安徽工业大学 计算机学院 实验指导书
3. 实验2.3 戴维南定理和诺顿定理的应用
一、实验目的
(1) 掌握戴维南定理和诺顿定理。
(2) 会用戴维南定理和诺顿定理分析含有受控源的电路。 (3) 理解电路分解和等效的概念。 二、 实验原理与实验步骤 1. 关于电路的分解及等效
对于实际网络的分析，一个重要的分析手段就是网络的分解，对于分解之后的网络 的研究就需要对等效的概念有一个充分的理解和认识。对于两个单口网络，如果它们端口的电压电流关系完全相同，则两个网络就是等效的。那么等效的对象到底是什么呢? 通过实验，我们可以对它有一个比较清晰的认识。
实验电路如图2-4所示。
（1）图2-4中(a)、(b)两个电路从ab端口向左看两个单口网络N和N1是等效的，在两个电路中分别接上一个1kΩ的负载电阻。
(2) 改变电阻阻值，观察两个电路的电压变化，将结果记录在表2-4中。
表2-4 实验2.3结果记录表(一)
2*2/(2+2)=1 KΩ , Req=1*1/(1+1)=0.5 KΩ
实验 图2-4 单口网络等效
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2．戴维南等效电路及诺顿等效电路
戴维南和诺顿等效电路是含源单口网络的两种最简单的单口网络等效模型，在电路分析的很多应用中都要用到它们的概念。下面我们通过实验的方法来找到网络的这两种等效模型。
实验电路如图2-5所示。
(1) 分别按图2-5所示完成电路连接。
(2)测量单口网络的开路电压、短路电流以及等效电阻，设计表格记录测量数据o
3. 含受控源电路的等效分析【选做】 实验电路如图2-6所示。
(a)测开口电压，（b）测短路电流，（c）测内阻R0
实验 图2-5 实验电路图
实验 图2-6含受控源电路等效分析
三、实验要求
（1）改变实验电路中元件的参数，并进行测试，写出测量结果。
（2）设计一个电路，应用戴维南定理和诺顿定理进行分析，先进行理论计算，再用Multisim软件进行测试，写出测试结果。
(3) 总结应用戴维南定理和诺顿定理分析电路的步骤。
【选做 实验 】2.4 应用叠加定理分析电路 一、实验目的
(1) 熟练掌握Multisim常用仪表的使用。
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(2) 掌握叠加定理。
(3) 会用叠加定理分析含有受控源的电路。 二、实验原理与实验步骤 1. 简单线性电路分析
当线性电路中有多个独立源共同作用时所产生的电路输出等于每一个独立源单独作用于电路所产生的输出之和。这是对线性电路叠加定理的描述，但在使用叠加定理时往往有学生学生产生这样或那样的疑惑，通过实验我们来加深对线性电路特性及叠加定理的认识。 (1) 按图2-7连好电路。
（b）电流源作用时，（c）电压源作用时
图2-7 叠加定理实验电路
(2) 按表2-5改变电路参数，测量电路输出并记录实验结果。
表2-5 实验2.4 结果记录表(一)
2. 含受控源电路分析【选做】 实验电路如图2-8所示。
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实验 图2.-8 含受控源电路
三、实验要求
(1) 改变实验电路中元件的参数，并进行测试，写出测量结果。
(2) 设计一个含有受控源的电路，应用叠加定理进行分析，写出测量结果，并与理论 计算进行比较。
(3) 总结应用叠加定理分析电路的步骤。
4. 实验3.1 一阶动态电路分析
一、 实验目的
1、熟悉电子工作平台（Multisim）软件的使用。 2、掌握一阶动态电路的分析、计算和测量； 3、了解动态元件的充放电过程，观察输出波形。 4、熟悉Multisim中示波器的调整及测量方法。 二、 预习要求
1、熟悉电子工作平台（Multisim）软件的使用。 2、一阶动态电路的分析、计算和测量。
参照试验指导书中内容，熟悉一阶动态电路的分析、计算和测量。 三、 电路和内容
一阶动态电路如图3-1所示，用示波器观察其零输入响应和零状态响应的曲线，并测出时间常数τ。
图3-1
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四、 电路基本原理
在电路图3-1中（元件物理量见图3-1），当开关置于下边触点（接地）一段时间，电路已经处于稳态，此时的电容上端的电压Uc=0V 。此时将开关由下边拨到上边触点（接10V直流电源），电容两端电压不会发生跃变，电容从电压为0V开始进行充电过程。电路经过一段瞬态过程后，电路又处于稳定状态，此时电容上端的电压Uc=10V 。再次将开关由上边拨到下边触点，电容两端电压不会发生跃变，电容从电压为10V开始进行放电过程。电路经过一段瞬态过程后，电路又处于稳定状态，此时电容上端的电压Uc=0V。电容充放电过程既对应于电路的零状态响应和零输入响应，如图3-2 a,b所示。
图3-2
电路时间常数的计算如下：
由图3-2 a，根据一阶微分方程的求解得知：
?tRC?t?Uc=E(1-e)=E(1-e)
当t=τ= R×C时，Uc= E(1-e)≈0.632 E=6.32V 由图3-2 b，根据一阶微分方程的求解得知：
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?t??tRCUc=Ee=Ee
当t=τ= R×C时，Uc= Ee≈0.368 E=3.68V
五、 操作
1. 按实验内容连接好测试电路如图3-1所示。开关K的操作相当于键盘中的空格键(也可以设置为其它的键值)，当按下空格键键时，即可拨动开关。
激活电路（打开启动按钮），操作开关K，可通过示波器观察到电路的过渡过程（电压波形）如图3-3和3-4所示(示波器刻度参数见图3-3、3-4)。将游标1置于充电（或放电）的起点，游标2置于电压（图中的y2）为6.32V（对于充电过程）和3.68V（对于放电过程），则游标1和2之间的时间间隔即为时间常数τ（在图3-3、3-4中为T2-T1）。
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