戴維南定理和諾頓定理試驗(yàn)報(bào)告

1、戴維南定理和諾頓定理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握有源二端網(wǎng)絡(luò)代維南等效電路參數(shù)的測(cè)定方法。2、驗(yàn)證戴維南定理、諾頓定理和置換定理的正確性。二、原理說明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)（或稱為含源二端網(wǎng)絡(luò)）。 2、戴維南定理：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)理想電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)支路來等效代 替，此電壓源的電壓等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0C,其等效內(nèi)阻 R）等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流源視為開路）時(shí)的等效電阻。這一串聯(lián)電路稱為該網(wǎng)絡(luò)的代維 南等效電路。3、諾頓定理：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以

2、用一個(gè)理想電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流I SC,其等效內(nèi)阻 R0 定義與戴維南定理的相同。4、有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法Uc、Isc和R稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路參數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。（一）開路電壓UOc的測(cè)量方法（1）可直接用電壓表測(cè)量。（ 2）零示法測(cè) UOc在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí)， 用電壓表直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測(cè)量法，如圖 3-1 所示。零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(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

3、”。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。圖 3-1 圖 3-2（二）等效電阻Ro的測(cè)量方法（1）開路電壓、短路電流法測(cè) R0 該方法只實(shí)用于內(nèi)阻較大的二端網(wǎng)絡(luò)。 因當(dāng)內(nèi)阻很小時(shí)， 若將其輸出端口短路則易損壞其內(nèi)部元件，不宜用此法。該測(cè)量方法是： 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U）c，然后將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流|sc，則等效內(nèi)阻為RoU OCSC(2)伏安法測(cè)Ro用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖3-2所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tg ©，貝吶阻：Ro tgUUooII SC(3) 若

4、只有電壓表及電阻器， 沒有電流表測(cè)短路電流， 或者某些被測(cè)網(wǎng)絡(luò)本身 不允許短路，則可在網(wǎng)絡(luò)兩端接入已知阻值為 R的電阻器，測(cè)量該電阻兩端電壓 UR，然后按下式計(jì)算。(4) 半電壓法測(cè)Ro如圖3-3所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)幵路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻(由電阻 箱的讀數(shù)確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。圖3-3圖3-5三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1萬用表2、RXDI-1型電路原理實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖3-4(a)所示。內(nèi)容一：有源二端網(wǎng)絡(luò)戴維南等效電路參數(shù)的測(cè)定圖3-41、用幵路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路的Uoc、F0o按圖3-4(a)接入穩(wěn)壓電源Us =12V和恒流源Is =10m

5、A，不接入Rl。測(cè)出UOc和Isc,并計(jì)算出R?，記錄于表1oUOc(V)I sc(mA)R=Uoc/lsc ( Q)2、負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖3-4(a)接入R-o改變FL(0-10k )阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線, 記錄于表2表2U(V)I(mA)3、 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻(入端電阻)的直接測(cè)量法。見圖3-4 (a)o將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零(先斷幵電流源Is,去掉電壓源US,再將電路中的C、D兩點(diǎn)間用導(dǎo)線短接)，然后用伏安法或直接用萬用表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載F-幵路時(shí)A、B兩點(diǎn)間的電阻，此即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻F0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri。4、 用半電壓法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R，用

6、零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幵路電 壓Uoc。電路圖及數(shù)據(jù)表格自擬。內(nèi)容二：戴維南定理的驗(yàn)證取一只10K可調(diào)電位器，將其阻值調(diào)整到等于按內(nèi)容一中的步驟1所得的等效電阻Ro值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源(調(diào)到步驟1時(shí)所測(cè)得的幵路電壓 Uoc值) 相串聯(lián)，電路如圖3-4(b)所示，仿照內(nèi)容一中的步驟 2測(cè)其外特性，對(duì)戴維南定 理進(jìn)行驗(yàn)證，記錄于表 3o表3U(V)l(mA)內(nèi)容三：諾頓定理的驗(yàn)證取一只10K可調(diào)電位器，將其阻值調(diào)整到等于按內(nèi)容一中的步驟1所得的等效電阻R。值，然后令其與直流恒流源（調(diào)到步驟1時(shí)所測(cè)得的短路電流I sc值）相并聯(lián)，電路如圖3-5所示，仿照內(nèi)容一中的步驟 2測(cè)其外特性，對(duì)諾頓定理進(jìn)行 驗(yàn)證，記錄于表4。表4U(V)I(mA)五、注意事項(xiàng)1、測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表量程的更換。2、電壓源置零時(shí)不可將穩(wěn)壓源短接。3、用萬用表直接測(cè) Ro時(shí)，（1）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零，以免損壞萬用表；（2）歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。4、改接線路時(shí)，須先關(guān)掉電源。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)內(nèi)容一的步驟 2和