大學(xué)電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)戴維南

1、實(shí)驗(yàn)四：線性有源二端網(wǎng)實(shí)驗(yàn)四：線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量（戴維南定理）絡(luò)的測(cè)量（戴維南定理）電路分析實(shí)驗(yàn)課電路分析實(shí)驗(yàn)課（3 3）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)四：線性有源二端網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)四：線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量的測(cè)量1 1、加深對(duì)戴維南定理的理解。、加深對(duì)戴維南定理的理解。 2 2、學(xué)習(xí)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)量方法。、學(xué)習(xí)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)量方法。 3 3、驗(yàn)證戴維南定理。、驗(yàn)證戴維南定理。 三、實(shí)驗(yàn)原理：三、實(shí)驗(yàn)原理： 戴維南定理戴維南定理（a a）有源二端網(wǎng)絡(luò)）有源二端網(wǎng)絡(luò)(b)(b)等效電路等效電路戴維南定理等效電路戴維南定理等效電路 當(dāng)含源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻當(dāng)含源二端

2、網(wǎng)絡(luò)的入端電阻RiRi與電壓表內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻RvRv相比，可以忽略不計(jì)時(shí)，相比，可以忽略不計(jì)時(shí)，可直接用電壓表測(cè)量其可直接用電壓表測(cè)量其開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓。 當(dāng)含源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻當(dāng)含源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻RiRi與電與電壓表內(nèi)阻壓表內(nèi)阻RvRv相比不可以忽略時(shí)相比不可以忽略時(shí), ,會(huì)給測(cè)量會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)一定的誤差。結(jié)果帶來(lái)一定的誤差。 采用補(bǔ)償電路測(cè)量電壓時(shí)，可以排采用補(bǔ)償電路測(cè)量電壓時(shí)，可以排除儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。電流表數(shù)除儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。電流表數(shù)值為值為0 0。補(bǔ)償法測(cè)量電路補(bǔ)償法測(cè)量電路 測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)輸入端電阻測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)輸入端電阻RiRi的方法有多種。下面介

3、紹幾種測(cè)量的方法有多種。下面介紹幾種測(cè)量的方法。的方法。 如果采用測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓如果采用測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U UOCOC和短路電流和短路電流IsIs方法，則根方法，則根據(jù)歐姆定理可知據(jù)歐姆定理可知Ri= URi= UOCOC /Is /Is。這種方法最簡(jiǎn)便，但是對(duì)于不允許將外部。這種方法最簡(jiǎn)便，但是對(duì)于不允許將外部電路直接短路的網(wǎng)絡(luò)（例如有可能因短路電流過(guò)大而損壞網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的器件電路直接短路的網(wǎng)絡(luò)（例如有可能因短路電流過(guò)大而損壞網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的器件時(shí)），不能采用此方法。時(shí)），不能采用此方法。 測(cè)量電路如圖，在第測(cè)量電路如圖，在第1 1次測(cè)量出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓次測(cè)量出有源二端網(wǎng)

4、絡(luò)的開(kāi)路電壓U UOC OC 后，在端口后，在端口處接一已知負(fù)載電阻處接一已知負(fù)載電阻R RL L，然后第，然后第2 2次測(cè)出負(fù)載電阻的端電壓次測(cè)出負(fù)載電阻的端電壓U URLRL。 因?yàn)橐驗(yàn)?U URLRL=U=UOC OC R RL L/(Ri+R/(Ri+RL L) ) 所以入端電阻為：所以入端電阻為：Ri=RRi=RL L(U(UOC OC /U/URLRL-1)-1) 注意注意R RL L與與RiRi不能不能相差太大相差太大 半電壓法是帶載法的特例。半電壓法是帶載法的特例。 測(cè)量電路如圖。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻測(cè)量電路如圖。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R RL L，當(dāng)電壓，當(dāng)電壓U URLRL為開(kāi)路電壓為開(kāi)路電

5、壓U UOCOC的一半時(shí)，的一半時(shí)，此時(shí)負(fù)載電阻此時(shí)負(fù)載電阻R RL L即為所求的入端電阻即為所求的入端電阻RiRi。 當(dāng)當(dāng)RiRi太大時(shí)，帶載法和半電壓法的太大時(shí)，帶載法和半電壓法的測(cè)量誤差會(huì)加大測(cè)量誤差會(huì)加大 把有源二端網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立電源置把有源二端網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立電源置零，網(wǎng)絡(luò)中只有電阻。然后可以用歐姆表零，網(wǎng)絡(luò)中只有電阻。然后可以用歐姆表直接測(cè)量（直接測(cè)量法）；也可以在端口直接測(cè)量（直接測(cè)量法）；也可以在端口處外加一個(gè)給定電壓處外加一個(gè)給定電壓u u，測(cè)得流入端口的，測(cè)得流入端口的電流電流I I，則，則R=u/IR=u/I（端口電壓法）。（端口電壓法）。外加電外加電壓測(cè)量壓測(cè)量法法1

6、 1、按圖接線，、按圖接線，其中其中E=5VE=5V，R R1 1=470=470， R R2 2=470=470，R R3 3=100=100，R R4 4=100=100。有源線性二端網(wǎng)絡(luò)有源線性二端網(wǎng)絡(luò) 根據(jù)表根據(jù)表4-14-1提供外接電阻提供外接電阻R RL L的阻值，測(cè)量通過(guò)電阻的阻值，測(cè)量通過(guò)電阻R RL L的電流和電阻的電流和電阻R RL L兩端的電壓，將測(cè)量結(jié)果填入表兩端的電壓，將測(cè)量結(jié)果填入表4-14-1。 R RL L（）0 010104704701K1K開(kāi)路開(kāi)路I I（mAmA）U U（V V）表表4-14-1 用用直接測(cè)量方法直接測(cè)量方法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓測(cè)量有

7、源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U UOCOC ，將測(cè)量結(jié)果填入，將測(cè)量結(jié)果填入表表4-24-2。表表4-24-2直接測(cè)量法直接測(cè)量法U UOCOC = =Ri=Ri=開(kāi)路短路法開(kāi)路短路法U UOCOC = =I=I=Ri=Ri=半電壓法半電壓法U UOCOC= =1/2 U1/2 UOCOC = =Ri=Ri=帶載法帶載法(R(RL L= )= )U UOCOC = =U URLRL= =Ri=Ri=端口電壓法端口電壓法U=U=I=I=Ri=Ri= 用用直接測(cè)量法直接測(cè)量法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電壓。測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電壓。 然后用然后用開(kāi)路短路法、帶載法開(kāi)路短路法、帶載法（R RL L值選幾十

8、到幾百歐姆，標(biāo)明數(shù)值）、值選幾十到幾百歐姆，標(biāo)明數(shù)值）、半電壓法半電壓法、端口電壓法端口電壓法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電阻。（時(shí)間不夠測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電阻。（時(shí)間不夠可選擇兩種方法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電阻。注意至少有一種要可選擇兩種方法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入端電阻。注意至少有一種要有電流測(cè)量）將測(cè)量結(jié)果填入表有電流測(cè)量）將測(cè)量結(jié)果填入表4-24-2中。中。 5 5、驗(yàn)證戴維南定理：、驗(yàn)證戴維南定理： 如圖。調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓，使如圖。調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓，使之等于開(kāi)路電壓之等于開(kāi)路電壓U UOCOC，用電位器代替測(cè)出，用電位器代替測(cè)出的的RiRi。接入負(fù)載電阻，按表。接入

9、負(fù)載電阻，按表4-34-3的阻值測(cè)的阻值測(cè)量通過(guò)電阻的電流和電阻兩端的電壓，將量通過(guò)電阻的電流和電阻兩端的電壓，將測(cè)量結(jié)果填入表測(cè)量結(jié)果填入表4-34-3。 比較表比較表4-14-1和表和表4-34-3，驗(yàn)證戴維南定理。，驗(yàn)證戴維南定理。電阻（電阻（）0 010104704701K1K電流（電流（mAmA）電壓（電壓（V V）表表4-34-3六、常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤六、常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤現(xiàn)象現(xiàn)象1 1、電阻上無(wú)電壓、電流、電阻上無(wú)電壓、電流原因：穩(wěn)壓電源接線錯(cuò)誤、導(dǎo)線斷原因：穩(wěn)壓電源接線錯(cuò)誤、導(dǎo)線斷現(xiàn)象現(xiàn)象2 2、無(wú)法測(cè)電流、無(wú)法測(cè)電流原因：萬(wàn)用表表筆插錯(cuò)或保險(xiǎn)管斷原因：萬(wàn)用表表筆插錯(cuò)或保險(xiǎn)管斷現(xiàn)象現(xiàn)象3

10、3、接入電路后電壓下降、接入電路后電壓下降原因：穩(wěn)流電流太小原因：穩(wěn)流電流太小現(xiàn)象現(xiàn)象4 4、電路上電壓、電流不正確、電路上電壓、電流不正確原因：電路接線錯(cuò)誤原因：電路接線錯(cuò)誤a.a.電源順序、極性接反電源順序、極性接反b.b.電阻數(shù)值不對(duì)電阻數(shù)值不對(duì)c.c.連線錯(cuò)誤（如短接電位器）連線錯(cuò)誤（如短接電位器）現(xiàn)象現(xiàn)象5 5、電阻測(cè)量不正確、電阻測(cè)量不正確原因：未完全斷電測(cè)量原因：未完全斷電測(cè)量現(xiàn)象現(xiàn)象6 6、等效電阻不吻合、等效電阻不吻合原因：電源去掉后，應(yīng)加一條短接線原因：電源去掉后，應(yīng)加一條短接線 當(dāng)含源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻當(dāng)含源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻RiRi與電壓表內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻RvRv相比，可以忽略不計(jì)時(shí)，相比，可以忽略不計(jì)時(shí)，可直接用電壓表測(cè)量其可直接用電壓表測(cè)量其開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓。 測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)輸入端電阻測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)輸入端電阻RiRi的方法有多種。下面介紹幾種測(cè)量的方法有多種。下面介紹幾種測(cè)量的方法。的方法。 如果采用測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓如果采用測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U UOCOC和短路電流和短路電流IsIs方法，則根方法，則根據(jù)歐姆定理可知據(jù)歐姆定理可知Ri= URi= UOCOC /Is /Is。這種方法最簡(jiǎn)便，但是對(duì)于不允許將外部。這種方法最簡(jiǎn)便，但是對(duì)于不允許將外部電路直接短路的網(wǎng)