戴维南定理实验报告(通用8篇)
篇1:戴维南定理实验报告
戴维南定理实验报告
一、实验目的
1、验证戴维南定理
2、测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。
二、实验原理
戴维南定理指出:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电玉等于原一端口的开路电压Uoc,其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req,见图4-1。
图4- 1 图4- 2
1、开路电压的测量方法
方法一:直接测量法。当有源二端网络的等效内阻Req与电压表的内阻Rv?相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量开路电压。
方法二:补偿法。其测量电路如图4-2所示,E为高精度的标准电压源,R为标准分压电阻箱,G为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比,c、d两端的电压随之改变,当Ucd=Uab时,流过检流计G的`电流为零,因此
Uab=Ucd =[R2/(R1+ R2)]E=KE
式中 K= R2/(R1+ R2) 为电阻箱的分压比。根据标准电压E 和分压比Κ就可求得开路电压Uab,因为电路平衡时IG= 0,不消耗电能,所以此法测量精度较高。
2、等效电阻Req的测量方法
对于已知的线性有源一端口网络,其入端等效电Req可以从原网络计算得出,也可以通过实验测出,下面介绍几种测量方法:
方法一:将有源二端网络中的独立源都去掉,在ab端外加一已知电压U,
测量一端口的总电流I总则等效电阻
Req= U/I总
实际的电压源和电流源具有一定的内阻,它并不能与电源本身分开,因此在去掉电源的同时,也把电源的内阻去掉了,无法将电源内阻保留下来,这将影响测量精度,因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。
方法二:测量ab端的开路电压Uoc及短路电流Isc则等效电阻
Req= Uoc/Isc
这种方法适用于ab端等效电阻Req较大,而短路电流不超过额定值的情形,否则有损坏电源的危险。
图4 – 3 图 4-4
方法三:两次电压测量法
测量电路如图4-3所示,第一次测量ab端的开路Uoc,第二次在ab端接一已知电阻RL(负载电阻),测量此时a、b端的负载电压U,则a、b端的等效电阻Req为:
Req =[(Uoc/ U)-1]RL
第三种方法克服了第一和第二种方法的缺点和局限性,在实际测量中常被采用。
3、戴维南等效电路法
如果用电压等于开路电压Uoc 的理想电压源与等效电阻RL相串联的电路(称为戴维南等效电路,参见图4-4)来代替原有源二端网络,则它的外特性U=f(I)应与有源二端网络的外特性完全相同。实验原理电路见图4-5b。
图 4 - 5
三、预习内容
在图4-5(a)中设E1=10V,E2=6 V,R1=R2=1 KΩ,根据戴维南定理将AB以左的电路化简为戴维南等效电路。即计算图示虚线部分的开路电压Uoc,等效内阻Req及A、B直接短路时的短路电流Isc之值,填入自拟的表格中。
四、仪器设备
1、电路分析实验箱 一台
2、直流毫安表 一只
3、数字万用表 一台
五、实验内容与步骤
1、用戴维南定理求支路电流I3,
测定有源二端网络的开路电压Uoc等效电阻Req
按图4-5(a)接线,经检查无误后,采用直接测量法测定有源二端网络的开路电压Uoc。电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻Req 。
用两种方法测定有源二端网络的等效电阻Req
A、采用原理中介绍的方法二测量:
首先利用上面测得的开路电压Uoc和预习中计算出的Req估算网络的短路电流Isc大小,在Isc之值不超过直流稳压电源电流的额定值和毫安表的最大量限的条件下,可直接测出短路电流,并将此短路电流Isc数据记入表格4- 1中。
B、采用原理中介绍的方法三测量:
接通负载电阻RL,调节电位器R4使RL = 1 KΩ,使毫安表短接,测出此时的负载端电压U并记入表格4 - 1中。
表 4 – 1
取A、B两次测量的平均值作为Req (I3的计算在实验报告中完成)
2、测定有源二端网络的外特性
调节电位器R4即改变负载电阻RL之值,在不同负载的情况下,测量相应的负载端电压和流过负载的电流,共取五个点将数据记入自拟的表格中。测量时注意,为了避免电表内阻的影响,测量电压U时,应将接在AC间的毫安表短路,测量电流I时,将电压表从A、B端拆除。若采用万用表进行测量,要特别注意换档。
3、测定戴维南等效电路的外特性。
将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压Uoc值,以此作为理想电压源,调节电位器R6,使R5十R6=Req,并保持不变。以此作为等效内阻,将两者串联起来组成戴维南等效电路。按图4-5(b)接线,经检查无误后,重复上述步骤测出负载电压和负载电流,并将数据记入自拟的表格中。
六、实验报告要求
1、应用戴维南定理,根据实验数据计算R3之路的电流I3,并与计算值进行比较。????2、在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线,并作适当分析。
篇2:戴维南定理实验报告
学号:姓名:成绩:
一 实验原理及思路
一个含独立源,线性电阻和受控源的二端网络,其对外作用可以用一个电压源串联电阻的等效电源代替,其等效电压源的电压等于该二端网络的开路电压,其等效内阻是将该二端网络中所有的独立源都置为零后从从外端口看进去的等效电阻。这一定理称为戴维南定理。
本实验采用如下所示的实验电路图a
50%
等效后的电路图如下b所示
50%
测它们等效前后的外特性,然后验证等效前后对电路的影响。
二实验内容及结果
⒈计算等效电压和电阻
计算等效电压:R1
R3R11
R33,电桥平衡。Uoc=R1
R1R3=2.6087V。
计算等效电阻:R=
R2
11
R1R3
R22
11
R11R33
=250.355
⒉用Multisim软件测量等效电压和等效电阻 测量等效电阻是将V1短路,开关断开如下图所示
Ro=250.335
测量等效电压是将滑动变阻器短路如下图
50%
Uo=2.609V
⒊用Multisim仿真验证戴维南定理 仿真数据
原电路数据
8765
电流/mA
432
10-1电压/V
通过OriginPro 软件进行绘图,两条线基本一致。
电流/mA
电压/V
由上面的数据及图线得知等效前后不影响电路的外特性,即验证了戴维南定理。
三 结论及分析
本实验,验证了戴维南定理即等效前后的电路的外特性不改变。进行板上实验时,存在一定的误差,而使电路线性图不是非常吻合。可能是仪器的误差,数据不能调的太准确,也可能是内接和外接都有误差。
本实验最大的收获是学会用一些仿真软件,去准确的评估实际操作中的误差。
篇3:戴维南定理的延伸
用戴维南定理求解含受控源电路时, 一般要求受控源与控制量必须在同一单口网络内, 即这些受控源只能受单口网络本身的有关电压或电流控制。如果受控源和控制量不在同一单口网络内, 戴维南定理就不适用。
下面通过一例题来说明戴维南定理的局限性。电路如图1, 求电流i。
(1) 用戴维南定理求解:首先断开待求支路, 从a、b两点断开, 使受控电流源2i1与其控制量i1在同一单口网络内。可求出a、b两点间的开路电压uab=45v;端口的等效电阻R=21Ω, 等效电路如图2所示。可解得所求电流i=50/23=2.17A.。
(2) 若电路从b、c两点断开, 则形成左右两个单口网络, 受控源及其控制量分别在这两个单口网络中, 戴维南定理就不能应用。这就是用戴维南定理求解含受控源电路时的局限性。
2 戴维南定理的延伸
为了克服戴维南定理的局限性, 对其进行延伸, 叙述如下:
一个含受控量在外电路的受控源的线性有源单口网络, 可以用一个电压源和一个电阻相串联的电路来等效。此电压源的电压等于单口网络的含控制量表示的端口开路电压, 串联电阻等于独立源和受控源均置零时的端口输入电阻。即可以等效为如图3所示的形式, 其中A是有独立源引起的电压分量, Bq是由受控源引起的电压分量。
对图1所示电路, 从b、c两点断开后, 可图3求出左边单口网络的端口开路电压ubco=5-20i1, 端口输入电阻Rbco=12Ω。其等效电路如图4所示, 用回路法可得
3 延伸方法的验证图4
一个含有控制量在外电路受控源的线性有源单口网络, 经过电路的等效变换总可以化简成图3所示的形式, 即一个电压源A+Bq与一个电阻R串联的形式。其中A是由独立源引起的电压分量, Bq是由受控源引起的电压分量。
下面通过另外一个例题来验证延伸方法的正确性。
例:电路如图5, 求I。
(1) 用延伸方法求解:从1、2两点断开电路, 形成左右两个单口网络, 受控源和控制量分别在两个单口网络内, 对左面用延伸方法求得端口开路电压为u12o=12-12U1, 受控源和独立源置零时的输入电阻R12O=6kΩ。原电路可等效为图6所示电路, 可解得I=-144/37=-3.89mA。
(2) 用戴维南定理求解:从a、b两点断开, 如图5所示, 则开路电压
所以uoc=-156V。等效电阻可由图7求得, 图中U为外加电压源。
原电路的等效电路如图8所示, 所以
由此可知, 在用戴维南定理时, 求等效电阻要用外加电源的办法来求, 相比之下, 用延伸法更简单一些。
4 延伸方法与戴维南定理的比较
延伸方法是对戴维南定理的引申, 它解决了应用戴维南定理时, 受控源和控制量必须在同一个单口网络内的局限, 在处理这类问题时更有效, 相比之下有以下几个特点: (1) 延伸方法要求受控源与其控制量不在同一单口网络内, 而戴维南定理要求二者必须在同一单口网络内; (2) 延伸方法中的端口开路电压为控制量的函数, 而戴维南定理中的开路电压是一个常数; (3) 延伸方法求输入电阻时, 受控源和独立源一样开路或短路, 求输入电阻比较方便, 而戴维南定理中求等效电阻时, 只有独立源置零, 而受控源必须保留, 求解等效电阻比较麻烦。
参考文献
【1】邱关源.电路 (第三版) .高等教育出版社.
篇4:戴维南定理的四大妙用
中学物理中有些问题直接用电路中的电源去求解很繁琐,如果运用戴维南定理,就可以简化某些电路的计算.
1. 运用戴维南定理求功率的极值
例1 如图1所示电路图中,当R2取值多大时,R2上消耗的功率最大?最大值为多少?
解析 实验是通过改变滑动变阻器的阻值,得到电压表和电流表的两组数据(U1、I1)和(U2、I2),然后根据闭合电路欧姆定律列出方程组
求解出E、r的.
图3电路中,电压表测量的电压是路端电压,是准确值,但是,由于电压表的电阻实际上并不是无限大,电压表有分流作用,导致电流表测量的电流不等于通过内阻r上的电流,计算时,没有考虑电压表的分流,这样做无形中就把电压表从外电路中分出来,放到电源一边去了,因此我们测出的实际上是电压表和电源组成的等效电源的电动势E′和内电阻r′,如图4所示.
例3 图5为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图,采用的是电流表外接法.若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA,试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差.
解析 按实验原理的要求,电流表和电压表的读数应分别是总电流和路端电压.从图5电路看,电流表读数的确是总电流,但由于电流表有内阻,所以电压表的读数不是路端电压,这样就造成系统误差.
根据戴维南定理,把电源和电流表看成一个新的等效电源,如图6中虚线框所示,此时电压表确实接在这个新电源的两端,读数是新电源的路端电压,而此时电流表的读数仍表示总电流.因此根据电压表和电流表的读数测得的E和r是这个新电源的电动势和内电阻.
新电源实际上是由电池和电阻RA串联而成,设电池的电动势和内电阻分别是E0和r0,应有如下对应关系
由于电流表的内电阻与电源内阻接近,测出的内电阻相对误差较大,所以,我们实际实验中不采用这种电路.
3. 运用戴维南定理求非线性元件的工作点
解析 对于电动势为E、内阻为r的电源来说,当外电路电阻R外增加时,其路端电压也增加.对于图11所示电路,我们可以把虚线框内的电路看作一个“整体”,并设框内电路为一电源,即将电阻R1和R2看作电源内阻的一部分,则该等效内阻r′等于(r+R1)和R2的并联值,而可变电阻R则为该等效电源的外电路,容易判断出R增大,则I减小,UAB增大.故正确选项应为A和D.
戴维南定理是等效思维方法的具体体现,在恒定电流中有广泛的应用,不断运用戴维南定理去求解问题,有利于激活思维,拓展思路,提高我们的解题能力.
篇5:验证戴维南定理
班
学 号:
姓
2016年 6月30日
课业报告
一、电路图
电路图
二、所需元器件及其测试
1、电阻(1M? 1K? 2.2M? 100K? 51K? 300?)
电阻
数字万用表测试
(1)表笔:红表笔应接在“v/Ω”插孔,黑表笔接“COM”插孔;
(2)档位:电阻档;
(3)量程:先色环读,再选用合适量程。
注意:
(1)在测量电阻时,应使表笔与插孔良好接触;
(2)测量电阻时绝对不能带电测量;
(3)测量电阻时,两手不能同时触碰表笔金属部分以免并入人体阻值。
2、万用表测试
三、测量结果
无
四、电路的工作原理
五、得到的结论
篇6:戴维南定理实验报告
一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。
2、进一步学会使用电压表、电流表。
二、实验原理
基本霍夫定律是电路的基本定律。
1)基本霍夫电流定律
对电路中任意节点,流入、流出该节点的代数和为零。即 ∑
I=0
2)基本霍夫电压定律
在电路中任一闭合回路,电压降的代数和为零。即 ∑U=0
三、实验设备
四、实验内容
实验线路如图2-1所示
图 2-
11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向,2、按原理的要求,分别将两路直流稳压电源接入电路。
3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+,-”两端。
4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,记录电流值于下表。
5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值,记录于下表。
五、基尔霍夫定律的计算值:
I1+I2=I3„„(1)
根据基尔霍夫定律列出方程(510+510)I1 +510 I3=6„„(2)
(1000+330)I3+510 I3=12„„(3)解得:I1 =0.00193AI2 =0.0059AI3 =0.00792A
UFA=0.98VUBA=5.99VUAD=4.04VUDE=0.98VUDC=1.98V
六、相对误差的计算:
E(I1)=(I1(测)-I1(计))/ I1(计)*100%=(2.08-1.93)/1.93=7.77%
同理可得:E(I2)=6.51%E(I3)=6.43%E(E1)=0%E(E1)=-0.08%
E(UFA)=-5.10%E(UAB)=4.17%E(UAD)=-0.50%E(UCD)=-5.58%E(UDE)=-1.02%
七、实验数据分析
根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大。
八、误差分析
产生误差的原因主要有:
(1)电阻值不恒等电路标出值,(以510Ω电阻为例,实测电阻
为515Ω)电阻误差较大。
(2)导线连接不紧密产生的接触误差。(3)仪表的基本误差。
九、实验结论
数据中绝大部分相对误差较小,基尔霍夫定律是正确的
十、实验思考题
2、实验中,若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?若用直流数字毫安表进行时,则会有什么显示呢?
篇7:戴维南定理实验报告
戴维南定理可简单地表述为:一个有源二端网络可以用一个电源来代替,该电源的电动势E0等于二端网络的开路电压Uab,其内阻R0等于有源二端网络内所有电源都不作用而仅保留内阻时两端的输入电阻Rab。
对于一个复杂电路来说,当只需求某一条支路的电流时,将该支路划开,而将剩余部分作为一个有源二端网络,求出该有源二端网络的开路电压Uab和输入电阻Rab(即E0和R0),最后根据等效电路即可求得待求支路的电流。如下图所示:
戴维南定理只适用于线性二端网络,但若外电路(待求支路)含有非线性元件,则该定理仍然适用,这是戴维南定理的适用范围。而往往在《电工基础》中我们很少遇到外电路(待求支路)是非线性元件的情形,时间长了许多同学就根本不知道戴维南定理还可以解电路中含有非线性元件的题目。而模拟电路中的二、三极管等都是非线性元件,那么相应的我们完全可以用戴维南定理来求解与之相关的题型。下面通过分析、比较、总结,就模拟电路中经常碰到的题型用戴维南定理的知识来求解之。
一、戴维南定理在二极管电路中的应用
在二极管电路中我们经常会遇到求电路中某一支路二极管的状态以及含有二极管支路的电流的题型,对这类题型当然我们可以用好多方法来求解,现在我们用戴维南定理的方法来求解之。
例:如下图,V1、V2为理想二极管,求V1、V2的状态,以及通过V1、V2支路的电流?
本题中二极管是非线性元件,但是如把它看着外电路的元件,我们完全可以利用戴维南定理求解之。根据开路电压的大小和极性先判断哪一个二极管导通哪一个二极管截止,然后将二极管支路作为外电路与戴维南等效电路相连接,最后根据闭合电路的欧姆定律即可求出所求电流。步骤如下:
a.将AB点左边作为有源二端网络,如图a;
b.求出有源二端网络的开路电压E0,如图b;
c.求出有源二端网络的输入电阻R0,如图c;
d.画出戴维南等效电路图求出电流,如图d。
由闭合回路欧姆定律得:
则开路电压E0=I·3-24=4·3-24=-12V
输入电阻
由Eo的大小和方向可知:V1截止,I1=0;V2导通,
二、戴维南定理在三极管电路中的应用
在三极管电路中我们经常遇到的题型就是判断三极管的工作状态,此类题型我们常用的方法就是假设法,然后根据假设进行相关计算,这样计算当然可以,但通常有误差,甚至有时会因误差而导致错误的结论。如果用戴维南定理来解此类题型,可以消除误差进而得到更为准确的结论。
例:如图所示,已知Vc=12V, Rc=1K, Rk=1.2K, RB=10K, RE=1K, VBB=-12V, VI=3V,β=50,问晶体管的工作状态?
解题步骤如下:
a.将A点左边作为有源二端网络;
b.求出有源二端网络的开路电压E0,如图a;
c.求出有源二端网络的输入电阻R0, 如图b;
画出戴维南等效电路图求出电流, 如图c。
由闭合回路欧姆定律得:
则开路电压E0=IRB-VBB=1.34·10-12=1.4V
从而判断三极管处于放大状态。
三、戴维南定理在放大电路中的应用
在单级低频小信号放大电路中我们经常要分析放大电路的静态工作点Q,通常我们采用的是估算法,最典型的是分压式偏置电路,如下图,我们通常认为IBQ垲I而近似认为B点断开,从而估算出,再根据VBQ=VBEQ+(1+β)IBQRE,算出IBQ以及相应的ICQ, VCEQ。其实,这一类题目我们完全可以用戴维南定理来求解。
如图:
由直流通路,从AB两端向左看进去,可以看成是二端网络,其中:
开路电压 (等于VBQ) , 输入电阻
最后根据戴维南等效电路得:E0=IBQR0+VBEQ+(1+β)IBQRE
求得IBQ, 进而求得ICQ, VCEQ从而得到静态工作点Q的参数。
相应的, 2003年单招高考试卷最后第二题我们也同样可以用戴维南定理来求解之, 题目如下:
射极输出器如图所示,设三极管的β=50, rbe=660欧,Rb1=47K, Rb2=91K, Rb3=100K, RE=5K, RL=5K, VCC=24V,信号源内阻不计,求放大器的静态工作点Q。
四、戴维南定理在集成运放电路中的应用
在集成运放电路中,我们通常先判断集成运放电路的类型(例如加法电路、减法电路等),然后根据虚短、虚断列出Vo和Vi的关系式,最后根据要求得到所需结论。下面我们通过举例来说明戴维南定理在集成运放电路中的应用。
例:如图所示为理想运放组成电路图,求V0。
本题解决问题的关键是能认清集成运放电路的类型,虚线的右边是反相比例运算电路,左边是信号源,本题的解法有很多种:
(1)利用“虚地”求解
(2)直接推导运用
(3)戴维南定理将信号源化简后求解
以上第(1)、(2)种解法很繁,下面我们用第(3)种方法戴维南定理来求解,将虚线AB左边运用戴维南定理等效后如b图,其中:
用戴维南定理等效电路代替原来题图中虚线的左部分,则可得c图,c图中将Ro和R串联,根据反相比例输入电路的性质,可以得到:
以上通过举例总结了戴维南定理在模拟电路解题中的应用,其实不管是在线性电路还是在非线性电路中,戴维南定理都有着相当广泛的应用。只要正确地理解戴维南定理并科学地加以运用,在实际中举一反三,反复思考,就一定会深化对知识的理解,真正达到“触类旁通”,这些对提高学生的分析问题和解决问题能力将大有裨益。
摘要:戴维南定理是化学工业出版社出版的《电路分析》 (第一版) 第二章“直流电阻电路的分析”的重点内容之一, 它是简化复杂电路的重要方法, 特别适用于求复杂电路中某一支路中电流或功率的情况, 而且是电路分析中的一个普遍实用的重要定理和方法。
关键词:戴维南定理,二、三极管电路,电路模拟,电路解题,应用
参考文献
[1]周绍敏主编.电工基础.高等教育出版社.
[2]周晖主编.电子线路.高等教育出版社.
篇8:戴维南定理实验报告
关键词:戴维南定理 教学设计 教学方法 教学效果
【中图分类号】TM13-4;G642
引言
《电路分析基础》作为电路理论的重要组成部分,是电力、电子、信息、通信、计算机等专业的重要专业理论基础课,也是后续课程《信号与系统》、《现代电子线路》、《数字技术基础》等的先导课程。课程的主要教学任务是引导学生掌握线性电路的基本概念、基本理论和基本分析方法[1]。
该课程主要包含三部分内容:电阻电路分析、动态电路分析和正弦稳态电路的分析。这里以“戴维南定理”为教学实践对象,通过对该定理进行教学设计与教学方法研究,使学生掌握如何通过分析计算和实验测量的方法建立戴维南等效电路,以及戴维南等效电路的应用,力求达到加强理论,实验并重,指导实践的教学效果。
一、教学重难点和学情分析
在对“戴维南定理”进行教学设计和教学方法研究之前,首先要把握学习的重难点,以教学任务和目标为立足点,同时结合具体学情进行分析。
《电路分析基础》课程的核心思想如流程图1所示,首先建立电路模型,然后建立电路模型所对应的数学模型,最終求解电路并分析电路的物理原理。从流程图可以看出,建立电路模型是电路分析的第一步,那么如何建立电路模型呢?电路分析给出了两种建立电路模型的基本方法:一种是基于电路结构建模型;另一种是基于电路端口特性建模型。如何基于定理建立等效电路模型是本节内容的重点,由于电路结构的多样化,求解等效电路的方法也有所不同,需要分情况分析和讨论,因此重点同时也是难点;戴维南定理的建模思想学员首次接触,其应用相对灵活,是本节的第二个难点。在学习该定理之前,学生已经学习了电路的基本分析方法和叠加定理,可以用于定理的求解、证明和应用分析。
了解了重难点和基本学情,接下来将具体研究如何构思教学设计,综合利用多种教学方法,使学生熟练掌握戴维南等效电路的建立及应用。
二、教学设计与教学方法研究
近年来,在大学不断推进教学深化改革的背景下,通过教学交流和总结,吸取经验教训,不断在教学中反思、总结和实践,力求将“以教师为主导,学生为主体”的新型教学理念和教学方法融入电类专业理论基础课程的教学中,解决传统教学中理论和实验、实践分离和脱节的问题[2]。
1.承上启下 巧妙导课
在上课初始,如何利用有限的时间巧妙导课,使知识点的引入合理自然,是引领学生思维,驾驭课堂的第一步。
为消除学员对电路建模新方法的陌生感,首先介绍电路建模背景,包括建模思想、建模类型和建模作用,帮助学生建立建模的概念。考虑到戴维南定理的本质,拟由对复杂电路的分析引入等效的概念,通过对前面所学过的等效二端网络知识的回顾,引入戴维南定理的具体内容。
2.推导论证 案例分析
在导课环节,学生了解了戴维南定理的具体内容——任意一个线性含独立源的二端网络N均可用一个电压源Uoc串联电阻R0来等效。为了使学生认识到戴维南等效电路成立的必然性,以及等效电路中两个重要参数:Uoc和R0的具体物理意义,首先借助所学过的等效二端网络的概念和叠加定理的知识对定理进行证明。接下来直接切入主题,介绍基于定理的等效电路的建立方法,即如何求解开路电压Uoc和除源等效电阻R0。需要注意的是,针对不同电路类型,R0的求解方法有所不同,因此要结合实例,引导学生分情况分析讨论,并进行归纳总结,明确各方法的区别和联系,同时考虑一题多解的情况。
采用推演式教学法,论证严密,充分体现了教学的严谨性和科学性。针对不同电路类型,采用案例式教学法,使学生熟练掌握戴维南等效电路的求解方法并深刻理解定理的普适性;通过分析对比,帮助学生深刻认识该建模方法的特点和优势;通过归纳总结,启发学生自我构建知体系[3]。
3.讨论对比指导实验
现代大学教育中普遍存在着理论教学和实验教学分离和脱节的现象,导致实验教学事倍功半,没有很好的发挥实验教学的优势。为了解决这一问题,在理论教学中有意识、有目的的分析、指导实验,将理论和实验有机的联系起来,既引起了学生对实验的充分重视,也是对所要开展的实验进行有效的预习,达到事半功倍的效果。
戴维南等效电路的测量是《电路分析基础》配套实验教学中一个非常重要的验证性实验,在举例分析已知电路结构情况下,如何通过计算建立戴维南等效电路之后,紧接着提出问题——对于未知电路结构的情况下,如何通过实验测量的方法建立戴维南等效电路呢?接下来引导学生一起探索并总结两种基本的测量方法:半值电压法和伏安关系曲线法,同时提醒学生关注实验过程中的一些注意事项:如直接测量短路电流可能会烧坏电表等。通过探讨和总结,使学生认识到理论和实验的联系和差别,了解了一些基本的实验常识[4]。
4.结合实例 融合应用
前面主要学习了如何通过分析计算和实验测量的方法建立戴维南等效电路,那么戴维南等效电路又有哪些方面的应用呢?接下来主要采用案例式教学法,借助所掌握的电路的基本理论和基本分析方法,分类讨论戴维南等效电路在简化复杂电路分析、功率匹配和求解含非线性元件的电路中的具体应用。
三、总结
《电路分析基础》是一门理论、实验和实践相融合的课程,实验可以用来巩固、验证理论知识,还可以用来指导实践,进一步培养学生的综合应用能力、科研能力和创新能力[5]。将实验引入电类课程的理论教学,解决了传统教学中理论和实验实践分离和脱节的问题,
成为传统教学的有益补充。
参考文献
[1]李瀚荪.电路分析基础[M].第四版.北京:高等教育出版社.2009
[2]常青美,孙亮.电类核心基础课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2012, 18: 60-61
[3]李延明.建构主义教育理论及其对我国基础教育教学改革的启示[J].新乡学院学报,2009,23(4): 158-162
[4]沈小丽,潘兰芳.问题情境教学在戴维南定理实验中的应用研究[J].中国科技教育,2012.3
[作者介绍] 舒君(1980-),女,河南洛阳,硕士,讲师,教员,解放军信息工程大学信息与系统工程学院电路与系统教研室,研究方向:电路与系统。
王妍(1983-),女,河南焦作,硕士,讲师,教员,解放军信息工程大学信息与系统工程学院电路信号与系统教研室,研究方向:电路与系统。
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