实验二戴维宁定理仿真.doc

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，电阻等于一端口内的全部独立电源置零后的等效电阻。
2． 对等效电阻的求法：开路短路法，求出开路电压，短路电流，则等效电阻为：。
（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，

图1（原理图）
开路电压为：有节点电压法可得：
联立两式解得：
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：

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）

图3（仿真图测量短路电流）
通过仿真测出的开路电压和短路电流值分别为：

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、思考与总结
1、注意在使用MULTISIM11时要选择适当的仿真仪表量程；
2、注意仿真仪表的接线时电流表与电压表的正负，和电压源与受控源电压源的正负要正确；
3、每次要通过按下操作界面右上角的“启动/停止开关”接通电源，在启动后不能直接修改电路中的问题，若有需要修改的问题必须操作“停止开关”断开电源后，才可以修改电路中的问题。
4、在连接电路时要尽量保持规则、清晰、简洁、美观；
5、在本次试验中也遇到了一些问题，例如：在测量短路电流时，直接把电流表短路直接导致错误，无法正常运转。解决方案：在电流表电路中串联一个阻值很小的电阻，这样既解决的电流表短接的问题，也没有对仿真实验结果产生影响。
6、本次实验是第二个实验，基于在第一个仿真实验时对Visio和Multisim11.0的熟悉和理解，和对第一个实验中出现的错误与改正方案的总结，在设计本次实验有了清晰地设计与实施，避免了一些低级错误的出现，但是也出现了一些错误，还好经过检查，最终发现问题并找到合适的解决方案。由于对软件的熟悉与理解，在做本次实验时相对第一个仿真实验节约了大量时间，相信以后会在保证质量的情况下越来越快的。