實驗戴維寧定理——有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的測定

1、實驗一 戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的測定一實驗目的1驗證戴維寧定理、諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解；2掌握測量有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的一般方法。二實驗原理1戴維寧定理戴維寧定理指出：任何一個有源二端網(wǎng)絡，總可以用一個電壓源US和一個電阻RS串聯(lián)組成的實際電壓源來代替，其中：電壓源US等于這個有源二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC, 內(nèi)阻RS等于該網(wǎng)絡中所有獨立電源均置零(電壓源短接，電流源開路)后的等效電阻RO。 US、RS和IS、RS稱為有源二端網(wǎng)絡的等效參數(shù)。2有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的測量方法(1)開路電壓、短路電流法在有源二端網(wǎng)絡輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓UOC, 然后再

2、將其輸出端短路，測其短路電流IS，且內(nèi)阻為：。若有源二端網(wǎng)絡的內(nèi)阻值很低時，則不宜測其短路電流。(2)伏安法一種方法是用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡的外特性曲線，如圖1-1所示。開路電壓為UOC，根據(jù)外特性曲線求出斜率tgf，則內(nèi)阻為：。圖1-1另一種方法是測量有源二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC，以及額定電流IN和對應的輸出端額定電壓UN，如圖1-1所示，則內(nèi)阻為：。(3)半電壓法圖1-2如圖1-2所示，當負載電壓為被測網(wǎng)絡開路電壓UOC一半時，負載電阻RL的大小（由電阻箱的讀數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡的等效內(nèi)阻RS數(shù)值。(4)零示法圖1-3在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡的開路電壓時，用電壓表進行

3、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1-3所示。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的恒壓源與被測有源二端網(wǎng)絡進行比較，當恒壓源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”，然后將電路斷開，測量此時恒壓源的輸出電壓U，即為被測有源二端網(wǎng)絡的開路電壓。三實驗設備1直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表2恒壓源（雙路030V可調(diào)。）3恒源流（0200mA可調(diào)）4NEEL11下組件或EEL51、EEL52、EEL53或MEEL05、MEEL06四實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡如圖1-4所示.1圖1-4線路接入恒壓源US15V和恒流源IS9mA及可變電阻RL。圖1-

4、4測開路電壓UOC：在圖1-4電路中，斷開負載RL，用電壓表測量開路電壓UOC，將數(shù)據(jù)記入表1-1中。測短路電流IS：在圖1-5電路中，將負載RL短路，用電流表測量短路電流IS，將數(shù)據(jù)記入表1-1中。表1-1Uoc(V)Isc(mA)Rs=Uoc/Isc2負載實驗測量有源二端網(wǎng)絡的外特性：在圖1-4電路中，改變負載電阻RL的阻值，逐點測量對應的電壓、電流，將數(shù)據(jù)記入表1-2中。并計算有源二端網(wǎng)絡的等效參數(shù)US和RS表1-2RL(W)990900800700600500400300200100U(V)I(mA)3驗證戴維寧定理圖1-5測量有源二端網(wǎng)絡等效電壓源的外特性：圖1-5(a)電路是圖1-

5、4的等效電壓源電路，圖中，電壓源US用恒壓源的可調(diào)穩(wěn)壓輸出端，調(diào)整到表1-1中的UOC數(shù)值，內(nèi)阻RS按表1-1中計算出來的RS（取整）選取固定電阻。然后，用電阻箱改變負載電阻RL 的阻值，逐點測量對應的電壓、電流，將數(shù)據(jù)記入表1-3中。表1-3有源二端網(wǎng)絡等效電流源的外特性數(shù)據(jù)RL(W)990900800700600500400300200100U(V)I(mA)五實驗注意事項1測量時，注意電流表量程的更換2改接線路時，要關掉電源。六預習與思考題1如何測量有源二端網(wǎng)絡的開路電壓和短路電流，在什么情況下不能直接測量開路電壓和短路電流？ 2說明測量有源二端網(wǎng)絡開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點。七實驗報告要求1回答思考題；2根據(jù)表1-1和表1-2的數(shù)據(jù)，計算有源二端網(wǎng)絡的等效參數(shù)US和RS；3根據(jù)半電壓法和零示法測量的數(shù)據(jù)，計算有源二端網(wǎng)絡的等效參數(shù)US和RS；4實驗中用各種方法測得的UOC和RS是否相等？試分析其原因