实验二戴维宁定理仿真.docx

直流电路的戴维宁定理仿真
一、仿真目的
1、通过测量有源二端网络的的开路电压和短路电流，验证戴维宁定理的正确性；
2、验证含有独立源和受控源的二端网络等效参数的计算方法的正确性；
二、理论分析
（ 1）理论分析
1． 一个含独立电源、线性电阻的一端口，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的
串联组合等效变换， 此电压源的电压等于一端口的开路电压
uoc ，电阻等于一端口内
的全部独立电源置零后的等效电阻 Re q 。
2． 对等效电阻的求法：开路短路法，求出开路电压
uoc ，短路电流 isc ，则等效电阻为：
Re q
uoc
。
isc
（ 2）实例
试分析图 1 示直流电阻电路 a、b 端的戴维宁等效电路，
a
a
6Ω 4Ω
Req
6Ω
15V 2Ω
-
b
b
图 1（原理图）
开路电压为：有节点电压法可得：
7 U1
1 UOC
15
12
4
6
U OC
4V
1U1
3UOC
1U1
联立两式解得：
4
4
4
I SC
15
A A
7
短路电流为：有节点电压法和基尔霍夫电流定律得：
所以所求电路二端口戴维宁等效电阻为：
U OC
Req
I SC
三、仿真分析
根据原理图，连接仿真电路如图 2 和图 3 所示。
图 2（仿真图测量开路电压 U OC ）
图 3（仿真图测量短路电流 I SC ）
通过仿真测出的开路电压和短路电流值分别为：
U OC 4V ; I SC A
Re q
U OC

I SC
由此得到的戴维宁等效电阻为：
四、结果与误差分析
1、仿真结果与理论结果完全相同，验证了戴维宁定理的正确性；
2、理论计算结果与仿真测量结果没有误差。分析原因：
1）理论计算是理想状态的分析结果，没有干扰电阻，仿真实验是比较接近实际情况，因
为电压表和电流表都有内阻存在， 会对测量产生一定的影响， 但是因为在本次试验中电流变电阻非常小、 电压表电阻非常大， 对本实验产生的影响非常小， 以至于仿真实验时测量的结果与理论结果没有差别。
2）在本次仿真实验时为了防止电流表短路在电流表电路中串联了一个电阻，不过由于电阻阻值非常小，在仿真实验时产生的影响也可以忽略不计。
五、