二戴維南定理的驗證

1、實驗二戴維南定理的驗證一、實驗?zāi)康?. 驗證戴維南定理的正確性。2. 掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)(或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò))。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個等效電壓源來 代替，此電壓源的電動勢Es等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOc,其等效內(nèi) 阻R等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視 為開路)時的等效電阻。UOc和R稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法(1)開路電壓、短路電流法SC,I SC，則

2、內(nèi)阻為在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓 UOc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流R- UOCR O1 SC(2) 伏安法用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖 性曲線求出斜率tg ©，則內(nèi)阻+ 未 UUoc1 SC主要是測量開路電壓及電流為額定值2-1所示。根據(jù)外特用伏安法,則內(nèi)阻為I出寸的輸出端電壓值UN,Uoc UnO=In若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時，貝U不宜測其短路電流。V. . J.圖2-1有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性圖2-2 半電壓法測R)(3) 半電壓法如圖2-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時，負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù)確定)即為

3、被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4) 零示法在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表進(jìn)行直接測量 會造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如 圖2-3所示。0圖2-3 零示法測UOc零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比 較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀 數(shù)將為“ 0”，然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 10V12可調(diào)直流恒流源0 200mA13直流數(shù)子電壓表14直流數(shù)字毫安表15萬用電表17電位器1KQ

4、 /1W1四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖2-4(a)所示。2.(a)(b)圖2-4戴維南定理測量電路及等效電路1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的UOC和R o按圖2-4(a)電路接入穩(wěn)壓電源Es和恒流源Is及可變電阻箱R,測定Uo和Rdo表2-1戴維南等效電路參數(shù)Ubd(v)I sc(mA)Ro=UO(/l sc( Q)負(fù)載實驗按圖2-4(a)改變FL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。表2-2負(fù)載實驗數(shù)據(jù)記錄FL( Q)0ooU(v)I(mA)3. 驗證戴維南定理用一只1KQ的電位器，將其阻值調(diào)整到等于按步驟“1”所得的等效電阻R之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“ 1”時所

5、測得的開路電壓UOc 之值）相串聯(lián)，如圖2-4（b）所示，仿照步驟“ 2”測其外特性，對戴氏定理 進(jìn)行驗證。表2-3戴維南定理實驗數(shù)據(jù)驗證FL( Q)0ooU(v)I(mA)4. 測定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法：將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零（將電流源Is斷開；去掉電壓源，并在原電壓端所 接的兩點用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用電表的歐姆 檔去測定負(fù)載R開路后輸出端兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻R。5. 用半電壓法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻用零示法及其開路電壓UOc,線路及數(shù)據(jù)表格自擬。五、實驗注意事項1. 注意測量時，電流表量程的更換。2.步驟“4”中，電源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。用萬用電表直接測R時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用 其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測量。4.改接線路時，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題1.在求戴維南等效電路時，作短路實驗，測Isc的條件是什么？在本實 驗中可否直接作負(fù)載短路實驗？請實驗前對線路 3-4（a）預(yù)先作好計算，以便 調(diào)整實驗線路及測量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2. 說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點。七、實驗報告1. 根據(jù)步驟 2和3，分別繪出曲線，驗證戴維南