流表）器件，按图4-1（b）排列好。(12)将电源电压值改变成步骤（8）中所测得的Ues的值，将电阻的阻值改变成步骤（10）中所测得的R0的值，同理将可变电阻充当的负载RL分别调节成0Ω、200Ω、500Ω、1KΩ、1.5KΩ、2KΩ、∞的阻值，通过仿真，将这些情况下电压表和电流表的读数分别记录下来填入表格4-1中。(13)实验完成后，将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置，并结合实验数据完成实验报告的撰写。图4-3戴维宁定理验证实验电

8、路图表4-1戴维宁定理验证实验测量数据表负载电阻RL(Ω)02005001K1.5K2K∞第一次负载电流I(mA)4.0393.7053.2962.7842.410