戴維寧定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

電路原理實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2012/4/26 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證戴維寧定理2. 測(cè)定線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性和戴維寧等效電路的外特性。二、實(shí)驗(yàn)原理戴維寧定理指出：任何一個(gè)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于外電路而言，總可以用一個(gè)理想電壓源和電阻的串聯(lián)形式來(lái)代替，理想電壓源的電壓等于原一端口的開(kāi)路電壓，其電阻（又稱等效內(nèi)阻）等于網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源置零時(shí)的入端等效電阻，見(jiàn)圖2-1。圖2-1 圖2-21. 開(kāi)路電壓的測(cè)量方法方法一：直接測(cè)量法。當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻與電壓表的內(nèi)阻相比可以忽略不計(jì)時(shí)，可以直接用電壓表測(cè)量開(kāi)路電壓。方法二：補(bǔ)償法。其測(cè)量電路如圖2-2所示，為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，為標(biāo)準(zhǔn)分壓電阻箱，為高靈敏度的檢流計(jì)。調(diào)節(jié)電阻箱的分壓比，、兩端的電壓隨之改變，當(dāng)時(shí)，流過(guò)檢流計(jì)的電流為零，因此式中為電阻箱的分壓比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓和分壓比就可求得開(kāi)路電壓，因?yàn)殡娐菲胶鈺r(shí)，不消耗電能，所以此法測(cè)量精度較高。2. 等效電阻的測(cè)量方法對(duì)于已知的線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，其入端等效電阻可以從原網(wǎng)絡(luò)計(jì)算得出，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出，下面介紹幾種測(cè)量方法：方法一：將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立源都去掉，在端外加一已知電壓，測(cè)量一端口的總電流，則等效電阻。實(shí)際的電壓源和電流源都具有一定的內(nèi)阻，它并不能與電源本身分開(kāi)，因此在去掉電源的同時(shí)，也把電源的內(nèi)阻去掉了，無(wú)法將電源內(nèi)阻保留下來(lái)，這將影響測(cè)量精度，因而這種方法只適用于電壓源內(nèi)阻較小和電流源內(nèi)阻較大的情況。方法二：測(cè)量端的開(kāi)路電壓及短路電流則等效電阻這種方法適用于端等效電阻較大，而短路電流不超過(guò)額定值的情形，否則有損壞電源的危險(xiǎn)。圖2-3 圖2-4方法三：兩次電壓測(cè)量法測(cè)量電路如圖2-3所示，第一次測(cè)量端的開(kāi)路，第二次在端接一已知電阻（負(fù)載電阻），測(cè)量此時(shí)、端的負(fù)載電壓，則、端的等效電阻為：第三種方法克服了第一和第二種方法的缺點(diǎn)和局限性，在實(shí)際測(cè)量中常被采用。3. 如果用電壓等于開(kāi)路電壓的理想電壓源與等效電阻相串聯(lián)的電路（稱為戴維寧等效電路，參見(jiàn)圖2-4）來(lái)代替原有源二端網(wǎng)絡(luò)，則它的外特性應(yīng)與有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性完全相同。實(shí)驗(yàn)原理電路見(jiàn)圖2-5b。(a) (b)圖2-5三、預(yù)習(xí)內(nèi)容在圖2-5(a)中設(shè)=10V，=6V，=1KW，根據(jù)戴維寧定理將AB以左的電路化簡(jiǎn)為戴維寧等效電路。即計(jì)算圖示虛線部分的開(kāi)路電壓，等效內(nèi)阻及A、B直接短路時(shí)的短路電流之值，填入自擬的表格中。UocReqIsc8V50016mA四、儀器設(shè)備1. 電路分析實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2. 直流毫安表一只3. 數(shù)字萬(wàn)用表一臺(tái)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 用戴維寧定理求支路電流測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和等效電阻按圖2-5(a)接線，經(jīng)檢查無(wú)誤后，采用直接測(cè)量法測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓。電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。用兩種方法測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻A. 采用原理中介紹的方法二測(cè)量：首先利用上面測(cè)得的開(kāi)路電壓和預(yù)習(xí)中計(jì)算出的估算網(wǎng)絡(luò)的短路電流大小，在之值不超過(guò)直流穩(wěn)壓電源電流的額定值和毫安表的最大量限的條件下，可直接測(cè)出短路電流，并將此短路電流數(shù)據(jù)記入表格2-1中。B. 采用原理中介紹的方法三測(cè)量：接通負(fù)載電阻，調(diào)節(jié)電位器，使=1KW，使毫安表短接，測(cè)出此時(shí)的負(fù)載端電壓，并記入表格2-1中。表2-1項(xiàng)目（V）（V）(mA)（W）數(shù)值8.0175.36315.485506.4取A、B兩次測(cè)量的平均值作為（的計(jì)算在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中完成）2. 測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性調(diào)節(jié)電位器即改變負(fù)載電阻之值，在不同負(fù)載的情況下，測(cè)量相應(yīng)的負(fù)載端電壓和流過(guò)負(fù)載的電流，共取五個(gè)點(diǎn)將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。測(cè)量時(shí)注意，為了避免電表內(nèi)阻的影響，測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)將接在AC間的毫安表短路，測(cè)量電流時(shí)，將電壓表從A、B端拆除。若采用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，要特別注意換檔。3. 測(cè)定戴維寧等效電路的外特性。將另一路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)到等于實(shí)測(cè)的開(kāi)路電壓值，以此作為理想電壓源，調(diào)節(jié)電位器，使，并保持不變，以此作為等效內(nèi)阻，將兩者串聯(lián)起來(lái)組成戴維寧等效電路。按圖2-5(b)接線，經(jīng)檢查無(wú)誤后，重復(fù)上述步驟測(cè)出負(fù)載電壓和負(fù)載電流，并將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1. 應(yīng)用戴維寧定理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算支路的電流)，并與計(jì)算值進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算:I3=UOC/(Req+RL)=5.32mA理論計(jì)算值 ：I3=U/(Req+RL)=5.33mA2. 在同一坐標(biāo)紙上作出兩種情況下的外特性曲線，并作適當(dāng)分析。判斷戴維寧定理的正確性。（1）12345RL(W)1000900800700600U(V)5.3715.1814.9484.7074.328I(mA)5.1995.6976.