實(shí)驗(yàn)六戴維南定理—有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定

1、圖3-2實(shí)驗(yàn)二、戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .驗(yàn)證戴維南定理的正確性2 .掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明及測(cè)量方法1 .任何一個(gè)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(gè)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(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，次電壓源的電動(dòng)勢(shì)Es等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc,其等效內(nèi)阻 Ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源都置零(理想電壓源短路，理 想電流源開路)時(shí)的等效電阻。Uoc和Ro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(cè)量方法(1)開路

2、電壓法、短路電流法(二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻很低時(shí)，不宜采用此法)在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開路電壓Uoc,然后再用電流表直接接到輸出端測(cè)其短路電流Isc,則內(nèi)阻Ro為表3-1Uoc (V)I sc (mA )Ro=Uoc/Isc (Q)(2)伏安法用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖3-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tg,則內(nèi)阻Ro為圖3-1伏安法主要測(cè)量開路電壓及電流為額定值In時(shí)的輸出端電壓 Un,則內(nèi)阻為(3)半電壓法如圖3-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時(shí)，負(fù)載電阻Rl即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4)零示法在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓

3、時(shí)，用電壓表進(jìn)行直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，采用零示測(cè)量法，如圖 3-3所示。圖3-3原理：用一低內(nèi)阻穩(wěn)壓電源于被測(cè)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(shí)，電壓表的讀數(shù)將為“0”，然后將電路斷開，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc。圖 3-4b)圖 3-4 (a)三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1 .可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 GP-4303TP2 .電路原理試驗(yàn)箱 KHDL-33 .臺(tái)式萬(wàn)用表 DM-441B四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖3-4 (a)所示。1 .用開路電壓、短路電流法測(cè)定被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)Uoc和Ro。

4、按圖3-4 (a)接入穩(wěn)壓電源 Es和可變電阻 Rl,測(cè)定Uoc和Ro。2,按圖3-4 (a)改變Rl的值，用伏安法測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性，數(shù)據(jù)填入表 3-2表3-2Rl( Q)100200300400500600U (V)I (mA)3.驗(yàn)證戴維南定理。用一只1KQ的電位器，將其阻值調(diào)整到等于步驟1所得的等效電阻 Ro之值，然后令其于直流穩(wěn)壓電源(輸出電壓調(diào)到步驟1時(shí)所測(cè)得的開路電壓 Uoc之值)相串聯(lián)，如圖3-4(b)所示，仿照步驟 2測(cè)其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。表3-3Rl( Q)100200300400500600U (V)I (mA )4 .測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻的其他方法：

5、 將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零 （電壓 源去掉，用一小段導(dǎo)線代替，電流源斷開），然后用直接用萬(wàn)用表電阻檔去測(cè)量去掉RL后得到輸出端兩點(diǎn)間的電阻 R,則被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 Ro=R。5 .用半電壓法和零示值法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)（ Uoc和Ro）,數(shù)據(jù)表格自擬。 五實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .交替測(cè)量電壓、電流時(shí)，注意臺(tái)式萬(wàn)用表的功能切換和表筆當(dāng)前所處插孔位置是否 正確。2 .用臺(tái)式萬(wàn)用表直接測(cè)量 Ro時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零，以免損壞萬(wàn)用表。3 .步驟4中電壓源置零時(shí)，不可直接將穩(wěn)壓電源的輸出電壓直接短路。4 .改接線路時(shí)，必須先關(guān)閉電源。六、預(yù)習(xí)及思考1 .在求戴維南等效電路時(shí)，做短路實(shí)驗(yàn)，測(cè) Isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接 作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)前對(duì)線路 3-4 （a）進(jìn)行預(yù)先計(jì)算，以便調(diào)整試驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)課準(zhǔn)確 地選取萬(wàn)用表的量程。2 .列舉測(cè)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(diǎn)。 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)步驟