電路分析基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、電 路 分 析 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計(jì)1、 實(shí)驗(yàn)名稱 戴維南定理二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證戴維南定理。2 測(cè)定線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性和戴維南等效電路的外特性。三、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備，器材1 電路分析實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2 直流毫安表 一臺(tái)3 數(shù)字萬(wàn)用表 一臺(tái) 四、實(shí)驗(yàn)原理 戴維南定理指出：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，見圖41。 圖4 1 圖4- 2 1、開路電壓的測(cè)量方法 1 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

2、不計(jì)時(shí)，可以直接用電壓表測(cè)量開路電壓。2 方法二：補(bǔ)償法。其測(cè)量電路如圖42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，c、d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路電壓,因?yàn)槁菲胶鈺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，具體測(cè)量方法有以下幾種： 1 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具有一定的內(nèi)

3、阻，它并不能與電源本身分開，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。2 方法二：測(cè)量端的開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4 3 圖 443 方法三：兩次電壓測(cè)量法 測(cè)量電路如圖43所示，第一次測(cè)量端的開路，自作主張性質(zhì)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、戴維南等效電路法如果用電壓等于開路電壓

4、 的理想電壓源與等效電阻相串聯(lián)的電路（稱為戴維南等效電路，參見圖4-4）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)原理電路見圖4-5。 圖4-55、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 戴維南定理求支路電流， 測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓等效電阻 按圖4-5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

5、數(shù)據(jù)記入表格4 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 =，使毫安表短接，測(cè)出此時(shí)的負(fù)載端電壓并記入表格4 - 1中。項(xiàng)目uoc（v）u（v）isc（ma）req（）數(shù)值2.341.0128.483.2表 4 1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)將接在間的毫安表短路，測(cè)量電流時(shí)，將電壓表從端拆除。若采用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，要特別注意換檔。 6、 實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果、項(xiàng)目uoc(v)vise(ma)req()數(shù)值2.341.0128.483.2數(shù)值2.341.2326.410.1數(shù)值2.341.0325,691.67、8、 結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)前需要做充分的準(zhǔn)備，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 。戴維南定理實(shí)驗(yàn)中計(jì)算出來(lái)的開路電壓于測(cè)量值相差很大原因是測(cè)量時(shí)，電壓表有內(nèi)阻，此內(nèi)阻并聯(lián)到應(yīng)當(dāng)開路的兩點(diǎn)間，使得在測(cè)量時(shí)，這兩點(diǎn)間的電壓低于計(jì)算的電壓，尤其在被測(cè)的兩點(diǎn)間的電阻很大，使得無(wú)法做到電壓表的內(nèi)阻被測(cè)電路兩點(diǎn)間的電阻，這時(shí)，測(cè)量得到的值與計(jì)算值就會(huì)相差很大。八、實(shí)驗(yàn)心得1. 應(yīng)用戴維南定理可將任一復(fù)雜的集總參數(shù)含源線性時(shí)不變二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)簡(jiǎn)單的二端網(wǎng)絡(luò)，即可以將原來(lái)的電路等效為一恒壓源與電阻串聯(lián)的電路。2. 戴維南定理只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。也就是說(shuō)，不可應(yīng)用該定理求出等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之后，又返回來(lái)求原電路(即有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電路)的電流和功率。3. 應(yīng)用戴維南定理進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，如果待求支路后的有源二端網(wǎng)絡(luò)仍為復(fù)雜電路，可再次運(yùn)用戴維南定理，直至成為簡(jiǎn)單電路。4. 戴維南定理只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡(luò)。如果有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有非線性元